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DE19636847A1 - Recovery of materials from carpetings - Google Patents

Recovery of materials from carpetings

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DE19636847A1
DE19636847A1 DE1996136847 DE19636847A DE19636847A1 DE 19636847 A1 DE19636847 A1 DE 19636847A1 DE 1996136847 DE1996136847 DE 1996136847 DE 19636847 A DE19636847 A DE 19636847A DE 19636847 A1 DE19636847 A1 DE 19636847A1
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DE
Germany
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carpet
pressure liquid
high pressure
liquid
nozzles
Prior art date
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Withdrawn
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DE1996136847
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German (de)
Inventor
Matthias Dipl Ing Knirsch
Marcus Weis
Roland Prof Dr Meyer-Pittroff
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MEYER PITTROFF ROLAND
Original Assignee
MEYER PITTROFF ROLAND
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Abstract

To recover useful material from carpet manufacturing waste, off-cuts and old carpets, for recycling, the separate carpeting components are detached from the carpeting by high pressure fluid jet streams.

Description

Stand der TechnikState of the art

Teppichprodukte bestehen allgemein aus einer textilen Oberschicht, der sogenannten Nutz­ schicht, und einer Rückenbeschichtung (Unterschicht).Carpet products generally consist of a textile top layer, the so-called utility layer, and a back coating (underlayer).

Die textilen Oberschichten werden industriell nach drei Verfahren hergestellt: dem Tufting-, dem Nadelvlies- und dem Webverfahren.The textile top layers are manufactured industrially using three processes: the Tufting, needle punch and weaving processes.

Der schematische Aufbau von Tufting-Teppichen und von Nadelvliesteppichen ist in Abb. 1 schematisch dargestellt.The schematic structure of tufted carpets and needle-punched carpets is shown schematically in Fig. 1.

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.In the manufacture of such carpet products, process-related waste arises in the form of edge strips and faulty batches. The amount of production residues is estimated on average to be around 10% of the production amount. Around 1,150 million m 2 of carpet coverings are manufactured in Western Europe. Even higher is the amount of carpet waste that arises after use as building floor coverings and from old cars, the so-called old carpets.

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.According to [1], the following quantities of carpet waste were incurred in 1994 (the figures refer to the quantity of carpet production in Western Europe for the automotive and building sectors combined):
Tufted carpets 734.8 million m 2 ;
Needle felt 313.7 million m 2 ;
Woven carpets 106.7 million m 2 .

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.Old carpets are usually very dirty. The particulate dirt load (sand, earth etc.) can make up up to 20% by weight. High levels of foreign matter are in the case of glued  Building floor coverings can be expected there as well as screed residues on them cling to. In addition, especially with automotive carpets, with dirt due to liquid substances such as oil, fuel, paint etc. It also contains the in Underlayer of many carpets built-in heavy layer, which serves as a resting mass there high proportions of highly abrasive fillers. All these impurities and Soiling causes a high level of tool wear on a clean mechanical crushing.

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.Although there are numerous tried and tested ways of recycling plastic carpets there are only a few processes to date - with the exception of thermal recycling in waste incineration plants - actually realized. On the one hand, this is because that the different materials in the carpet are strongly connected and one reasonable separation into the individual components has not yet succeeded. On the other hand Processes that rely on raw materials are currently still too expensive. The preparation for use as Reducing agent in the blast furnace is currently due to the complex processing technology not yet economical.

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. As it has so far only been unacceptable for plastic carpet waste (production waste and old carpets) there are sufficient opportunities for recycling, they are mostly landfilled or burnt, although carpets are made of high quality materials such as B. polyamide or polypropylene as fiber, polypropylene or polyethylene terephthalate as carrier fleece as well as uncrosslinked or crosslinked latex as a binder layer.  

Beschreibung des VerfahrensDescription of the procedure

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.The invention presented here relates to a method for dissolving and optionally Cleaning carpet composites by high-pressure liquid shredding in Connection with selective redemption. The goal is that in the carpets recover the valuable materials contained in the purest form possible, so that they can To be able to further use the value level of raw materials.

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:
An essential point of the process is the use of a high pressure liquid jet, which liquid can be a solvent for individual parts of the carpet, with the following objectives:

  • 1. Mechanisches Trennen einzelner Teppichbestandteile und/oder Zerkleinerung des Teppichs;1. Mechanical separation of individual carpet components and / or shredding the carpet;
  • 2. Auf- und/oder Einbringen eines selektiven Lösungsmittels in den Teppichverbund.2. Applying and / or introducing a selective solvent into the Carpet composite.

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.To 1.:
The shredding tool in high-pressure liquid jet grinding is a liquid jet. The liquid can be a selective solvent, water or another liquid, or a mixture thereof. The liquid jet that hits the material at high pressure (10 to 100 MPa) causes the material to be crushed. Due to the mode of action of a high-pressure liquid jet, individual components of the carpet can be selectively shredded, whereas the other components remain undamaged. In the case of a carpet with foam backing made of latex, e.g. B. the foam backing can be separated from the carrier fleece without the fibers or the carrier fleece being destroyed. In the heavy layer of carpets serving as a resting mass, high proportions of heavy spar, chalk and the like are embedded. These materials are abrasive and, in conventional, purely mechanical shredding processes, lead to heavy wear on the shredding systems. In the case of liquid jet size reduction, the abrasive properties of the carpet are of no importance during size reduction.

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.The liquid jet is generated in nozzles. The nozzles used for the high pressure Liquid jet comminution are flat jet or round jet or rotating Round jet or flat jet nozzles. The arrangement of the nozzles can be linear or on  distributed over an area. The high pressure liquid jets can be linear or circularly or according to other movement patterns over the carpet.

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.The crushed back coating can also be used with the high-pressure liquid jets of the carpet can be flushed through the fiber composite, and thereby the Foreign matter adhering to fibers can be separated using friction.

Hochdruckflüssigkeitsstrahlen können sowohl an der Teppichrückseite als auch an der Teppichvorderseite angreifen.High-pressure liquid jets can be seen on the back of the carpet as well as on the Attack the front of the carpet.

Nach dem Gebrauch der Flüssigkeit zur Hochdruckflüssigkeitsstrahlzerkleinerung wird sie gereinigt und kann anschließend wiederverwendet werden.After using the liquid for high-pressure liquid jet grinding, it becomes cleaned and can then be reused.

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.
To 2 .:
By using a solvent jet, the selective solvent is brought directly to the substance to be dissolved, which on the one hand causes faster dissolution and on the other hand can reduce the use of solvents. In the case of a tufted carpet with a carrier fleece made of a different material than the fibers, the carrier fleece could be dissolved with a special selective solvent while the fibers remain undamaged. The solvent loaded with dissolved plastic can then be cleaned of the suspended dirt using a filter. The plastic is precipitated, can be obtained very pure and has properties that are similar to those of new goods.

[1] Inter Contuft: Marktanalysen der International Consultants to the Carpet Industrie, B-3080 Trevuren/Belgien, Morselboslaan 15, 1994[1] Inter Contuft: Market analyzes by the international consultants to the carpet industry, B-3080 Trevuren / Belgium, Morselboslaan 15, 1994

Claims (12)

1. Verfahren zum Recycling von Teppichen, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Teppichbestandteile aus dem Teppichverbund durch Hochdruckflüssigkeitsstrahlen herausgelöst werden.1. A process for recycling carpets, characterized in that individual carpet components are released from the carpet assembly by high-pressure liquid jets. 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.2. The method according to claim 1, characterized in that depending on pressure applied the type of shredding or the separation of individual Carpet components can be controlled. 3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Druck zwischen 10 und 100 MPa liegt.3. The method according to claim 1 to 2, characterized in that the pressure used is between 10 and 100 MPa. 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.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the liquid selective solvent, water or another liquid or a mixture thereof is. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Düsen für die Hochdruckflüssigkeitsstrahlzerkleinerung linienförmig oder auf einer Fläche verteilt ist.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the arrangement of the Nozzles for high pressure liquid jet comminution in a line or on a Area is distributed. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckflüssigkeitsstrahlen linear oder zirkular oder nach anderen Bewegungsmustern über den Teppich geführt werden.6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the High pressure liquid jets linear or circular or after others Movement patterns are carried over the carpet. 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.7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the nozzles used for high pressure liquid jet comminution flat jet nozzles or Round jet nozzles or rotating round jet or flat jet nozzles are. 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.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that high pressure liquid shine at different angles to the carpet surface above the carpet be carried out, on the one hand, a peeling effect to separate the back layer effect and on the other hand knocking out the carpet backing from or to realize through the fiber composite. 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. 9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that high pressure liquid rays are adjusted in their effect so that the back layer consisting of Filler and binder, is crumbled without losing the fibers of the top layer or that Destroy carrier fleece.   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.10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that the liquid used can be a solvent in which individual carpet components are selectively dissolved or with which surface dirt on the fibers is removed. 11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Hochdruckflüssig­ keitsstrahlen an der Teppichrückseite oder Vorderseite angreifen.11. The method according to claim 1 to 10, characterized in that high pressure liquid Attack the rays on the back or front of the carpet. 12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Flüssigkeit nach einer Reinigung im Kreislauf geführt werden kann.12. The method according to claim 1 to 11, characterized in that the used Liquid can be circulated after cleaning.
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