DE3929584A1 - Delaminationsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Delamination von Lamimaten, deren Lagen mittels eines Klebers miteinander verbunden sind.

Laminate sind mehrlagige Folien, Bänder oder Platten, deren Lagen insbesondere durch Kleben miteinander ver­ bunden sind. Dabei können die Lagen aus jeweils unter­ schiedlichen Werkstoffen wie beispielsweise Metall, Kunststoff, Faserwerkstoffen, mineralischen Werkstoffen oder Holz bestehen. Da Laminate meist technisch an­ spruchsvollen Anwendungen unterliegen, kommt neben den werkstoffspezifischen Eigenschaften der Lagen der Halt­ barkeit der Verklebung große Bedeutung zu. So kommen zur Befriedigung der Anwendungserfordernisse Kleber bzw. Klebsysteme zum Einsatz, deren Haltbarkeit oder Kleb­ kraft eine Delamination oder Trennung der Lagen vonein­ ander nur unter großem Aufwand - meist nur unter Zer­ störung wünschenswert wiederverwertbarer Lagen - zu­ lassen.

In der Kartonagenfertigung kommen Stanzwerkzeuge zur Verwendung, die aus einer Stanzform und Stanzplatte be­ stehen. Die Stanzform trägt Messer, die aus Kartonbögen Faltschachteln nach einem bestimmten Muster zuschneiden und Stanzorgane (Patrizen), die mit Rillungen in Zu­ richtungen (Matrizen) auf der Stanzplatte zur Bildung vom Biegelinien zum Zwecke der Faltbarkeit eines ausge­ stanzten und damit zugeschnittenen Kartonrohlings zusam­ menwirken. Bei der Stanzplatte handelt es sich um ein mechanisch hochbeanspruchtes Laminat, indem auf eine me­ chanisch sehr genau bearbeitete, planparallele Stahl­ platte als Zurichtung eine Schicht aus Kunststoff, Hart­ faserpappe oder Preßspan vermittels eines Klebers hoher Klebkraft - aus Gründen der hohen Beanspruchung der Zu­ richtung - aufkaschiert ist. Dieser Materialverbund ist zu trennen, wenn sich der Ersatz der Zurichtung bei­ spielsweise durch Erschöpfung seiner Wirksamkeit oder die Wiederverwendung der kostspieligen Stahlplatte mit einer bezüglich Rillungen neugestalteter Zurichtung auf­ drängt. Klebstoffbedingt gestaltet sich die Trennung schwierig, da sie sich nur durch mechanischen Abtrag der Zurichtung zumeist unter Verwendung von Lösungsmitteln, überwiegend kohlenwasserstoffhaltigen Lösungsmitteln, vollenden läßt, wenn wasserunlösliche Kleber zur Ka­ schierung verwendet wurden.

Der mechanische Abtrag ist zeitaufwendig und schließt Beschädigungen der Stahlplatten nicht aus. Ferner ist die gegebenenfalls gleichzeitige Verwendung von Lösungs­ mitteln, insbesondere kohlenwasserstoffhaltigen Lösungs­ mitteln, z. B. aus arbeitshygienischen Gründen problema­ tisch.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren zur Delamination von La­ minaten zu schaffen, bei dem die Anwendung des mechani­ schen Abtrages und gegebenenfalls die Verwendung von Lö­ sungsmitteln, insbesondere kohlenwasserstoffhaltigen Lö­ sungsmitteln entfällt, um so einer Wiederverwertung zu­ führbare unbeschädigte Laminatteile zu erhalten, wobei auch die Verwendung von Lösungsmitteln der genannten Art mit den damit einhergehenden Unzulänglichkeiten vermie­ den werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erzielt, daß das Laminat in ein inkompressibles Medium eingebracht und auf das inkompressible Medium Ultraschallwellen zur Ein­ wirkung gebracht werden. Damit ist die Trennung von La­ minatlagen ohne Zuhilfenahme mechanischer Hilfsmittel durch Schwingungsanregung der Klebstoffmoleküle und da­ mit Aufgabe ihrer Bindungswirkung möglich. Besondere Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

So kann das inkompressible Medium in einer Ausgestaltung Wasser sein, das bei wasserlöslichen Klebern zur Anwen­ dung gebracht werden kann. Handelt es sich bei den Kle­ bern um wasserunlösliche Kleber, so ist in einer weite­ ren Ausgestaltung der Erfindung als inkompressibles Me­ dium eine Ätznatron enthaltende alkalische Lösung ver­ wendbar, die vorteilhafterweise auf eine Wasserstoff­ ionenkonzentration (ph Wert) von 10 bis 16, vorzugsweise 12 bis 14, eingestellt wird. Überraschenderweise hat sich eine Lösung der genannten Art vorteilhafterweise eingestellt auf die angegebene Wasserstoffionenkonzen­ tration als sehr wirksam zur Aufhebung der Bindungswir­ kung der Klebstoffmoleküle und Auflösung nicht wasser­ löslicher Klebstoffe erwiesen. Im übrigen ist die alka­ lische Lösung mit einer entsprechenden Säure zu einem problemlos entsorgbaren Neutralisationsprodukt umzuwan­ deln, wodurch die Entsorgungs- und arbeitshygienischen Probleme der kohlenwasserstoffhaltigen Lösungsmittel entfallen.

Bevorzugt ist es in einer weiteren vorteilhaften Ausge­ staltung der Erfindung, das inkompressible Medium wäh­ rend des Trennungsprozesses auf einer Temperatur von 60 bis 95°C, bevorzugt auf einer Temperatur von 75 bis 85°C, zu halten. Damit wird der Trennungsprozeß deutlich verkürzt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung werden auf das inkompressible Medium Ultra­ schallwellen in einem Frequenzbereich von 15 000 Hertz bis 50 000 Hertz in weiterer Ausgestaltung, bevorzugt in einem Frequenzbereich von 25 000 Hertz bis 38 000 Hertz, aufgebracht. Es hat sich gezeigt, daß Ultraschallwellen in letzterem Frequenzbereich sowohl für wasserlösliche wie wasserunlösliche Kleber ein Wirkungsoptimum zur vor­ nehmlich schwingungsbedingten Aufhebung der Bindungswir­ kung der Klebstoffmoleküle besitzen.

Für die Delamination einer Stanzplatte wird die Erfin­ dung anhand der Zeichnung näher erläutert, diese zeigt in

Fig. 1 einen Vertikalschnitt in Querrichtung durch eine zur Durchführung des Verfahrens geeigne­ te Vorrichtung.

Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Behälter 2, der mit­ tels eines Verschlusses 3 verschließbar ist. Im Behälter 2 ist im vorliegenden Falle eine Stanzplatte 4 aufgenom­ men, die über eine obere Halterung 5 und eine untere Halterung 6 in vorzugsweise gleichen Abständen zu den Innenwandungen des Behälters 2 sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gehalten ist. Im unteren Ende des Behäl­ ters 2 ist ein sich in Längsrichtung des Behälters 2 er­ streckender Siebkorb 7, abmessungsmäßig mindestens gleichlang wie die entsprechende Erstreckung der Stanz­ platte 4 vorgesehen, der an seiner Oberseite offen ist. An den Innenwandungen des Behälters 2 sind Leitbleche 8 angeordnet, die sich entsprechend dem Siebkorb 7 er­ strecken und die gleiche Länge wie der Siebkorb 7 auf­ weisen. Die Leitbleche 8 sind oberhalb des Siebkorbes 7 angeordnet, in Richtung auf den Siebkorb 7 schräg abfal­ lend gerichtet und in ihrer Breite so dimensioniert, daß das vordere freie Ende der Leitbleche 8 die Längswandun­ gen des Siebkorbes 7 geringfügig übergreift. In einer Längswandung des Behälters 2 ist eine Einsatzplatte 11 eingelassen, die auf ihrer der Behälterinnenseite abge­ wandten Seite Ultraschallgeneratoren 12 trägt.

Eine Stanzplatte 4, die auf einer Seite eine Zurichtung 4 a trägt, wird in den leeren Behälter 2 eingesetzt und über die untere Halterung 6 und obere Halterung 5 im Be­ hälter 2 gelagert. Dabei erfolgt Einsatz und Lagerung der Stanzplatte 4 dergestalt, daß die Zurichtung 4 a der Einsatzplatte 11 mit den Ultraschallgeneratoren gegen­ überliegt. Darauf wird der Behälter 2 über den Zulauf 9 gefüllt, bis das inkompressible Medium einen Niveau­ stand 13 erreicht hat, der die obere Kante der Stanz­ platte 4 überdeckt. Im vorliegenden Beispiel der Delami­ nation einer Stanzplatte 4, deren Zurichtung 4 a mittels eines wasserunlöslichen Klebers aufgebracht ist, wird der Behälter mit einer Ätznatron enthaltenden alkali­ schen Lösung gefüllt, die eine Temperatur von 80 bis 85°C aufweist. Nach Füllung des Behälters 2 auf genann­ ten Niveaustand 13, wird die Zufuhr über den Zulauf 8 abgestellt und es werden die Ultraschallgeneratoren 12 eingeschaltet. Unter Einwirkung der Ultraschallwellen wird die Bindungswirkung der Klebstoffmoleküle aufgeho­ ben und die Zurichtung 4 a löst sich von der Stanzplatte 4 und fällt in Richtung auf den Siebkorb 7 ab. Dabei wird die abfallende Zurichtung 40 von den Leitblechen 8 in den Siebkorb 7 geleitet, so daß eine Verschmutzung der Lösung durch die Zurichtung 4 a weitgehend ausge­ schlossen ist. Nachdem die Zurichtung 4 a von der Stanz­ platte 4 gelöst und in dem Siebkorb 7 aufgenommen ist, werden die Ultraschallgeneratoren abgeschaltet und an­ schließend wird die Lösung über den Ablauf 10 aus dem Behälter 2 in einen nicht gezeigten Vorratsbehälter ab­ geleitet. Nach Öffnung des Verschlusses 3 und Entnahme der Stanzplatte 4 wird der Siebkorb 7 dem Behälter 2 zu Reinigungszwecken entnommen, wiedereingesetzt und die Vorrichtung 1 ist wieder betriebsbereit.

Die Trennung unter Einwirkung von Ultraschallwellen kann auch erfolgen, indem die Lösung im Kreislauf über den Zulauf 9, Ablauf 10 und einen nicht gezeigten Vorratsbe­ hälter gehalten wird. Diese Verfahrensweise ist vorteil­ haft, wenn auf den Wärmeinhalt der Lösung Einfluß zu nehmen ist. Zu diesem Zwecke sind in ein nicht gezeigtes Rohrsystem Heiz- bzw. Kühleinrichtungen vorzusehen, vor­ zugsweise Durchlaufeinrichtungen einzusetzen. Auch kön­ nen Zulauf 8 und Ablauf 9 zur Einleitung von Kühlwasser, in separatem Kreislauf geführt, dienen, wenn nach Aus­ trag der Lösumg aus dem Behälter 2, Wasser zur Kühlung der Stanzplatte 4, die aufgrund der zusätzlich ent­ stehenden Prozeßwärme eine Temperatur von bis 90°C er­ reichen kann, eingeleitet werden soll.

Claims (6)

1. Verfahren zum Delaminieren von Laminaten deren Lagen mittels eines Klebers miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß Laminate in ein inkompressibles Medium einge­ bracht und auf das inkompressible Medium Ultra­ schallwellen zur Einwirkung gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inkompressible Medium Wasser ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inkompressible Medium eine Ätznatron ent­ haltende alkalische Lösung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätznatron enthaltende alkalische Lösung auf eine Wasserstoffionenkonzentration (ph Wert) von 10 bis 16, vorzugsweise von 12 bis 14, eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das inkompressible Medium auf einer Temperatur von 60 bis 95°C, vorzugsweise 75 bis 85°C, gehalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das inkompressible Medium Ultraschallwellen in einem Frequenzbereich von 15 000 Hertz bis 50 000 Hertz, vorzugsweise 25 000 Hertz bis 38 000 Hertz, zur Einwirkung gebracht wer­ den.