DE102018003206A1 - Process for the recovery of glass or carbon fibers from glass or carbon fiber reinforced plastics - Google Patents

Process for the recovery of glass or carbon fibers from glass or carbon fiber reinforced plastics Download PDF

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Abstract

Bisher erfolgt die Entsorgung der faserverstärkten Kunststoffe aus insbesondere großflächigen und dickwandigen Bauteilen, Geräten und dergleichen aus glas- oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen oder die glas- oder kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe enthalten, ohne die Wiedergewinnung der eingesetzten Fasern bzw. Faserverbunde. Das neue Verfahren soll es ermöglichen, die mehrlagigen Glas- oder Kohlenstofffaserverbunde als Gewebe, Gelege, Gesticke, Geflechte oder Matten möglichst großflächig zurückzugewinnen, um ihre Wiederverwertung, auch für denselben Einsatzzweck zu ermöglichen.Die zu recycelnden faserverstärkten Kunststoffe oder diese enthaltende Teile werden mittels einer Transportvorrichtung in einen luftdichten Thermolyseofen eingebracht. Dort werden sie zunächst bei einer Temperatur, die unterhalb der für die anschließende Thermolyse erforderlichen liegt, ohne Zuführung von Luft oder Sauerstoff, durchwärmt und anschließend bei Temperaturen von 350°C bis 650°C unter Ausschluss von Sauerstoff, mindestens jedoch ohne Zuführung von Sauerstoff, thermisch behandelt bis keine flüchtigen Stoffe aus der Zersetzung der Kunststoffmatrix über eine Abzugseinrichtung mehr entweichen. Die zurückbleibenden Faserstoffverbunde werden anschließend mittels der Transportvorrichtung aus dem Ofen ausgetragen.Die nach dieser Verfahrensweise in ihrer eingesetzten Form zurückgewonnenen Faserverbunde sind u.a. für den gleichen Zweck in neuen Bauteilen wiederverwendbar. Sie eigenen sich aber auch für andere Einsatzzwecke. Dafür sind die für Fasergelege, -gewebe, -geflechte, -gesticke oder -matten üblichen Bearbeitungsverfahren anwendbar.So far, the disposal of fiber-reinforced plastics from especially large and thick-walled components, equipment and the like made of glass or carbon fiber reinforced plastics or glass or carbon fiber reinforced plastics contained, without the recovery of fibers or fiber composites used. The new method should make it possible to recover the multi-layered glass or carbon fiber composites as fabric, scrim, embroidery, braids or mats as large as possible to make their recycling, even for the same purpose möglich.Die to be recycled fiber reinforced plastics or parts containing them by means of a Transport device introduced into an airtight thermolysis. There they are first heated at a temperature below that required for the subsequent thermolysis, without supplying air or oxygen, and then heated at temperatures of 350 ° C to 650 ° C with exclusion of oxygen, but at least without supply of oxygen, thermally treated until no volatile substances escape from the decomposition of the plastic matrix via a trigger device more. The remaining fibrous composites are then discharged out of the furnace by means of the transport device. The fiber composites recovered according to this procedure in their used form are i.a. reusable for the same purpose in new components. They are also suitable for other purposes. For this, the usual processing methods for fiber fabrics, fabrics, meshes, embroidery or mats are applicable.

Description

Die Erfindung betrifft die Rückgewinnung von Glas- oder Kohlenstofffaserverbunden insbesondere aus großflächigen, dickwandigen und mehrlagigen glas- oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen, wie Bauteilen mit größerer Wandstärke, beispielsweise Rotorblättern oder Kanzelteilen von Windrädern, Maschinen- und Autoteilen sowie Rümpfen von Booten und Wasserauffangbecken oder Sportgeräten, in Form von Geweben, Gelegen, Gesticken oder Geflechten mit Endlosfasern oder Matten mit regellosen Endlos- oder Kurzfasern für deren Wiederverwendung, auch für denselben Einsatzzweck.The invention relates to the recovery of glass or carbon fiber composites in particular from large-scale, thick-walled and multilayer glass or carbon fiber reinforced plastics, such as components with greater wall thickness, for example, rotor blades or Pulley parts of wind turbines, machine and car parts and hulls of boats and water tanks or sports equipment, in Form of woven, laid, embroidered or braided filament or mat with random continuous or short fibers for their reuse, also for the same purpose.

Die in den vergangenen Jahren stark gewachsene Anwendung von faserverstärkten Kunststoffen führt zu einem wachsenden Druck für deren Entsorgung. Seit vielen Jahren wird das Pyrolyseverfahren für das Recycling verschiedenster Stoffe angewendet, auch für faserverstärkte Kunststoffe.The use of fiber-reinforced plastics, which has grown considerably in recent years, leads to increasing pressure for their disposal. For many years, the pyrolysis process has been used for the recycling of various substances, including fiber-reinforced plastics.

Viele der derzeit angewandten Recyclingverfahren erfordern die Zerkleinerung vor der Pyrolyse, z.B. auf die Größe von Visitenkarten, wobei die enthaltenen Fasern mit zerkleinert werden. Die zu pyrolysierenden Teile dürfen nicht zu groß bzw. dick sein, damit sich möglichst viel Matrixmaterial, meistens Epoxid- aber auch Polyester-, u.a. Vinylester-, und seltener Phenolharz im Pyrolyseverfahren zersetzt. Bei Temperaturen zwischen 400 °C und 800 °C und unter Zugabe von Sauerstoff pyrolysiert das Matrixmaterial weitestgehend.Many of the recycling methods currently used require comminution prior to pyrolysis, e.g. on the size of business cards, with the fibers contained crushed with. The parts to be pyrolyzed must not be too large or thick, so that as much as possible matrix material, mostly epoxy, but also polyester, u.a. Vinylester-, and rare phenolic resin decomposed in pyrolysis. At temperatures between 400 ° C and 800 ° C and with the addition of oxygen, the matrix material pyrolyzed as far as possible.

Die zurückbleibenden Faserreste stehen dabei nach ihrem einmaligen Gebrauch für eine Wiederverwendung nicht zur Verfügung. Für sie gibt es derzeit kaum eine wirtschaftlich sinnvolle Verwendung. Sie werden daher anschließend meistens in der Müllverbrennung oder einem Zementwerk verbrannt, was die vorgeschriebenen Filteranlagen sehr schnell verstopft, die dadurch häufig ausgewechselt werden müssen. Oftmals werden die Faserreste auch im Straßenbau beigemischt.The residual fiber remains are not available for reuse after their single use. For them, there is currently hardly an economically viable use. They are therefore usually then incinerated in waste incineration or a cement plant, which clogs the prescribed filter systems very quickly, which must be replaced frequently. Often the fiber remains are also mixed in road construction.

Es handelt sich dabei nicht um ein Recycling, sondern vielmehr um eine Entsorgung.It is not a matter of recycling, but rather of disposal.

In EP 2783824 wird eine mehrstufige Pyrolyse der kohlenstoffhaltigen Kunststoffe in Gegenwart von Sauerstoff angegeben. Diese wird im Durchlaufverfahren in einer Pyrolysevorrichtung betrieben, die mindestens vier Behandlungszonen aufweist, die gegebenenfalls durch Schleusen getrennt sind. In den einzelnen Zonen müssen jeweils speziell definierte Temperaturen, ein definierter Sauerstoffgehalt und die Verweildauer eingestellt werden. Das erfordert einen hohen Steuerungsaufwand, da die Parameter für jede Zone andere sind. Außerdem müssen die zu recycelnden Teile durch die einzelnen Zonen transportiert werden.In EP 2783824 is a multi-stage pyrolysis of the carbon-containing plastics in the presence of oxygen indicated. This is operated in a continuous process in a pyrolysis, which has at least four treatment zones, which are optionally separated by locks. In the individual zones, specially defined temperatures, a defined oxygen content and the residence time must be set. This requires a lot of control because the parameters are different for each zone. In addition, the parts to be recycled must be transported through the individual zones.

Für längere Bauteile müsste die Pyrolysevorrichtung eine entsprechende Länge aufweisen. Daher ist diese für größere Bauteile oder Objekte wenig geeignet.For longer components, the pyrolysis device would have to have a corresponding length. Therefore, this is not suitable for larger components or objects.

Der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 liegt das Problem zugrunde, aus zu entsorgenden insbesondere großflächigen und dickwandigen Bauteilen, Geräten und dergleichen aus Glas- oder Kohlenstofffaser verstärkten Kunststoffen oder die Glas- oder Kohlenstofffaser verstärkte Kunststoffe enthalten, die mehrlagigen Glas- oder Kohlenstofffaserverbunde als Gewebe, Gelege, Gesticke, Geflechte oder Matten möglichst großflächig zurückzugewinnen, um ihre Wiederverwertung, auch für denselben Einsatzzweck zu ermöglichen.The invention according to claim 1 is based on the problem to be disposed of in particular from large-area and thick-walled components, devices and the like made of glass or carbon fiber reinforced plastics or glass or carbon fiber reinforced plastics, the multilayer glass or carbon fiber composites as tissue, scrim, To recover embroidery, plaits or mats as large as possible in order to allow their recycling, even for the same purpose.

Dieses Problem wird gemäß Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die zu recycelnden, aus Glas- oder Kohlenstofffaser verstärkten Kunststoffen bestehenden oder diese enthaltenden, Teile mittels einer Transportvorrichtung, z.B. einem Herdwagen, in einen luftdichten Thermolyseofen eingebracht werden, wo sie zunächst bei einer Temperatur, die unterhalb der für die anschließende Thermolyse erforderlichen liegt, ohne Zuführung von Luft oder Sauerstoff, durchwärmt und anschließend bei Temperaturen von 350 °C bis 650 °C unter Ausschluss von Sauerstoff, mindestens jedoch ohne Zuführung von Sauerstoff, thermisch behandelt werden bis keine flüchtigen Stoffe aus der Zersetzung der Kunststoffmatrix über eine Abzugseinrichtung mehr entweichen, und die zurückbleibenden Faserstoffe mittels der Transportvorrichtung aus dem Ofen ausgetragen werden.This problem is solved according to claim 1, characterized in that the parts to be recycled, consisting of glass or carbon fiber reinforced plastics or containing these, by means of a transport device, e.g. a bogie, are placed in an airtight thermolysis, where they first at a temperature below that required for the subsequent thermolysis, without supplying air or oxygen, and then heated at temperatures of 350 ° C to 650 ° C with exclusion of Oxygen, but at least without supply of oxygen, are thermally treated until no volatile substances from the decomposition of the plastic matrix via a trigger device more escape, and the remaining fibers are discharged by means of the transport device from the oven.

Sollten die zu verarbeitenden Objekte Kunststoffe mit einem hohen Sauerstoffanteil aufweisen, muss während der Thermolyse ein inertes Gas, wie z.B. Stickstoff, eingeleitet werden, um den Sauerstoff zu verdrängen.If the objects to be processed contain plastics with a high oxygen content, an inert gas must be used during the thermolysis, e.g. Nitrogen, be introduced to displace the oxygen.

Für Glasfaser verstärkte Kunststoffe ist vorzugsweise ein Temperaturbereich von 350 °C bis 550 °C, für Kohlenstofffaser verstärkte Kunststoffe vorzugsweise von 400 °C bis 650 °C, zu wählen.For glass fiber reinforced plastics is preferably a temperature range from 350 ° C to 550 ° C, for carbon fiber reinforced plastics preferably from 400 ° C to 650 ° C to choose.

Temperaturbereiche und Zeitdauer der im Batch-Verfahren durchgeführten Thermolyse sind abhängig vom vorliegenden Faserverbund -Glas- oder Kohlenstofffasem- und dem als Trägermaterial eingesetzten Kunststoff sowie der Wandstärke der Objekte und so zu wählen, dass nur das Trägermaterial zersetzt und gasförmig ausgeführt wird.Temperature ranges and time duration of the thermolysis carried out in the batch process depend on the fiber composite present - glass or carbon fiber and the plastic used as a carrier material and the wall thickness of the objects and to be chosen so that only the carrier material is decomposed and carried out in gaseous form.

Die flüchtigen Stoffe, welche während der Thermolyse ausgasen, werden ausgeleitet, aufgefangen und vorteilhafter Weise einer thermischen Nachverbrennung (TNV) zugeführt, um sie energetisch zu nutzen und gleichzeitig umweltfreundlich zu entsorgen. Das in der TNV entstehende Heißgas ist zum Aufheizen des Thermolyseofens nutzbar, wodurch die Energiebilanz des Thermolyseprozesses günstig gestaltet wird. Ein ggf. entstehender Überschuss an thermischer Energie bzw. Heißgas ist beispielsweise zur Stromerzeugung und/oder Einleitung ins Femwärmenetz, einsetzbar.The volatiles which outgas during the thermolysis, are discharged, collected and advantageously a thermal Afterburning (TNV) supplied in order to use them energetically and at the same time to dispose of environmentally friendly. The hot gas produced in the TNV can be used for heating the thermolysis furnace, whereby the energy balance of the thermolysis process is made favorable. A possibly resulting excess of thermal energy or hot gas can be used, for example, to generate electricity and / or initiate into the heating network.

Sollten die durch diese Verfahren gewonnen Faserstoffe unerwünschte Koksanhaftungen aufweisen, werden diese in einem nachfolgenden Schritt in demselben Thermolyseofen unter Zufuhr von Sauerstoff bei 400 °C bis max. 550 °C abgebrandt, wobei die Temperatur jedoch unterhalb der liegen muss, bei der die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Faserverbunde beeinträchtigt werden.If the fibers obtained by these methods have undesirable Koksanhaftungen, they are in a subsequent step in the same thermolysis furnace with oxygen at 400 ° C to max. 550 ° C but the temperature must be below that at which the mechanical properties of the resulting fiber composites are impaired.

Zur Gewährleistung einer gleichbleibenden Qualität werden die Prozessparameter Haltedauer, Temperaturrampen und Aufheizraten, unter denen die Thermolyse mit dem jeweils vorliegenden Material und Wandstärken abläuft, ermittelt bzw. überprüft. Diese sind mittels Proben des jeweils angelieferten Materials in einer kleinen dafür vorgesehenen Testanlage vor der eigentlichen Thermolyse der Großbauteile zu ermitteln.To ensure a consistent quality, the process parameters holding period, temperature ramps and heating rates, under which the thermolysis takes place with the respective material and wall thicknesses, are determined or checked. These are to be determined by means of samples of the respectively delivered material in a small dedicated test facility prior to the actual thermolysis of the large components.

Die erhaltenen Fasergelege, -gewebe, -geflechte, -gesticke oder -matten liegen in übereinanderliegenden Schichten vor. Diese werden getrennt und schichtweise mit einem Binder versehen, beispielsweise mit einem feinen Polyestergitter, einem geschmolzenen Thermoplast oder einem Binder auf Epoxydharzbasis, der die während der Bauteilherstellung oder Thermolyse verlorengegangenen Kettfäden, ersetzt. Der Binder verhindert, dass die Fasergelege, -gewebe, -geflechte,-gesticke oder -matten während der Manipulation vor der Laminierung zerfallen.The obtained fiber scrims, fabrics, braids, stitches or mats are in superimposed layers. These are separately and layered with a binder such as a fine polyester mesh, a molten thermoplastic, or an epoxy based binder which replaces the warp yarns lost during component fabrication or thermolysis. The binder prevents the scrims, fabrics, braids, stitches or mats from disintegrating during lamination prior to lamination.

Nachdem die jeweils oberste Schicht mit dem Bindemittel versehen wurde, wird sie von dem mehrlagigen Aufbau abgenommen und z.B. palettiert oder auf ein Coil gewickelt. Dies erfolgt solange bis alle Lagen entnommen wurden.After the topmost layer has been provided with the binder, it is removed from the multilayer construction and e.g. palletized or wrapped on a coil. This takes place until all layers have been removed.

Dieser Schritt kann manuell oder automatisch mit einem großen Portal, an dem Düsen für das Aufbringen des Bindemittels und Textilgreifer zum Vereinzeln der Lagen angebracht sind, erfolgen.This step may be done manually or automatically with a large gantry, to which are attached nozzles for applying the binder and textile grippers for dicing the layers.

Die nach dieser Verfahrensweise in ihrer eingesetzten Form zurückgewonnenen Faserverbunde sind u.a. für den gleichen Zweck in neuen Bauteilen wiederverwendbar. Sie eigenen sich aber auch für andere Einsatzzwecke. Dafür sind die für Fasergelege, - gewebe, -geflechte, -gesticke oder -matten üblichen Bearbeitungsverfahren anwendbar.The fiber composites recovered according to this procedure in their used form are u.a. reusable for the same purpose in new components. They are also suitable for other purposes. For this, the usual processing methods for fiber fabrics, fabrics, braids, embroidery or mats are applicable.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen darin, dass die Glas- oder Kohlenstofffasern aus Faserverbundbauteilen, insbesondere aus großflächigen und auch dickwandigen und somit mehrlagigen Bauteilen, wie beispielsweise Flügeln von Windrädern, Sportgeräten, Maschinen- und Autoteilen, in Form von Geweben, Gelegen, Gesticken oder Geflechten aus Endlosfasern oder Matten aus regellosen Endlos- oder Kurzfasern für deren erneute Verwendung wiedergewonnen werden können.The advantages achieved by the invention are that the glass or carbon fibers made of fiber composite components, especially from large and thick-walled and thus multi-layered components, such as blades of wind turbines, sports equipment, machine and car parts, in the form of woven, laid, embroidered or braids may be recovered from continuous filaments or random or short fiber filaments for reuse.

Es wird für die Thermolyse größerer Teile nur ein Ofen mit einer Zone benötigt. Dafür ist eine Zerkleinerung der zu entsorgenden Teile nur auf Transport- bzw. Thermolyseofengröße erforderlich. Ein einfacher Thermolyseofen ist ausreichend. Für den Thermolysevorgang ist keine Regelung für die Zufuhr von Luft oder Sauerstoff erforderlich.Only one furnace with one zone is required for the thermolysis of larger parts. For a comminution of the parts to be disposed only on transport or Thermolyseofengröße is required. A simple thermolysis furnace is sufficient. For the thermolysis process no regulation for the supply of air or oxygen is required.

Es entfällt die Entsorgung der Faserverbunde nach nur einmaligem Einsatz. Die Wiedergewinnung ist gegenüber dem Einsatz neuer Glas- oder Kohlefaserverbunde wesentlich ökonomischer, materialsparender und umweltschonender.It eliminates the disposal of the fiber composites after only one use. The recovery is compared to the use of new glass or carbon fiber composites much more economical, material-saving and environmentally friendly.

Beispiel 1example 1

Die Größe der zu recycelnden Teile richtet sich einerseits nach der Größe des Thermolyseofens, andererseits nach der maximal möglichen Transportgröße. Gegebenenfalls müssen die Bauteile entsprechend zerkleinert werden.The size of the parts to be recycled depends on the one hand on the size of the thermolysis furnace, on the other hand, according to the maximum possible transport size. If necessary, the components must be shredded accordingly.

Die ggf. zerkleinerten Bauteile werden mit einem hitzebeständigen Herdwagen in den luftdichten Thermolyseofen eingebracht. Dort werden sie zunächst über die gesamte Länge und den Wandquerschnitt erwärmt. Temperatur und Zeit wurden vorher in einem kleinen Reaktor mit einer Probe ermittelt.The components, which may have been shredded, are introduced into the airtight thermolysis furnace using a heat-resistant bogie truck. There they are first heated over the entire length and the wall cross-section. Temperature and time were previously determined in a small reactor with a sample.

Anschließend wird das Material je nach Geometrie und Beschaffenheit, in dem ermittelten Temperaturbereich, der zwischen 300 °C und 650 °C liegt, über die vorher bestimmte Dauer der zweistufigen Thermolyse unterzogen. Nach der Zersetzung der Kunststoffmatrix wird das flüchtige Gasgemisch aus dem Ofen abgeleitet, die zurückbleibenden Fasern auf dem Herdwagen aus dem Ofen befördert und je nach Material unkontrolliert an der Umgebungsluft oder kontrolliert in der Reaktionskammer langsam abgekühlt. Das ausgeleitete Gasgemisch dient nach einer thermischen Nachverbrennung als Heißgas zum Heizen des Thermolyseofens über den Ofenmantel.Subsequently, depending on the geometry and nature, the material is subjected to the two-stage thermolysis over the predetermined period of time, which is between 300 ° C and 650 ° C over the predetermined period. After decomposition of the plastic matrix, the volatile gas mixture is discharged from the furnace, the remaining fibers are conveyed out of the kiln on the trolley and, depending on the material, cooled uncontrollably in the ambient air or controlled in the reaction chamber. The discharged gas mixture is used after a thermal afterburning as a hot gas for heating the thermolysis furnace on the furnace shell.

Beispiel 2Example 2

Bohrkerne mit einem Durchmesser von 1 cm und einer Länge von 2,2 cm sowie einem Durchmesser von 2 cm und einer Länge von 2,5 cm aus Glasfasermatten mit einer Matrix aus Styrol vernetztem Polyesterharz wurden in einem Reaktor unter inerten Bedingungen erhitzt. Nach einer Aufheizdauer von 6 min. auf 300 °C setzte Zersetzung ein. Nach weiterem Aufheizen auf 450 °C wurden nach 60 min. aus dem Ausgangsmaterial 41 % Glasfasern gewonnen. Diesen haftete 6 % Koks an. Dieser wurde in einem Muffelofen mit 20 % Sauerstoff bei 400 °C abgebrannt und ein weißes Produkt wurde erhalten.Drilling cores with a diameter of 1 cm and a length of 2.2 cm and a diameter of 2 cm and a length of 2.5 cm Glass fiber mats with a matrix of styrene crosslinked polyester resin were heated in a reactor under inert conditions. After a heating time of 6 min. at 300 ° C began decomposition. After further heating to 450 ° C were after 60 min. 41% glass fibers were obtained from the starting material. These adhered to 6% coke. This was burned in a muffle furnace with 20% oxygen at 400 ° C and a white product was obtained.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2783824 [0006]EP 2783824 [0006]

Claims (9)

Verfahren zur Rückgewinnung von Glas- oder Kohlenstofffaserverbunden aus insbesondere großflächigen, dickwandigen, mehrlagigen Glas- oder Kohlestofffaser verstärkten Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die zu recycelnden aus Glas- oder Kohlenstofffaser verstärkten Kunststoffen oder diese enthaltenden Teile, mittels einer Transportvorrichtung in einen luftdichte Thermolyseofen eingebracht werden, wo sie unter Ausschluss von Sauerstoff zunächst bei einer Temperatur, die unterhalb der für die anschließende Thermolyse erforderlichen liegt, durchwärmt und anschließend bei Temperaturen von 350 °C bis 650 °C thermisch behandelt werden, bis keine flüchtigen Stoffe aus der Zersetzung der Kunststoffmatrix mehr über eine Abzugseinrichtung entweichen und die zurückbleibenden Faserverbunde mittels der Transportvorrichtung aus dem Ofen ausgetragen werden.A process for the recovery of glass or carbon fiber composites of particular large-scale, thick-walled, multilayer glass or carbon fiber reinforced plastics, characterized in that the recycled from glass or carbon fiber reinforced plastics or parts containing them, are introduced by means of a transport device in an airtight Thermolysis , where they are first, with the exclusion of oxygen at a temperature below that required for the subsequent thermolysis, soaked and then thermally treated at temperatures of 350 ° C to 650 ° C until no volatile substances from the decomposition of the plastic matrix over escape a trigger and the remaining fiber composites are discharged by the transport device from the oven. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Glasfaser verstärkte Kunststoffe im Temperaturbereich von 350 °C bis 550 °C thermolysiert werden.Method according to Claim 1 , characterized in that glass fiber reinforced plastics are thermolyzed in the temperature range of 350 ° C to 550 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kohlenstofffaser verstärkte Kunststoffe im Temperaturbereich von 400 °C bis 650 °C thermolysiert werden.Method according to Claim 1 , characterized in that carbon fiber reinforced plastics are thermolyzed in the temperature range of 400 ° C to 650 ° C. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Thermolyse ein inertes Gas eingeleitet wird, wenn die zu verarbeitenden Objekte Kunststoffe mit einem hohen Sauerstoffanteil aufweisen.Method according to Claim 1 to 3 , characterized in that an inert gas is introduced during the thermolysis, when the objects to be processed have plastics with a high oxygen content. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Temperatur und Zeitdauer so gewählt werden, dass nur der als Trägermaterial eingesetzte Kunststoff zersetzt wird.Method according to Claim 1 to 4 , characterized in that the temperature and time are chosen so that only the plastic used as a carrier material is decomposed. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die gewonnen Faserstoffe Koksanhaftungen aufweisen, diese in einem nachfolgenden Schritt in demselben Thermolyseofen unter Zufuhr von Sauerstoff bei 400°C bis max. 550°C abgebrannt werden, wobei die Temperatur unterhalb der liegen muss, bei der die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Faserverbunde beeinträchtigt werden.Method according to Claim 1 to 5 , characterized in that, if the fibers obtained have Koksanhaftungen, these in a subsequent step in the same thermolysis furnace with supply of oxygen at 400 ° C to max. Be burned at 550 ° C, the temperature must be below that at which the mechanical properties of the resulting fiber composites are affected. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessparameter Haltedauer, Temperaturrampen und Aufheizraten, unter denen der Thermolyseprozess mit dem jeweiligen Material abläuft, mittels Proben davon in einer kleinen dafür vorgesehenen Testanlage vor der eigentlichen Thermolyse der Großbauteile ermittelt werden.Method according to Claim 1 to 6 , characterized in that the process parameters holding period, temperature ramps and heating rates, under which the thermolysis process takes place with the respective material, are determined by means of samples thereof in a small test facility provided before the actual thermolysis of the large components. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgeleiteten flüchtigen Stoffe, welche während der Thermolyse ausgasen, einer thermischen Nachverbrennung zugeführt werden.Method according to Claim 1 to 7 , characterized in that the discharged volatiles, which outgas during the thermolysis, are fed to a thermal afterburning. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in den erhaltenen Fasergelegen übereinanderliegenden Schichten getrennt und die einzelnen Schichten schichtweise mit einem Binder versehen werden, beispielsweise mit einem feinen Polyestergitter, einem geschmolzenen Thermoplast oder einem Binder auf Epoxydharzbasis.Method according to Claim 1 to 8th , characterized in that the layers superimposed in the obtained fiber layers are separated and the individual layers are provided in layers with a binder, for example with a fine polyester mesh, a molten thermoplastic or an epoxy resin-based binder.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115055491A (en) * 2022-06-17 2022-09-16 上海治实合金科技有限公司 Continuous recovery system of fiber reinforced composite material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001569B4 (en) * 2005-01-13 2008-11-13 Strohmenger, Patrick, Dipl.-Ing. Plant for polluting a pyrolysis product
DE102010031602A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process and apparatus for reuse of synthetic resin and carbon fiber-containing wastes
EP2783764A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-01 ELG Carbon Fibre International GmbH Pyrolysis assembly and method for the recovery of carbon fibres from plastics containing carbon fibre
EP2783824A1 (en) 2013-03-28 2014-10-01 ELG Carbon Fibre International GmbH Method and device for the recovery of carbon fibres from plastics containing carbon fibre

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001569B4 (en) * 2005-01-13 2008-11-13 Strohmenger, Patrick, Dipl.-Ing. Plant for polluting a pyrolysis product
DE102010031602A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process and apparatus for reuse of synthetic resin and carbon fiber-containing wastes
EP2783764A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-01 ELG Carbon Fibre International GmbH Pyrolysis assembly and method for the recovery of carbon fibres from plastics containing carbon fibre
EP2783824A1 (en) 2013-03-28 2014-10-01 ELG Carbon Fibre International GmbH Method and device for the recovery of carbon fibres from plastics containing carbon fibre

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115055491A (en) * 2022-06-17 2022-09-16 上海治实合金科技有限公司 Continuous recovery system of fiber reinforced composite material
CN115055491B (en) * 2022-06-17 2024-01-26 上海治实合金科技有限公司 Continuous recovery system for fiber reinforced composite material

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