DE19636847A1

DE19636847A1 - Verfahren zum Wiedergewinnen von Wertstoffen aus Teppichproduktionsabfällen und Altteppichen mittels Zerkleinerung durch Hochdruckflüssigkeitsstrahlen

Info

Publication number: DE19636847A1
Application number: DE1996136847
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl Ing Knirsch; Marcus Weis; Roland Prof Dr Meyer-Pittroff
Original assignee: MEYER PITTROFF ROLAND
Current assignee: MEYER PITTROFF ROLAND
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1998-04-16

Description

Stand der Technik

Teppichprodukte bestehen allgemein aus einer textilen Oberschicht, der sogenannten Nutz schicht, und einer Rückenbeschichtung (Unterschicht).

Die textilen Oberschichten werden industriell nach drei Verfahren hergestellt: dem Tufting-, dem Nadelvlies- und dem Webverfahren.

Der schematische Aufbau von Tufting-Teppichen und von Nadelvliesteppichen ist in Abb. 1 schematisch dargestellt.

Bei der Herstellung von derartigen Teppichprodukten entstehen verfahrensbedingte Abfälle in Form von Randstreifen und Fehlchargen. Die Menge der Produktionsrückstände wird im Mittel auf etwa 10% der Produktionsmenge geschätzt. In Westeuropa werden rund 1.150 Mio. m² Teppichbeläge hergestellt. Noch höher liegt die Menge an Teppichabfällen, die nach dem Gebrauch als Gebäude-Bodenbeläge sowie aus Altautos anfallen, die sogenannten Altteppiche.

Nach [1] fielen für das Jahr 1994 folgenden Teppichabfallmengen an (Die Zahlen beziehen sich auf die Teppichproduktionsmenge in Westeuropa für den Automobilsektor und den Gebäudesektor zusammengefaßt):
Tuftingteppiche 734,8 Mio m²;
Nadelvliese 313,7 Mio m²;
Webteppiche 106,7 Mio m².

Altteppiche sind meist stark verschmutzt. Die partikelförmige Schmutzfracht (Sand, Erde etc.) kann bis zu 20 Gew.-% ausmachen. Hohe Fremdstoffanteile sind bei verklebten Gebäude-Bodenbelägen zu erwarten da an diesen neben dem Klebstoff noch Estrichreste anhaften. Außerdem ist, insbesondere bei Automobilteppichen, mit Verschmutzungen durch flüssige Stoffe, wie Öl, Kraftstoff, Farbe etc., zu rechnen. Ebenso enthält die in die Unterschicht vieler Teppiche eingebaute Schwerschicht, die dort als ruhende Masse dient, hohe Anteile an stark abrasiven Füllstoffen. All diese Verunreinigungen und Verschmutzungen bewirken einen hohen Verschleiß an Werkzeugen bei einer rein mechanischen Zerkleinerung.

Obwohl es zahlreiche erprobte Möglichkeiten zur Verwertung von Kunststoffteppichab fällen gibt, sind bisher nur wenige Verfahren - ausgenommen die thermische Verwertung in Müllverbrennungsanlagen - tatsächlich realisiert worden. Dies liegt zum einen daran, daß die verschiedenen Materialien im Teppich stark miteinander verbunden sind und eine sinnvolle Trennung in die Einzelbestandteile derzeit noch nicht gelungen ist. Zum anderen sind rohstoffliehe Verfahren derzeit noch zu teuer. Die Aufbereitung für den Einsatz als Reduktionsmittel im Hochofen ist aufgrund der aufwendigen Aufbereitungstechnik derzeit noch nicht wirtschaftlich.

Da es für Kunststoffteppichabfälle (Produktionsabfälle und Altteppiche) bisher nur unzu reichende Möglichkeiten des Recyclings gibt, werden diese überwiegend deponiert oder verbrannt, obwohl Teppiche aus hochwertigen Materialien bestehen, wie z. B. Polyamid oder Polypropylen als Faser, Polypropylen oder Polyethylenterephthalat als Trägervlies sowie unvernetztes oder vernetztes Latex als Binderschicht.

Beschreibung des Verfahrens

Die hier vorgestellte Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auflösen und gegebenenfalls Reinigen von Teppichverbunden durch eine Hochdruckflüssigkeitszerkleinerung in Verbindung mit einer selektiven Inlösungnahme. Das Ziel ist, die in den Teppichen enthaltenen Wertstoffe in möglichst reiner Form wiederzugewinnen, um sie auf hohem Wertniveau rohstofflich weiterverwerten zu können.

Ein wesentlicher Punkt des Verfahrens ist der Einsatz eines Hochdruckflüssigkeitsstrahls, wobei die Flüssigkeit ein Lösungsmittel für einzelne Bestandteile des Teppichs sein kann, mit folgenden Zielen:

1. Mechanisches Trennen einzelner Teppichbestandteile und/oder Zerkleinerung des Teppichs;
2. Auf- und/oder Einbringen eines selektiven Lösungsmittels in den Teppichverbund.

Zu 1.:
Das Zerkleinerungswerkzeug bei der Hochdruckflüssigkeitsstrahlzerkleinerung ist ein Flüssigkeitsstrahl. Die Flüssigkeit kann ein selektives Lösungsmittel, Wasser oder eine andere Flüssigkeit bzw. ein Gemisch daraus sein. Der Flüssigkeitsstrahl, der mit hohem Druck (10 bis 100 MPa) auf das Material trifft, bewirkt, daß das Material zerkleinert wird. Durch die Wirkungsweise eines Hochdruckflüssigkeitsstrahles können einzelne Bestandteile des Teppichs selektiv zerkleinert werden, wohingegen die anderen Bestandteile unbeschädigt bleiben. Im Falle eines Teppichs mit Schaumrücken aus Latex kann z. B. der Schaumrücken vom Trägervlies abgetrennt werden, ohne daß die Fasern oder das Trägervlies dabei zerstört werden. In der als ruhende Masse dienenden Schwerschicht von Teppichen sind hohe Anteile an Schwerspat, Kreide und ähnlichem eingelagert. Diese Stoffe sind abrasiv und führen bei konventionellen, rein mechanischen Zerkleinerungsverfahren zu starkem Verschleiß an den Zerkleinerungsanlagen. Im Falle der Flüssigkeitsstrahlzerkleinerung sind die abrasiven Eigenschaften des Teppichs bei der Zerkleinerung ohne Bedeutung.

Der Flüssigkeitsstrahl wird in Düsen erzeugt. Die verwendeten Düsen für die Hochdruck flüssigkeitsstrahlzerkleinerung sind Flachstrahldüsen oder Rundstrahldüsen oder rotierende Rundstrahl- oder Flachstrahldüsen. Die Anordnung der Düsen kann linienförmig oder auf einer Fläche verteilt erfolgen. Die Hochdruckflüssigkeitsstrahlen können linear oder zirkular oder nach anderen Bewegungsmustern über den Teppich geführt werden.

Mit den Hochdruckflüssigkeitsstrahlen kann auch die zerkleinerte Rückenbeschichtung des Teppichs durch den Faserverbund hindurch gespült werden, und dabei können an den Fasern anhaftende Fremdstoffe über Friktion abgetrennt werden.

Hochdruckflüssigkeitsstrahlen können sowohl an der Teppichrückseite als auch an der Teppichvorderseite angreifen.

Nach dem Gebrauch der Flüssigkeit zur Hochdruckflüssigkeitsstrahlzerkleinerung wird sie gereinigt und kann anschließend wiederverwendet werden.

Zu 2.:
Durch die Verwendung eines Lösungsmittelstrahls wird das selektive Lösungsmittel direkt an den zu lösenden Stoff gebracht, was zum einen ein schnelleres Auflösen bewirkt und zum anderen den Lösungsmitteleinsatz verringern kann. Im Falle eines Tuftingteppichs mit einem Trägervlies aus einem anderen Material als die Fasern könnte mit einem speziellen selektiven Lösungsmittel das Trägervlies aufgelöst werden, während die Fasern unbeschädigt bleiben. Das mit gelöstem Kunststoff beladene Lösungsmittel kann im Anschluß über einen Filter vom suspendierten Schmutz gereinigt werden. Der Kunststoff wird ausgefällt, kann dadurch sehr rein gewonnen werden und hat Eigenschaften, die denen von Neuware ähnlich sind.

[1] Inter Contuft: Marktanalysen der International Consultants to the Carpet Industrie, B-3080 Trevuren/Belgien, Morselboslaan 15, 1994

Claims

1. Verfahren zum Recycling von Teppichen, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Teppichbestandteile aus dem Teppichverbund durch Hochdruckflüssigkeitsstrahlen herausgelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom beaufschlagten Druck die Art der Zerkleinerung oder die Trennung einzelner Teppichbestandteile gesteuert werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Druck zwischen 10 und 100 MPa liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein selektives Lösungsmittel, Wasser oder eine andere Flüssigkeit bzw. ein Gemisch daraus ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Düsen für die Hochdruckflüssigkeitsstrahlzerkleinerung linienförmig oder auf einer Fläche verteilt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckflüssigkeitsstrahlen linear oder zirkular oder nach anderen Bewegungsmustern über den Teppich geführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Düsen für die Hochdruckflüssigkeitsstrahlzerkleinerung Flachstrahldüsen oder Rundstrahldüsen oder rotierende Rundstrahl- oder Flachstrahldüsen sind.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Hochdruckflüssigkeits strahlen unter verschiedenen Anstellwinkeln zur Teppichoberfläche über dem Teppich geführt werden, um zum einen eine Schälwirkung zur Abtrennung der Rückenschicht zu bewirken und zum anderen ein Herausschlagen der Teppichrückenschicht aus oder durch den Faserverbund hindurch zu verwirklichen.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Hochdruckflüssigkeits strahlen in ihrer Wirkung so eingestellt werden, daß die Rückenschicht, bestehend aus Füllstoff und Binder, aufgebröselt wird, ohne dabei die Fasern der Oberschicht oder das Trägervlies zu zerstören.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Flüssig keit ein Lösungsmittel sein kann, in dem einzelne Teppichbestandteile selektiv aufgelöst oder mit dem Oberflächenverschmutzungen an den Fasern abgelöst werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Hochdruckflüssig keitsstrahlen an der Teppichrückseite oder Vorderseite angreifen.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Flüssigkeit nach einer Reinigung im Kreislauf geführt werden kann.