DE19625110A1

DE19625110A1 - Kunststoff-Recyclingverfahren und Verfahren zur Herstellung von Kunststoffwerkstoffen

Info

Publication number: DE19625110A1
Application number: DE19625110A
Authority: DE
Inventors: Guenter Schallenberg
Original assignee: Finacor Anstalt
Current assignee: Finacor Anstalt
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1997-12-18
Also published as: JP2000512674A; NO985897L; PL330531A1; EE9800432A; AU725335B2; WO1997048761A1; PE101698A1; DK0906365T3; EA199900029A1; ZA974604B; US6274637B1; DE59709793D1; CN1228102A; CZ402298A3; BR9709818A; EP0906365B1; NZ333127A; IL127339A0; NO985897D0; EP0906365A1

Description

Die Patentanmeldung betrifft ein Verfahren zum Recycling und/ oder Herstellen von Kunststoffen bzw. neuen Kunststoffgemischen und -werkstoffen unter Verwendung von neuen, aufgearbeiteten oder alten Kunststoffen und Kunststoffgemischen sowie sortierten und unsortierten Kunststoffabfällen, bei denen der Grad der Sortenreinheit und Typengleichheit der Kunststoffe nicht vorgege ben ist.

Jährlich werden große Mengen Kunststoff verschiedenster Art pro duziert, wobei ein Großteil davon nach jeweiligem Gebrauch für den vorbestimmten Einsatzzweck als Abfall auf Deponien endgela gert, in Müllverbrennungsanlagen thermisch entsorgt und damit dem Materialkreislauf entzogen wird. Ähnlich sehen die Verhält nisse bei anderen Materialien aus. Auch dabei geht ein großer Teil an kostbaren, wiederverwertbaren Stoffen verloren.

Seit längerem ist die Gewinnung und Verwertung von sogenannten Werkstoffen aus Abfallprodukten auf dem Vormarsch. Beispiels weise wird vielerorts ein getrenntes Sammeln und/oder Sortieren verschiedener Abfallmaterialien propagiert und durchgeführt, da die Aufarbeitung und Rückgewinnung der darin enthaltenen Wert stoffe bzw. die Gewinnung daraus erhältlicher Werkstoffe preis werter ist als bei wahllos zusammengesetzten Müll- oder Abfall gemischen. Im Endeffekt kann der täglich produzierte Haus- und Gewerbemüll als "Rohstoff" angesehen werden, wobei im Einzelfall jedoch die mangelnde Sortenreinheit erhebliche Probleme mit sich bringt. Dies gilt insbesondere für das Kunststoffrecycling.

Bisher ist es unmöglich gewesen, gemischte Kunststoffabfälle werkstofflich zu verwerten, sofern die Unterschiede in den Kunststoffen einen gewissen Grad überschreiten (siehe A. Jung bauer, Recycling von Kunststoffen, 1. Auflage, Würzburg, Vogel- Verlag, 1994, insbesondere S. 40 ff). Aus diesem Grunde ist es bisher zwingend erforderlich gewesen, Kunststoffmischfraktionen sauber in die jeweiligen sorten- und typenreinen Kunststoffe zu trennen und dann diese sortierten Fraktionen den jeweiligen dafür geeigneten Recyclingverfahren zuzuführen. Es sind allen falls Gemische von gleichen oder recht ähnlichen Kunst stoffmaterialien tolerierbar gewesen. Eine solche Müllsortie rung, insbesondere eine Kunststoffmüllsortierung ist jedoch ar beits- und kostenintensiv, so daß die Recyclingverfahren bzw. die mit den jeweils dabei gewonnenen Materialien hergestellten Produkte vergleichsweise teuer sind. Bekanntermaßen ist die Sortierung von Kunststoffabfällen im Haushalt- und Gewerbemüll problematisch und nur schwierig bzw. eingeschränkt durchführbar.

Die Zusammensetzung der Kunststoffabfälle im Haushalt- und Ge werbemüll ist äußerst variabel und kann auf mehreren Dutzenden von verschiedenen Kunststofftypen und -sorten bestehen, wobei nach dem heutigen Stand des Wissens die Zusammensetzung der Kunststoffabfälle regional ganz verschieden sein kann. Es wird angenommen, daß durchschnittlich die folgenden Kunststoffsorten darin vorkommen:
Polyethylen (LDPE, MDPE und HDPE): ca. 30%
Polypropylen PPA: ca. 10%
Polyvinylchlorid (PVC): ca. 15%
Polystyrole (PS, EPS, ABS, ASA): ca. 15%
Polyamid (PA 6, PA 6,6 usw.): ca. 10%
andere technische Thermoplaste: ca. 10%
Duroplaste und Verbundwerkstoffe: ca. 10%.

Dies alles ist mit Farbresten, Papier, Kleberesten, Beschichtun gen und anderen Stoffen stark verunreinigt. Die Trennung solcher komplexen Gemischen ist sogar bei vertretbarem Kostenaufwand häufig unmöglich.

Für ein hochwertiges Recycling von diesen Kunststoffen ist je doch bisher Sauberkeit und Typen- und Sortenreinheit zwingend erforderlich gewesen. Nur in niederwertigen Anwendungen sind vermischte Kunststoffabfälle bedingt einsetzbar. Jede Vermi schung von Kunststoffsorten macht jedoch, wie oben dargelegt, die Verarbeitung zu qualitativ hochwertigen Produkten schwierig und teuer bzw. sogar unmöglich. Eine Vermischung mit bestimmten Kunststoffsorten wie beispielsweise PVC macht eine Wiederver wertung sogar fast unmöglich.

Der Erfindung hat daher die Aufgabe zugrundegelegen, eine Mög lichkeit zur Aufarbeitung und insbesondere ein Verfahren zum Recycling und zur Verwertung von Kunststoffabfall enthaltenden Gemischen oder zur Verwertung neuhergestellter Kunststoffe und vorzugsweise gleichzeitig ein Verfahren zur Herstellung eines neuen Werkstoffs unter Verwendung solcher neuhergestellten oder gebrauchten Kunststoffe zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Sortenreinheit bzw. Typenreinheit der Kunststoffe nicht erfor derlich ist und trotzdem qualitativ hochwertige Materialien und Produkte hergestellt werden können. Dieses Recyclingverfahren soll darüber hinaus erheblich preiswerter sein als die bisheri gen Verfahren und gleichzeitig auch die gleichzeitige Verwertung von anderen Abfallmaterialien umfassen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Her stellung eines Werkstoffs aus Gemischen, die neuhergestelltes Kunststoffmaterial oder Kunststoffabfallmaterial umfassen, ge löst (d. h. Verwendung neuer Kunststoffe oder Recycling gebrauch ter oder sonstiger Abfallkunststoffe), bei dem

a) ein Trägermaterial A, das ein einheitlichen sortenreinen Kunststoff oder verschiedenartige Kunststoffe umfassendes, neuhergestelltes Kunststoffmaterial oder Kunststoffabfall material umfaßt, ein Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X und einer Zusatzkomponente Z ausgewählt aus Fettsäuren, Fettsäure enthaltenden Gemischen, unter den Verfahrensbedingungen Fettsäure freisetzenden Fettsäurederi vaten und Fettalkoholen miteinander gemischt werden, wobei A und X zusammen bezogen auf das Volumen zusammen mindestens eine solche Menge Kunststoff enthalten, daß die kunststoff fremden Komponenten darin noch unter Bildung einer homogenen oder teilhomogenen Masse eingebunden werden,
b) dieses Gemisch unter fortgesetztem mechanischem Vermischen, Kneten oder Zusammenpressen durch eine Fördervorrichtung transportiert und entlang des Transportweges einer ab schnittsweise erfolgenden mehrstufigen thermischen Behand lung unterzogen wird, wobei die Temperaturen in den ver schiedenen Stufen jeweils unabhängig voneinander in einem Bereich von 60°C bis 400°C liegen, und
c) das thermisch behandelte Gemisch über eine Düse zur Weiter behandlung oder Formgebung ausgestoßen wird.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es überra schenderweise möglich, Abfall und Müll zu verarbeiten, der meh rere verschiedene und auch erheblich verschiedene Kunststoff arten und -typen enthält. Die dabei hergestellten Kunststoff massen können ferner unerwarteterweise zu hochwertigen Produkten verarbeitet werden, wobei die Qualität und die sich daraus erge bende Nutzungsdauer bei Verwendung recylter Kunststoffe im Ver gleich zur Verwendung neuhergestellter Kunststoffe statt bisher bei ca. 30 bis 35% nunmehr überraschenderweise auf ca. 80% und mehr gesteigert werden kann.

Dieses Recycling- bzw. Herstellungsverfahren ermöglicht es ins besondere, daß Kunststoffe und Kunststoffsorten aller Kunst stoffarten (Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere und andere), von denen einige nach heutigem Kenntnis stand als nicht wieder verwertbar, wiedereinschmelzbar, gemischt nicht miteinander verträglich und nicht homogen mischbar gelten, durch thermisch- mechanische Behandlung während des Verarbeitungsprozesses und durch die Verwendung einer beigemischten Zusatzkomponente eine homogene oder teilhomogene Masse bilden.

Die bisher bei den bekannten Verfahren aufgetretenen Unverträg lichkeiten zwischen den verschiedenen Kunststoffen (z. B. PVC in jeder beliebigen Kombination, PS/PE, PE/PP, PA/PE) und die Zer setzung bzw. das Verbrennen der erhaltenen Kunststoffmassen beim Erhitzen werden durch das erfindungsgemäße Verfahren überwunden. Besonders erwähnenswert ist, daß die diversen Kunststoffe unsor tiert (nicht sortenrein), d. h. gemeinsam, verarbeitet werden können.

Darüber hinaus können viele weitere Altstoffe wie beispielsweise Gummi, Teppichböden und Fußbodenbeläge, Holzabfälle, Glasfaser abfälle, Altpapier usw. dem Verfahren als zusätzlicher Bestand teil zum Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X zugesetzt werden und damit entsorgt werden, ohne daß die Effek tivität des Verfahrens dadurch nachteilig beeinträchtigt wird. Es wird daher insgesamt ein wichtiger Beitrag zur Vermeidung von auf Deponien abzulagerndem und in Müllverbrennungsanlagen zu verbrennendem Müll geleistet.

So können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ungereinigte Kunststoffe bis zu einem gewissen Verschmutzungsgrad und kunst stofffremde Stoffe bis zu einem bestimmten Mengenanteil des Ge samtvolumens verarbeitet, hinzugefügt und in die entstehenden Kunststoffgemische bzw. Gemische aus Kunststoff und kunststoff fremden Stoffen gebunden werden, wobei dieses Gemisch zusammen mit der Zusatzkomponente natürlichen biologischen oder synthe tischen Ursprungs je nach dem jeweiligen Mengenanteil und der Art der vorhandenen Stoffe eine homogene oder eingeschränkt, d. h. teilhomogene, Verbindung eingehen.

Bei der Auswahl des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einge setzten Materials ist lediglich das Erfordernis zu erfüllen, daß das der Temperaturbehandlung zu unterziehende Materialgemisch aus A und X zusammen bezogen auf das Volumen zusammen mindestens eine solche Menge Kunststoff enthalten, daß die kunststofffremden Komponenten darin noch unter Bildung einer homogenen oder teil homogenen Masse eingebunden werden, wobei der Kunststoffgehalt darin vorzugsweise mindestens 10, bevorzugter 25, insbesondere 40 und am meisten bevorzugt mindestens 50 Vol.% Kunststoff ent hält, wobei dieser Anteil erfindungsgemäß wiederum aus ver schiedenen Kunststofffraktionen zusammengesetzt sein können.

Das Trägermaterial A umfaßt vorzugsweise eine Komponente, die Kunststoff ausgewählt aus thermoplastischen, duroplastischen und/oder elastomeren Kunststoffen enthält, wobei auch Verbund werkstoffe und RIM-Kunststoffe umfaßt sind, die derartige Kunst stoffe enthalten.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfaßt das Kunststoffmaterial einen oder mehrere Kunststoffe ausgewählt aus Acrylnitril/Butadien/Styrol-Polymeren (ABS), Polyethylenen (PE) einschließlich Polyethylen (PE) hoher, mittlerer und niederer Dichte, Polycarbonaten (PC), Polytetrafluorethylenen (PTFE), Polyethylenterephthalaten (PET), Ethylen/Vinylacetat-Polymeren (EVA), Polymethylenen (PMMA), Polyexymethylenen (PEM), Styrol/ Acryl-nitril-Polymeren (SAN), Polystyrolen (PS, EPS, ASA), Po lyamiden (PA), Polypropylenen (PP), Polyvinylchloriden (PVC) und Polyurethanen (PUR) und insbesondere Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP).

Das Kunststoff enthaltende Trägermaterial A kann beispielsweise Teppichreste und/oder Stoffreste umfassen, die ganz oder teil weise aus Kunststoff bestehen.

Neben der Kunststoff umfassenden Komponente kann das Trägermate rial A, bezogen auf das Volumen, bis zu 10% und insbesondere bis zu 5% anderes Material als Verunreinigung enthalten. Dann ist allerdings bei der Bildung der erfindungsgemäßen einer mehrstu figen thermischen Behandlung zu unterziehenden Mischung darauf zu achten, daß das Material beliebiger oder unbekannter Zusam mensetzungen X seinerseits so viel Kunststoff enthält, daß ins gesamt die erforderliche Menge, am meisten bevorzugt mindestens 50 Vol.% Kunststoff vorliegen. Das andere Material kann bei spielsweise ausgewählt sein aus Gummi- und Kautschukwerkstoffen, Fußbodenbelägen aller Art, Glas und Glasfasern, Metall, Papier, Holz und Holzresten, insbesondere Sägemehl, Wolle und Sand.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen wird das Trägermaterial A vorsortiert und wird der Anteil an Kunststoff enthaltender Kom ponente in dem Trägermaterial A auf diese Weise, bezogen auf das Volumen, auf 90 bis 100% eingestellt.

Bei einem Kunststoffgehalt des Trägermaterials A von 100% braucht in bezug auf das Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X, wenn bereits 50 Vol.% an Trägermaterial A eingesetzt werden, nicht auf dessen Zusammensetzung geachtet werden, d. h. auf einen bestimmten Kunststoffgehalt desselben. Die bei der Vorsortierung abgetrennte Fraktion kann und wird vorzugsweise wiederum als Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X eingesetzt werden, so daß sich eine 100%ige Ausnutzung des Kunststoffmülls ergibt.

Das Trägermaterial A und das Material beliebiger oder unbekann ter Zusammensetzung X werden, bezogen auf das Volumen, in einem beliebigen Verhältnis miteinander gemischt, z. B. 1 : 50 bis 50 : 1, bevorzugt 1 : 10 bis 10 : 1 und insbesondere 1 : 5 bis 5 : 1, wobei auf die Einhaltung der Anwesenheit eines ausreichenden Kunststoff mindestanteils, wie beispielsweise einem Kunststoffmindestan teils des Gemisches von 10, 25, 40 oder 50 Vol.% geachtet werden muß. Vorzugsweise werden die Materialien A und X im Verhältnis von 50 : 50 miteinander gemischt, wobei das Trägermaterial A dann vorzugsweise außer Kunststoff kein anderes Material umfaßt. Sollte es jedoch anderes Material enthalten, ist der Anteil des Trägermaterials A an der Gesamtmischung zu erhöhen, oder es muß auf die Anwesenheit einer Kunststofffraktion in dem Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung geachtet werden.

Das Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X kann ein beliebiges Material sein, wobei lediglich für den Fall, daß das Trägermaterial A nicht zu 100% aus Kunststoff besteht, auf einen zur Erreichung eines ausreichend Kunststoffanteils an der Gesamtmischung erforderlichen Kunststoffgehalt zu achten ist. Als Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X sind Kunststoff enthaltendes Abfallmaterial, das von der Kunststoff enthaltenden Komponente des Trägermaterials A verschieden ist, Hausmüll, Sperrmüll, Papier und Pappe, insbesondere Altpapier, beschichtete Pappe und beschichtetes Altpapier, Deponiemüll, Metall, Holz und Holzreste, insbesondere Sägemehl, Gummimateria lien und Glasfaser geeignet. Diese Aufzählung ist jedoch nicht als einschränkend anzusehen.

Das Trägermaterial A und das Material beliebiger oder unbekann ter Zusammensetzung X werden vor dem Vermischen gegebenenfalls zerkleinert, z. B. geschreddert, geschnitten und/oder feingemah len, um so ein innigeres und gründlicheres Vermischen der beiden Komponenten vor der thermischen Behandlung zu erleichtern und zu gewährleisten. Die Materialien A und X können vor dem Vermischen jeweils getrennt bevorratet werden, beispielsweise in Vorrats behältern wie einem Vorratssilo, und können vor Ort, d. h. vor Einführung in die Vorrichtung zur thermischen Behandlung, ge mischt werden. Alternativ kann eine Vormischung vorbereitet und bevorratet werden, die dann der Vorrichtung zur thermischen Behandlung zugeführt wird. Die Materialien können beispielsweise durch Verwendung bekannter Sortiermaschinen vorbereitet und bereitgestellt werden.

Dem Gemisch aus Trägermaterial A und Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X wird vorzugsweise vor der mecha nischen/thermischen Behandlung die Zusatzkomponente Z zugesetzt, die ausgewählt ist aus Fettsäure(n), Fettsäure enthaltenden Gemischen, unter den Verfahrensbedingungen Fettsäure freisetzen den Fettsäurederivaten und Fettalkoholen.

Der Ausdruck "Fettsäure" ist so zu verstehen, daß er beliebige aliphatische Carbonsäuren umfaßt, vorzugsweise die aliphatischen C₁- bis C₅₀-Carbonsäuren, die unverzweigt, verzweigt, gesättigt oder ungesättigt sein können (Alkan-, Alken- und Alkincarbonsäu ren). Umfaßt sind ferner beliebige Mischungen solcher Fettsäu ren. Beispiele für die unverzweigten gesättigten Alkancarbonsäu ren sind Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Önanthsäure, Caprylsäure, Pelargon säure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Myristinsäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Nonadecansäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignoce rinsäure und Melissinsäure. Beispiele für die verzweigten gesät tigten Alkancarbonsäuren sind Isobuttersäure, Isovaleriansäure und Tubercolostearinsäure. Beispiele für die unverzweigten ein fach ungesättigten Alkencarbonsäuren sind Crotonsäure, Palmito leinsäure, Ölsäure und Erucasäure. Beispiele für die unverzweig ten zweifach ungesättigten Alkencarbonsäuren sind Sorbinsäure und Linolsäure. Beispiele für die unverzweigten dreifach unge sättigten Alkencarbonsäuren sind Linolensäure und Elaeostearin säure. Ein Beispiel für die unverzweigten vierfach ungesättigten Alkencarbonsäuren ist Arachidonsäure. Ein Beispiel für die un verzweigten fünffach ungesättigten Alkencarbonsäuren ist Clupan odonsäure. Ein Beispiel für die unverzweigten sechsfach ungesät tigten Alkencarbonsäuren ist Docoshexaensäure. Sie können bei spielsweise aus Gärungsprodukten, Hefen, Tier- und Pflanzenfet ten oder daraus gewonnenen Produkten wie Milchfett, Butter, Kokosöl, Kalmusöl, Palmöl, Erdnußöl, Rüböl, Kakaoöl, Carnauba wachs, Bienenwachs, Lanolin, Sojaöl, Maisöl, Crotonöl, Trauben kernöl, Ebereschenöl, Rindertalg und Fischöl. Die entsprechenden Fettsäurederivate und Fettalkohole sind erfindungsgemäß eben falls umfaßt.

Es kann sich daher bei den Fettsäuren und Fettalkoholen um ge sättigte, einfach oder mehrfach ungesättigte Verbindungen han deln, die aus Ölpflanzen und sonstigen pflanzlichen Produkten, tierischen Produkten gewonnen bzw. hergestellt werden können.

Die Zusatzkomponente ist vorzugsweise ungesättigt und je höher der Grad an Ungesättigtheit der Fettsäure ist, desto bevorzugter ist sie.

Beispielsweise sind Leinöl und/oder Maisöl als Zusatzkomponente Z geeignet und bevorzugt.

Bei Zugabe dieser Zusatzkomponente ergibt sich überraschender weise eine verbesserte Temperaturbeständigkeit der Mischung während der thermischen Behandlung, die beträchtlich über die Temperaturbeständigkeit hinausgeht, die ohne die Zusatzkomponen te erreicht wird. Das Zusatzkomponente wirkt dabei auch als Verträglichkeitsvermittler und Bindemittel. Sie wird, bezogen auf das Volumen der Mischung aus A und X, in einer Menge von 0,01 bis 10%, insbesondere 0,1 bis 5% und bevorzugt 0,3 bis 3% zugesetzt. Größere Mengen sind möglich aber in der Regel unnö tig.

Genau wie bei herkömmlichen Verfahren können erfindungsgemäß ebenfalls problemlos Prozeß- und Funktionsadditive verwendet werden, um so den verschiedenen Eigenschaftsanforderungen (auch der Produkte) gerecht zu werden.

Durch die thermische und mechanische Behandlung der erfindungs gemäßen Gemische während des Verarbeitungsprozesses wird mögli cherweise durch das Zusammenwirken mit der Zusatzkomponente bei den im Gemisch vorhandenen Kunststoffen eine chemische und/oder physikalische Reaktion herbeigeführt, durch die die verschiede nen Kunststoffe homogen oder zumindest teilhomogen miteinander verbunden werden. Die Stoffe, die bei diesem Vorgang keine homo gene oder teilhomogene Verbindung eingehen, werden durch mecha nisches Einwirken während des Verarbeitungsprozesses in ihrer Form und Größe so verändert, daß sie im entstehenden Kunststoff werkstoff vollständig oder zu mindest zu einem größeren Teil gebunden werden.

Das Mischen des Trägermaterials A, des Materials beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X und der Zusatzkomponente Z mitein ander erfolgt beispielsweise in einem Mischer bzw. einer Misch anlage.

Die mehrstufige thermische Behandlung des so erhaltenen Gemi sches umfaßt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens drei Stufen, wobei die Temperatur in

i) der ersten Stufe 60 bis 130°C, insbesondere 80 bis 120°C und vorzugsweise 90 bis 120°C, z. B. 100°C beträgt,
ii) der zweiten Stufe 130 bis 180°C, insbesondere 140 bis 170°C und vorzugsweise 140 bis 160°C beträgt, und
iii) der dritten Stufe 160 bis 380°C, insbesondere 170 bis 320°C und vorzugsweise 180 bis 280°C beträgt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens erfolgt die mehrstufige thermische Behandlung in vier Stufen, wobei die Temperatur in

i) der ersten Stufe 60 bis 120°C, insbesondere 80 bis 110 °C und vorzugsweise 100°C beträgt,
ii) der zweiten Stufe 120 bis 160°C, insbesondere 130 bis 160°C und vorzugsweise 140 bis 160°C beträgt,
iii) der dritten Stufe 160 bis 220°C, insbesondere 160 bis 210°C und vorzugsweise 160 bis 200°C beträgt, und
iv) der vierten Stufe 180 bis 380°C, insbesondere 200 bis 300°C und vorzugsweise 220 bis 280°C beträgt.

Es können beispielsweise auch mehr Stufen vorgesehen werden. Geeignet sind daher auch 5 bis 12 Stufen.

Die mehrstufige thermische Behandlung erfolgt beispielsweise in einer bekannten Spritzmaschine oder einem Extruder (siehe A. Jungbauer, Recycling von Kunststoffen, 1. Auflage, Würzburg, Vogel-Verlag, 1994, insbesondere S. 40 ff), wobei das Material gemisch unter fortgesetztem mechanischen Vermischen, Kneten oder Zusammenpressen entlang eines Weges, z. B. eines Schneckenweges, vorantransportiert wird. Der Transportweg ist in Abschnitte eingeteilt, die sich in ihrer Temperatur unterscheiden, wobei die verschiedenen Temperaturen jeweils unabhängig voneinander von 60°C bis 380°C reichen und beispielsweise wie oben für das beispielhafte dreistufige oder vierstufige Verfahren sein kön nen. Im folgenden sind einige Beispiele angegeben, die eine geeignete Temperaturführung veranschaulichen. Sie kann jedoch in Abhängigkeit vom verwendeten Material innerhalb der oben angege benen Bereiche variiert werden.

Beispiele 1 bis 8

Die Korngröße des in die jeweilige Vorrichtung zur thermischen Behandlung eingeführten Materials beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5 mm, insbesondere 0,5 bis 5 und bevorzugter 1 bis 5 mm im Durchmesser. Die Wahl der jeweiligen Zonentemperatur hängt bei spielsweise von der Korngröße und der Zusammensetzung des einge setzten Materialgemisches ab und kann innerhalb der vorgegebenen Bereiche an das jeweils zu verarbeitende Materialgemisch ange paßt werden.

Das die thermische Behandlung erfolgt vorzugsweise in einer Spritzmaschine oder einem Extruder.

Das Material, das beispielsweise aus der Düse einer Spritzma schine oder eines Extruders ausgestoßen wird, nachdem es darin thermisch behandelt worden ist, kann unmittelbar im Anschluß geformt und abkühlengelassen werden. Alternativ kann die For mgebung erst später erfolgen, wobei die Kunststoffmasse dann, falls erforderlich, zunächst wieder soweit erwärmt wird, daß sie in die gewünschte Form gebracht werden kann.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist beispielsweise eine Spritzgießmaschine der Firma Storck, z. B. Modell ST 1600-330, eine Spritzgußmaschine der Firma Battenfeld, Modell BC-T und eine Spritzgießmaschine der Firma Dr.-Ing. Sommer, Modell DS Variant 16-2033.

Es sind aber auch beliebige andere entsprechende Vorrichtungen geeignet, solange sie die erfindungsgemäß erforderliche mecha nische/thermische Behandlung ermöglichen.

Das nach der thermischen Behandlung ausgestoßene Material kann gepreßt, gespritzt, geschäumt oder extrudiert werden, wobei es jede gewünschte Form annehmen kann. Beispielsweise können form stabile oder flexible Produkte wie Platten, Folien, Stäbe, Pfo sten, Balken, Rohre, Schläuche, Verschalungs-, Auskleidungs- oder Isolationselemente, Ummantelungen, Sicht- und Thermoschutz elemente sowie Elemente zum Schutz vor mechanischer Beschädi gung, Formteile zur Hohlraumausfüllung, Konstruktionselemente, Ziegel, Stützelemente, Dachpfannen, Werkzeugteile oder Verbin dungselemente, Pflastersteine oder ähnliches gebildet werden. Diese Aufzählung ist nicht als einschränkend anzusehen.

Die mit dem erfindungsgemäß hergestellten Kunststoffmaterial hergestellten Produkte sind qualitativ hochwertige Produkte, wobei die Herstellungskosten gegenüber vergleichbaren Produkten aus neu/erstmals hergestellten Kunststoffen oder aus sortenrei nen Kunststoffen (nach einem Recycling davon) als jeweils allei nigem Material hergestellten Produkte erheblich preiswerter sind. Eine Preisersparnis von beispielsweise bis zu 50%, in Einzelfällen sogar mehr ist möglich.

Im folgenden sind die Eigenschaften eines erfindungsgemäß herge stellten Industriebodenbelages angegeben, der aus Kabelabfällen, Weich-PVC, PE und 5% Gummigranulat hergestellt worden ist. Die Daten zeigen, daß das Material die an ein solches Produkt ge stellten Anforderungen erfüllt.

1. Flächengewicht nach DIN 53352
14,35 kg/m²
2. Dichte nach DIN 53479	1,49 g/cm³
3. Zugfestigkeit nach DIN 53455	8,75 N/mm²
4. Reißdehnung nach DIN 53455	70%
5. Kerbschlagzähigkeit nach DIN 53453	17,73 J/cm²
6. Maßänderung durch Wärmeeinwirkung in Anlehnung an DIN 51962 @	Warmlagerung über 6 h bei 80°C	keine Formänderung
gemessen bei 120°C über 6 Stunden	max. 0,29%
7. Brennverhalten nach DIN 51960	Klasse 1 (schwer entzündlich)
8. Verhalten beim Beflammen mit dem Brenner nach DIN 53438	Klasse F1/9,8 mm
9. Gleitverhalten in Anlehnung an DIN 53375 @	Schuhsohlenleder	µ = 0,53
Gummi-Schuhsohle	µ = 0,70
PUR/PVC-Schuhsohle	µ = 0,68
10. Kugeldruckhärte nach DIN 53456 @	Bei Belastung mit der Hauptlast 49,03 N nach 20 min. elastische Rückbildung	41%
nach 40 min. elastische Rückbildung	48%
Kugeldruckhärte	6,4 N/mm²
Vollständige Rückblendung nach 4 Std. @	11. Rückprallelastizität bei 0,5 Nm Stoßenergie	15%
12. Wärmeleitfähigkeit in Anlehnung an DIN 52612 @	Temperaturzunahme von 20 auf 40°C in	20 min.
13. Chemisch-physikalische Einwirkung von Prüfmitteln nach DIN 51958 @	Natronlauge 1%	beständig
Natronlauge 10%	beständig
Natronlauge 15%	beständig
Salpetersäure 10%	beständig
Salpetersäure 30%	bedingt beständig
Salzsäure 10%	beständig
Schwefelsäure 3%	beständig
Schwefelsäure 30%	beständig
Essigsäure 5%	bedingt beständig
Mineralöl SAE20W/50	beständig

Das Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X kann ebenfalls ein Reinstoff sein oder verschiedene Kunststoffe oder kunststofffremde Komponenten in beliebigen oder annähernd glei chen Teilen enthalten.

Als Material X kommen allein oder in Form von beliebigen Mischungen derselben insbesondere in Frage, wobei es aber von dem Trägermaterial A verschieden bzw. durch zum Teil unbekannte Stoffe verunreinigt ist: PVC (Weich-PVC, Hart-PVC, z. B. Teppich reste), HDPE, LDPE, PP, PA (PA6, PA 6.6, PA 11, PA 12, PA GV 30 H), PMMA, POM, PUR (z. B. Elastomere und Schaumstoffe), ABS, SAN, PS, PC, TPE (thermoplastische Polymere), PE/PA-Gemische, Faser teppichreste, Sägemehl, Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff, kunststoffbeschichtetem Papier oder kunststoffbeschichteter Pappe, Tragetaschen aus Kunststoff (z. B. sog. Plastiktüten) und PPO (Polyphenyloxid).

Es sind 9 Musterplatten mit den Abmessungen 15 cm × 15 cm × 0,5 cm hergestellt worden, die als Trägermaterial A die in der fol genden Tabelle angegebenen Kunststoffe enthalten, eines oder mehrere der ebenfalls darin angegebenen Materialien beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X sowie 5% Leinöl als Zusatz komponente enthalten. Die Mengenangaben beziehen sich auf das Volumen der Gesamtmischung.

Platte 1: 10% HDPE (Polyethylen hoher Dichte), 90% Säge mehl
Platte 2: 25% HDPE, 75% Sägemehl
Platte 3: 50% PP, 50% einer Mischung M sämtlicher oben in Absatz 2 genannter Materialien (annähernd gleiche Anteile)
Platte 4: 30% HDPE + 20% ABS, 50% der Mischung M
Platte 5: 50% HDPE, 50% der Mischung M
Platte 6: 25% PE + 25% PA, 50% der Mischung M
Platte 7: 10% HDPE + 20% LDPE (Polyethylen niederer Dich te) + 20% SAN, 50% der Mischung M
Platte 8: 25% PP + 25% ABS/SAN, 50% der Mischung M
Platte 9: 30% PP + 20% ABS/PA, 50% der Mischung M

Claims

1. Verfahren zum Recycling und Herstellen von Kunststoffen, Kunststoffgemischen und Kunststoffwerkstoffen unter Verwen dung von neuen, aufgearbeiteten oder alten Kunststoffen und Kunststoffgemischen oder von sortierten und unsortierten Kunststoffabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Trägermaterial A, das ein einheitlichen sortenrei nen Kunststoff oder verschiedenartige Kunststoffe um fassendes, neuhergestelltes Kunststoffmaterial oder Kunststoffabfallmaterial umfaßt, ein Material beliebi ger oder unbekannter Zusammensetzung X und einer Zu satzkomponente Z ausgewählt aus Fettsäuren, Fettsäure enthaltenden Gemischen natürlichen oder synthetischen Ursprungs, unter den Verfahrensbedingungen Fettsäure freisetzenden Fettsäurederivaten und Fettalkoholen miteinander gemischt werden, wobei A und X zusammen bezogen auf das Volumen zusammen mindestens eine solche Menge Kunststoff enthalten, daß die kunststofffremden Komponenten darin noch unter Bildung einer homogenen oder teilhomogenen Masse eingebunden werden,
b) dieses Gemisch unter fortgesetztem mechanischem Ver mischen, Kneten oder Zusammenpressen durch eine Förder vorrichtung transportiert und entlang des Transportwe ges einer abschnittsweise erfolgenden mehrstufigen thermischen Behandlung unterzogen wird, wobei die Tem peraturen in den verschiedenen Stufen jeweils unabhän gig voneinander in einem Bereich von 60°C bis 400°C liegen, und
c) das thermisch behandelte Gemisch über eine Düse zur Weiterbehandlung oder Formgebung ausgestoßen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial A eine Komponente umfaßt, die Kunststoff ausgewählt aus thermoplastischen Kunststoffen, duroplasti schen und elastomeren Kunststoffen enthält, wobei auch sol che Kunststoffe enthaltenden Verbundwerkstoffe und RIM- Kunststoffe umfaßt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ausgewählt ist aus Acrylnitril/Butadien/ Styrol-Polymeren (ABS), Polyethylenen (PE) einschließlich Polyethylen hoher, mittlerer und niederer Dichte, Polycarbo naten (PC), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylentere phthalaten (PET), Ethylen/Vinylacetat-Polymeren (EVA), Poly methylenen (PMMA), Polyoxymethylenen (PEM), Styrol/Acryl nitril-Polymeren (SAN), Polystyrolen (PS, EPS, ASA), Poly amiden (PA), Polypropylenen (PP), Polyvinylchloriden (PVC) und Polyurethanen (PUR) und insbesondere Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial A Teppichreste und/oder Stoffreste umfaßt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial A neben der Kunst stoff umfassenden Komponente bezogen auf das Volumen bis zu 10%, insbesondere bis zu 5% an anderem Material als Ver unreinigung enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das das andere Material ausgewählt ist aus Gummi, Fußbodenbelä gen, Glas und Glasfasern, Papier, Holz und Holzresten, ins besondere Sägemehl, Wolle und Sand.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial A vorsortiert wird und der Anteil an Kunststoff enthaltender Komponente in dem Trägermaterial A auf diese Weise bezogen auf das Volumen auf 90 bis 100% eingestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aussortierte Fraktion als Material beliebiger oder unbekann ter Zusammensetzung X eingesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X ausgewählt ist aus Kunststoff enthaltendem Abfallmaterial, das von der Kunststoff enthaltenden Kompo nente des Trägermaterials A verschiedenen ist, Hausmüll, Sperrmüll, Papier und Pappe, insbesondere Altpapier, kunst stoffbeschichteter Pappe und kunststoffbeschichtetem Alt papier, Deponiemüll, Metall, Holz und Holzresten, insbeson dere Sägemehl, Gummimaterialien und Glasfasern.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial A und das Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X vor dem Vermi schen zerkleinert werden und insbesondere geschreddert, geschnitten und/oder feingemahlen werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial A und das Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X gegebenenfalls nach einer Vorsortierung, nach der Zerkleinerung und vor dem Vermischen bevorratet werden, insbesondere in Vorratssilos.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial A und das Material beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X bezogen auf das Volumen im Verhältnis von 50 : 50 miteinander gemischt werden, wobei das Tragermaterial A dann vorzugsweise außer der Kunststoff enthaltenden Komponente kein anderes Material umfaßt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrstufige thermische Behandlung drei Stufen umfaßt, wobei die Temperatur in

i) der ersten Stufe 60 bis 130°C, insbesondere 80 bis 120 °C und vorzugsweise 90 bis 120°C beträgt,
ii) der zweiten Stufe 130 bis 180°C, insbesondere 140 bis 170°C und vorzugsweise 140 bis 160°C beträgt, und
iii) der dritten Stufe 160 bis 380°C, insbesondere 170 bis 320°C und vorzugsweise 180 bis 280°C beträgt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrstufige thermische Behandlung vier Stufen umfaßt, wobei die Temperatur in

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischen des Kunststoffabfall ent haltenden Trägermaterials A, des Materials beliebiger oder unbekannter Zusammensetzung X und der Zusatzkomponente Z miteinander in einem Mischer oder einer Mischanlage gemischt werden und/oder der Transport und die Temperaturbehandlung in einer Spritzmaschine oder einem Extruder erfolgt.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkomponente bezogen auf das Vo lumen der Mischung aus A und X in einer Menge von 0,01 bis 10%, insbesondere 0,1 bis 5% und bevorzugt 0,3 bis 3% zugesetzt wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkomponente Leinöl und/oder Maisöl umfaßt.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischen und die thermische Behand lung in einer Spritzmaschine oder einem Extruder erfolgen.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Düse ausgestoßene thermisch behandelte Gemisch geformt und abkühlen gelassen wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem aus der Düse ausgestoßene thermisch behandelte Gemisch formstabile oder flexible Platten, Folien, Stäbe, Pfosten, Balken, Rohre, Schläuche, Verschalungs-, Auskleidungs- oder Isolationselemente, Ummantelungen, Sicht- und Thermoschutz elemente sowie Elemente zum Schutz vor mechanischer Beschä digung, Formteile zur Hohlraumausfüllung, Konstruktionsele mente, Ziegel, Stützelemente, Dachpfannen, Pflastersteine, Rasensteine, Werkzeugteile oder Verbindungselemente gebildet werden.

21. Kunststoffwerkstoff, der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 hergestellt worden ist, und daraus herge stellte Kunststoffprodukte.

22. Verwendung von Fettsäuren, Fettsäure enthaltenden Gemischen, unter den Verfahrensbedingungen Fettsäure freisetzenden Fettsäurederivaten und Fettalkoholen, insbesondere Leinöl und/oder Maisöl, als Zusatzkomponente für ein Kunststoff enthaltendes Gemisch bei der Ver-/Aufarbeitung und Verwer tung desselben.