DE2722774A1

DE2722774A1 - Verfahren zur verwertung von textilen abfaellen

Info

Publication number: DE2722774A1
Application number: DE19772722774
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Matejcek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1978-11-23

Description

Verfahren zur Verwertung von textilen Abfällen
Bei der Herstellung von textilen Auskleidungsteilen für Autos fallen große Mengen textiler Abfälle an, die sich aufgrund der sehr heterogenen Zusammensetzung dieser Auskleidungsteile bisher nicht sinnvoll wiederverwenden ließen. Diese Abfälle werden bis jetzt verbrannt oder deponiert.
Es gibt zwei große Gruppen von Autoteppichen, aus denen die Auskleidungsteile hergestellt werden. Die eine besteht aus Tuftingteppichen, welche meist aus einer Polschicht aus Polyamidendlosfasern, einem Trägervlies aus Polyesterfasern, einer Rückenbeschichtung aus Polyäthylen und einem Abdeckvlies aus Zellwolle aufgebaut sind.
Die andere Gruppe sind Nadelfilze, deren Polschicht üblicherweise aus einer Mischung aus Polyamid und Polypropylenfasern besteht. Die Rückenbeschichtung besteht ebenfalls aus Polyäthylen mit dem Abdeckvlies aus Zellwolle.
Ziel des vorliegenden Verfahrens ist es, diese heterogenen Abfälle einer ökonomischen Verwertung zuzuführen.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die textilen Abfälle geschnitten, die Schnipsel in einer Schicht angeordnet, über den Schmelzpunkt eines Teils der thermoplastischen Anteile erhitzt, gepreßt und abgekühlt werden.
Nach dem Abkühlen werden auf diese Weise Preßteile erhalten, die aus den geschmolzenen und unter Formgebung erstarrten thermoplastischen Anteilen der Abfälle bestehen, in die die ungeschmolzenen faserigen Anteile fest eingebettet sind.
Unter dem Schneiden der textilen Abfälle ist eine Zerkleinerung auf Stücke von etwa 0,5 bis 3 cm Größe zu verstehen. Die Abfälle können auch gerissen werden.
Dabei treten jedoch oft höhere Temperaturen auf, bei welchen die Polyäthylenrückenbeschichtung erweicht.
Das führt dann zu Verklebungen und Störungen in der Reißmaschine. Die durchschnittliche Größe der zerkleinerten Textilabfälle richtet sich nach der gewünschten Schichtdicke der Preßteile. Je dünner die Preßteile werden sollen, desto kleiner müssen die Teppichabfälle geschnitten werden, um eine zusammenhängende Lage oder Schüttung zu geben. Diese geschnittenen Textilabfälle werden gut durchmischt, dann zu einer Schicht gleichmäßig hoch und ohne Fehlstellen angeordnet, wobei die gleichmäßige Höhe üblicherweise durch Aufbringen eines Überschusses und Abstreifen oder Abrakeln des Überschusses erreicht wird.
Die Materialien, aus denen die Autoteppiche aufgebaut sind, weisen sehr unterschiedliche Schmelz-bzw. Erweichungspunkte auf. Polyäthylen hat bereits bei 160 OC eine genügende Fließfähigkeit, vor allem wenn der Preßdruck längere Zeit aufrecht erhalten wird. Polypropylen zeigt dieses Fliesverhalten erst bei Temperaturen über 180 OC. Polyamid und Polyesterfasern schmelzen bei Temperaturen über ca. 260 OC und Zellwolle ist unschmelzbar. Gerade dieses sehr unterschiedliche Verhalten gegenüber Temperatureinfluß wird im vorliegenden Verfahren ausgenutzt, indem die geschnittenen Teppichabfälle auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der ein Anteil von 2 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 10-70 Gew.-% noch nicht geschmolzen ist.
Dieser ungeschmolzene Faseranteil bildet nach dem Abkühlen des Preßkörpers ein verstärkendes Gerüst im Preßkörper. An Bruchkanten von Preßkörpern werden diese ungeschmolzenen, armierend wirkenden Fasern deutlich sichtbar.
Die angewendeten Temperaturen bewegen sich zwischen 160 Oc und 260 OC. Bei der üblichen Zusammensetzung der Autoteppiche ist stets ein genügend großer Anteil an Polyäthylen und Polypropylen vorhanden, um die höher schmelzenden Faseranteile gut einbinden zu können. Selbstverständlich ist das Verfahren aber auch anwendbar, wenn z.B. der Textilabfall nur aus Polyamidfasern und Wolle bestehen würde. In diesem Falle müßte die Temperatur allerdings über den Schmelzpunkt der Polyamidfasern hinaus gesteigert werden.
Ebenso anwendbar bleibt das Verfahren, wenn anstelle der jetzt üblichen Polyäthylenrückenbeschichtungen solche aus weichgemachtem PVC oder sonstigen thermoplastischen Massen anfallen sollten.
Die Teppichabfälle können in einer heißen Presse erhitzt werden. Dabei ergeben sich relativ lange Preßzeiten bei niedrigen Temperaturen. Eine andere Verfahrensweise ist das Erhitzen der Teppichabfälle außerhalb der Presse. Die vorgeheizten Teppichabfälle werden dann in die kalte oder nur mäßig erwärmte Presse eingelegt und können in kurzen Preßzeiten zu den Preßteilen geformt werden.
Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens, welche zu Preßteilen mit wesentlich höheren Festigkeiten führt, besteht darin, daß die geschnittenen textilen Abfälle in einer Schicht zwischen Glasvliesen angeordnet, dann erhitzt, gepreßt und abgekühlt werden.
Bei dieser Ausführungsform füllen die geschmolzenen thermoplastischen Anteile die Hohlräume zwischen den Glasfasern des Glasvlieses aus. Nach dem Erkalten sind die Glasfasern fest in der Oberfläche der Preßteile eingebunden und bilden eine sehr stabile Armierung. Anstelle der Glasvliese können auch Glasgewebe oder Fasermatten aus Endlosfasern oder Stapelfasern eingesetzt werden. Wichtig für die gute verfestigende Wirkung ist die hohe Reißfestigkeit der Fasern und die geringe Dehnung, wie sie vor allem Fasern aus anorganischem Material eigen ist. Die Glasvliese können mit vernetzten oder thermoplastischen Bindemitteln gebunden sein oder auch aus ungebundenen Fasergelegen bestehen. Für verformbare Preßteile werden ungebundene oder sehr schwach bzw. thermoplastisch gebundene Glasvliese bevorzugt. Das Gewichtsverhältnis der Textilabfälle zu den Glasvliesen beträgt 65 zu 35 bis 98 zu 2, vorzugsweise 80 zu 20 bis 95 zu 5.
Das Pressen der zwischen Glasvliesen angeordneten und über den Schmelzpunkt der thermoplastischen Anteile erhitzten Schnipsel aus textilen Abfällen erfolgt in üblichen Pressen oder zwischen Walzen. Die Preßbacken bzw. Walzen können beheizt oder kalt sein.
Die verfahrensgemäß hergestellten Preßteile haben Dichten von ca. 0,5 bis 1,1, vorzugsweise 0,6 bis 1,05. Je nach den gewählten Mengenverhältnissen von leicht schmelzbaren zu schwer oder unschmelzbaren Fasern, der Schmelztemperatur, dem Preßdruck und der Preßzeit werden Preßteile mit mehr oder minder ausgeprägter Porenstruktur und höherer oder niedrigerer Dichte erhalten.
Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.
Ausgangsmaterial A besteht aus einem Nadelfilz mit folgender Zusammensetzung: ca. 200 g/m22 Polyamidfasern = ca. 16 Gew.-% ca. 450 g/m2 Polypropylenfasern = ca. 37 Gew.-% ca. 350 g/m Polyäthylenrückenbeschichtung = ca. 29 Gew.-% ca. 20 g/m2 Zellwolle = ca. 2 Gew.-% ca. 200 g/m2 nicht vernetzter Binder = ca. 16 Gew.-% Ausgangsmaterial B besteht aus einem Tuftingteppich mit folgender Zusammensetzung: 2 ca. 400 gim Polyamidfasern = ca. 37 Gew.-2 ca. 150 g/m2 Polyesterfasern = ca. 14 Gew.-% ca. 500 g/m Polyäthylenbeschichtung = ca. 47 Gew.-% ca. 20 gIm2 Zellwolle = ca. 2 Gew.-% Für die Versuche wurde eine Presse mit einer heizbaren Fläche von 17 mal 17 cm verwendet.
Beispiel 1 Teppichabfälle aus Ausgangsmaterial A werden zu Schnipsel von ca. 1 cm Kantenlänge geschnitten, 2 zu einer gleichmäßig hohen Lage von ca. 3500 g/m geschüttet und in der auf 160 ° geheizten Presse zwischen Siliconpapier 1 Min. bei einem Druck von 30 bar gepreßt. Man erhält eine Platte von ca. 4,6 mm Dicke und einer Dichte von ca. 0,58. Beim Brechen der Platte ist an den Bruchkanten zu erkennen, daß für die Bindung nur das Polyäthylen wirksam geworden ist. Die anderen Substanzen liegen ungeschmolzen vor.
Beispiel 2 Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, nur die Temperatur der Presse wird auf 180 ° gesteigert. Man erhält eine Platte von ca. 4,1 mm Dicke und einer Dichte von 0,67. Das Erscheinungsbild der Bruchkante ist ähnlich dem vom Beispiel 1.
Beispiel 3 Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, nur die Temperatur der Presse wird auf 200 ° gesteigert. Man erhält eine Platte von ca. 0,5 mm Dicke und einer Dichte von etwa 0,9. Ein großer Teil des geschmolzenen thermoplastischen Materials fließt seitwärts aus der Druckzone heraus. Beim Brechen der Platte sind an den Bruchkanten die Zellwolle und Polyamidfasern zu erkennen, die der Platte als innere Armierung eine erhöhte Festigkeit verleihen. Das Polyäthylen und Polypropylen bilden eine kompakte Masse.
Beispiel 4 Unter Verwendung von Ausgangsmaterial B in gerissener Form wird wie in Beispiel 1 verfahren. Man erhält eine stabile Platte von ca. 5 mm Dicke und einer Dichte von 0,55. Die Platte ist nur durch die geschmolzenen Polyäthylenanteile gebunden.
Beispiel 5 Es wird wie in Beispiel 4 verfahren. Die Temperatur der Presse wird aber auf 200 ° gesteigert. Man erhält eine Platte von ca. 4,5 mm Dicke und einer Dichte von 0,56. Das Erscheinungsbild der Bruchkante ist wie bei Beispiel 4.
Beispiel 6 Es wird wie in Beispiel 4 verfahren. Die Temperatur der Presse beträgt 240 0. Man erhält eine Platte von ca. 2,1 mm Dicke und einer Dichte von 0,61.
Ein Teil der geschmolzenen thermoplastischen Anteile ist aus der Druckzone seitlich abgeflossen.
Die fasrige Struktur ist an den Bruchkanten deutlich erkennbar.
Beispiel 7 2 Auf ein Glasvlies von 53 g/m wird eine gleichmäßig hohe Schicht aus Schnipseln des Ausgangsmat#rials A aufgebracht in einer Menge von ca. 3500 g/m . Diese Schicht wird mit einem zweiten Glasvlies von 53 g/m abgedeckt und in einer auf 160 ° geheizten Presse 1 Minute einem Druck von 30 bar ausgesetzt. Man erhält eine Platte von ca. 4,3 mm Dicke und einer Dichte von 0,67. Das flüssige Polyäthylen hat die Hohlraume zwischen den einzelnen Glasfasern des Glasvlieses ausgefüllt und die beiden Glasvliese sind fest im Kunststoff eingebettet. Die Platte hat gegenüber der Platte nach Beispiel 1 eine wesentlich erhöhte Stabilität.
Beispiel 8 Es wird wie in Beispiel 7 verfahren, aber die Temperatur der Presse beträgt 180 0 und die SchniBsel liegen zwischen zwei Glasvlieslagen von je 53 g/m oben und unten.
Man erhält eine Platte von ca. 4,1 mm Dicke und einer Dichte von 0,71. Die Glasvliese sind vollständig im Kunststoff eingebettet. Die Platte ist sehr stabil.
An den Bruchkanten ist dieselbe fasrige Struktur zu erkennen wie bei den Beispielen 1 und 2.
Beispiel 9 Es wird wie in Beispiel 7 verfahren, aber die Schnipsel werden zwischen je 3 Vlieslagen von 53 g/m oben und unten angeordnet. Die Temperatur der Presse beträgt 200 0. Ein großer Teil der geschmolzenen thermoplastischen Anteile tritt seitlich aus der Druckzone aus. Man erhält eine Platte von 0,9 mm Dicke und einer Dichte von ca. 1,05. Die Glasvliese sind vollständig im Thermoplasten eingebettet.
Beispiel 10 2 Es werden 2 Glasvliese von je 53 glm übereinandergelegt, darauf eine Schüttung von ca. 3500 g gerissenes Ausgangsmaterial B gleichmäßig aufg#bracht und dann mit 2 Glasvliesen von je ca. 53 g/m abgedeckt. Dieser Schichtaufbau wird in einer auf 160 ° geheizten Presse 1 Minute mit 30 bar gepreßt. Man erhält eine sehr stabile Platte mit einer Dicke von ca. 5,6 mm und einer Dichte von ca. 0,55. Die Glasvliese sind vollständig in den geschmolzenen Thermoplast eingebettet.
Beispiel 11 Es wird wie in Beispiel 10 verfahren, aber es wird nur eine Lage Glasvliese oben und unten verwendet und eine Schüttung von ca. 5250 g/m gerissenes Material B dazwischen. Die Temperatur der Presse beträgt 180 0.
Es wird eine Platte mit einer Dicke von ca. 8 mm und einer Dichte von o,64 erhalten.
Beispiel 12 Es wird wie in Beispiel 10 verfahren, aber es werden je drei Glasvliese oben und unten verwendet und eine Schüttung von ca. 1750 glm des gerissenen Ausgangsmaterials B. Die Temperatur der Presse beträgt 240 0.
Erhalten wird eine Platte mit einer Dicke von ca.
2,7 mm und einer Dichte von ca. 0,7. Die Glasfasern sind auch hier vollständig im thermoplastischen Material eingebettet. Ein Teil des thermoplastischen Materials ist während des Pressens aus der Druckzone seitlich ausgeflossen.
Beispiel 13 Um das erfindungsgemäße Verfahren bei kalter Presse und kurzen Preßzeiten durchzuführen, wurde folgendermaßen verfahren. Ein Schichtaufbau wie in Beispiel 8 aus 2 Lagen Glasvlies oben und unten sowie ca. 2000 g/m Schnipsel des Ausgangsmaterials A wird mit mehreren Lagen Papier oben und unten abgedeckt und in einem Trockenschrank ca. 15 Min. auf 235 ° erhitzt. Das heiße Material wird innerhalb weniger Sekunden nach Entnahme aus dem Trockenschrank in die kalte Presse eingelegt und die Presse mit einem Druck von ca. 3 bar zugefahren.
Nach 10 Sek. Preßzeit erhält man eine Platte von ca.
2,15 mm Dicke und einer Dichte von ca. 1,0. Die Glasvliese sind vollständig in dem thermoplastischen Material eingebettet. Die Platte ist sehr stabil.
Beispiel 14 Es wird wie in Beispiel 13 verfahren, aber Ausgangsmaterial A und B werden im Verhältnis 1:1 gemischt.
Man erhält eine sehr stabile Platte mit einer Dicke von ca. 2,6 mm und einer Dichte von ca. 0,85. Die außenliegenden Glasvliese sind an einzelnen Stellen nicht ganz im thermoplastischen Material eingebettet.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Verwertung von textilen Abfällen dadurch gekannzeichnet, daß die textilen Abfälle geschnitten, die geschnittenen Abfälle in einer Schicht angeordnet, über den Schmelzpunkt eines Teils der thermoplastischen Anteile erhitzt, gepreßt und abgekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die geschnittenen textilen Abfälle in einer Schicht zwischen Glasvliesen angeordnet, über den Schmelzpunkt eines Teils der thermoplastischen Anteile erhitzt, gepreßt, dabei die Glasvliese im thermoplastischen Material eingebettet und abgekühlt werden.