DE69317715T2

DE69317715T2 - Verfahren zur Wiedergewinnung eines mit einer Lackschicht beschichteten Kunststoffgegenstandes

Info

Publication number: DE69317715T2
Application number: DE69317715T
Authority: DE
Inventors: Shigeki Inoue; Mitsuo Nagai; Kazuyuki Nakamura; Tadamoto Sakai; Fumiaki Tsuda
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2013-07-08
Also published as: EP0584501B1; EP0584501A1; DE69317715D1; JP3025774B2; JPH0623748A; US5443772A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts, z. B. einer Stoßstange eines Kraftfahrzeugs, mit einem auf dessen Oberfläche aufgetragenen Lackfilm. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts durch Erzeugen eines Kunststoffkärpers unter Abtrennen eines gehärteten Lackfilms von der Oberfläche des Kunststoffkärpers.

Stand der Technik

Kunststoffprodukte weise im allgemeinen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf.
Wegen guter Korrosionsbeständigkeit können Kunststoffprodukte bei der Abfallbehandlung (nur) mit Schwierigkeiten in natürliche Materialien zurückverwandelt werden und können daher Umweltprobleme erzeugen, wenn sie unbehandelt bleiben. Da Ressourcen begrenzt sind, müssen sie wirksam genutzt werden. Es ist daher wünschenswert, daß Kunststoffabfall gesammelt und rückgewonnen wird.
Für den Fall, daß ein Kunststoffprodukt aus einem einzigen Material besteht, ist das Kunststoffprodukt vergleichsweise einfach wiederzuverwenden, da ein derartiges Produkt gesammelt und aufgeschmolzen und dann pelletisiert werden kann. Besteht jedoch ein Kunststoffprodukt aus einem Kunststoffkörper und anderen Harzarten, ist die Wiederverwendung des Produkts im allgemeinen beschränkt, da das Sammeln und Abtrennen der anderen Harzarten vom Kunststoffkörper schwierig ist. Die Gehäuse von Elektrogeräten sind z. B. aus einem Kunststoff gebildet und aus Designüberlegungen mit einer Vielzahl von Farben beschichtet. Es ist schwierig, von einem Kunststoffprodukt mit einem derartigen Lackfilm nur einen Kunststoffkörper zu sammeln.
Zur Bewältigung dieses Problems werden häufig Kunststoffprodukte mit einem Lackfilm ohne Abtrennung des gehärteten Lackfilms hiervon zerkleinert und mittels eines Extruders, einer Preßformeinrichtung oder dergleichen zu Rückgewinnungsprodukten geformt.
Ein Rückgewinnungsverfahren, das eine Abtrennung und Entfernung des Lackfilms beinhaltet, wurde vor kurzem untersucht und es wurde ein Verfahren zur Abtrennung eines Lackfilms mittels eines organischen Lösungsmittels vorgeschlagen (vgl. "Plastverarbeiter", Bd. 42, Nr. 7, Juli 1991, 5. 51, 52). Das vorgeschlagene Verfahren umfaßt die Stufen: Zerkleinern eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm; Abtrennen des Lackfilms durch Eintauchen der zerkleinerten Teile in ein im wesentlichen aus einem organischen Salz oder dergleichen bestehendes Lösungsmittel; Abtrennen des Kunststoffkörpers von den zerkleinerten Teilen; Spülen des Kunststoffkörpers mit Wasser und Trocknen des gespülten Kunststoffkörpers; und Pelletisieren des auf diese Weise bearbeiteten Kunststoffkörpers mit einem Extruder oder dergleichen. Ein anderes Verfahren wird ebenfalls vorgeschlagen. Dieses Verfahren ist dadurch charakterisiert, daß es bewirkt, daß die zerkleinerten Teile mit einem im wesentlichen aus einem organischen Salz oder dergleichen bestehenden Lösungsmittel unter hohem Druck und hoher Temperatur in Kontakt kommen, wobei der Lackfilm chemisch zersetzt wird.
Das Verfahren zur Bildung eines rückgewonnenen Produkts mittels eines Extruders oder dergleichen durch direktes Zerkleinern eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm ohne Abtrennen des Lackfilms vom Kunststoffkörper ist insofern ökonomisch vorteilhaft, als nur die Zerkleinerung des gesammelten Kunststoffprodukts erforderlich ist.
Der Lackfilm oder die Farbe ist jedoch mit den zerkleinerten Teilen vermischt. Dies verleiht dem gebildeten rückgewonnenen Produkt eine geringere Qualität und begrenzte Anwendungsmöglichkeiten.
Zur Bewältigung dieses Problems wird der Lackfilm vom geschmolzenen Kunststoff abgetrennt und entfernt, indem mehrere Siebe hoher Maschenzahl in Kombination in ein Ende des Extruders eingeführt werden. Ein derartiges Abtrenn- und Entfernungsverfahren ist bezüglich der Effizienz vorteilhaft. Die Verfügbarkeit von Sieben mit der gewünschten Maschenzahl ist jedoch begrenzt. Infolgedessen bleiben Filmteile, die feiner als die verfügbaren Maschen sind, dennoch zurück, wodurch das Aussehen des gebildeten Produkts minderwertig ist. Darüber hinaus macht das Gemisch mit fremdem Material, wie den Lackfilmteilen, das gebildete aufbereitete Produkt bezüglich der Festigkeit unzureichend, was durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung verifiziert wurde. Daher sind die Anwendungsmöglichkeiten von mittels der genannten Verfahren wiedergewonnenem aufgearbeitetem Kunststoff, z. B. auf die Herstellung von Bänken in Parks, von Zäunen und Pflastersteinen, beschränkt.
Zur Überwindung der geringen Qualität und der begrenzten Verwendung wurden nicht nur Versuche unternommen, den Lackfilm zu Größen geringer als 10 pm zu pulverisieren, sondern auch den Mischungsanteil des Lackfilms in dem aufbereiteten Kunststoff zu verringern. Die Ergebnisse sind jedoch nicht zufriedenstellend. Selbst bei einem Kunststoffprodukt, wie der Stoßstange eines Kraftfahrzeugs, dessen Filmmischungsanteil etwa 2 Gew.-% - ein relativ geringer Wert - beträgt, ist die Zugabe von 80 bis 90 % von neuem Kunststoff pro Stoßstange zur Verringerung des Filmmischungsanteils erforderlich; ansonsten erfüllt das gebildete rückgewonnene Produkt weder die Qualitätsansprüche, noch ist ein derartiges Produkt praktisch anwendbar. Selbst bei Verwendung einer Knetscheibe oder einer reversiblen Schnecke zur Verbesserung des Knetens oder bei Verwendung von Sieben zur Filtration zur Bildung von noch feineren Lackfilmstücken und eines geringen Mischungsanteils, ist es äußerst schwierig, die Lackfilmstücke zu Größen von unter 10 um zu pulverisieren. Infolgedessen müssen einige praktische Probleme gelöst werden.
Das Verfahren der Abtrennung des Lackfilms mittels eines organischen Lösungsmittels ermöglicht eine Abtrennung des Kunststoffkörpers, ist jedoch mühsam, da der Lackfilm nach dem Aufquellen durch ein Lösungsmittel, wie ein organisches Salz, abgekratzt werden muß. Darüber hinaus erfordert dieses Verfahren nicht nur hohe Kosten zur Behandlung des Abfallösungsmittels zur Verhinderung von Umweltverschmutzung, sondern auch eine große Menge Wasser zum Spülen des Kunststoffs und es ist hierbei wahrscheinlich eine große Ausrüstung beteiligt. Der Lackfilm wird im Lösungsmittel ohne Schwierigkeiten vom Kunststoffkörper abgetrennt. Da jedoch die relative Dichte des Lackfilms und des Kunststoffkörpers größer als die des Lösungsmittels sind, setzen sich der Lackfilm und der Kunststoffkörper miteinander ab. Infolgedessen ist des äußerst schwierig, aus dem sowohl den Lackfilm als auch den Kunststoffkörper enthaltenden Lösungsmittel nur den Kunststoffkörper mit einem entsprechenden Genauigkeitsgrad abzutrennen. Ein Vermischen der Lackfilmteile mit dem Kunststoffkörper ist unvermeidlich, wodurch das rückgewonnene Produkt, selbst wenn beim Rückgewinnungsverfahren das organische Lösungsmittel verwendet wird, eine geringe Qualität erhält.
Das Verfahren der chemischen Zersetzung des Lackfilms durch Erhöhen von Temperatur und Druck eines Autoklaven macht eine Abtrennung des Kunststoffkörpers allein bei wirksamer Zersetzung des Lackfilms möglich (vgl. "Plastverarbeiter", Bd. 42, Nr. 7, Juli 1991, S. 51, 52). Das Verfahren beinhaltet jedoch auch eine große Ausrüstung, erfordert hohe Kosten bei der Behandlung der Abfallösung und ist für eine vollständige Zerset zung des Lackfilms zeitaufwendig. Darüber hinaus macht der Chargenbetrieb das Verfahren weniger produktiv. Der abgetrennte Kunststoffkörper muß zur Entfernung des anhaftenden Lösungsmittels gewaschen und anschließend durch einen Extruder pelletisiert werden, wodurch das Verfahren kompliziert und ineffizient wird.
EP-A-0547249, das gemäß Artikel 54(3) und (4) EPÜ für die benannten Staaten DE, GB als Dokument des Standes der Technik anzusehen ist, beschreibt ein Verfahren zur Regenerierung von beschichteten Kunststoffabfällen zur Herstellung einer regenerierten Harzzusammensetzung zum Spritzgießen, bei dem mit einem Urethanfilm oder einem Aminoharzfilm beschichtete Kunststoffabfälle in ein Behandlungsmittel eingetaucht oder mit dem Dampf eines Behandlungsmittels in Kontakt gebracht und einer Hydrolysebehandlung des Überzugsfilms unterzogen werden, nachdem diese auf eine Temperatur unter oder über den Schmelzpunkten der Kunststoffabfälle erhitzt wurden. Bei einer derartigen Hydrolysebehandlung wird der Überzugsfilm depolymerisiert, in feine Körnchen umgewandelt und gleichmäßig im Ausgangskunststoffmaterial dispergiert. Die auf diese Weise regenerierte Harzzusammensetzung zum Spritzgießen ist mit einer unbeschichteten regenerierten Zusammensetzung bezüglich der mechanischen Eigenschaften vergleichbar und kann dadurch dank einer nicht aufgetretenen Verringerung der Schlagzähigkeit, die bei üblichem regenerierten Kunststoffmaterial auftritt, auf den verschiedensten Gebieten eingesetzt werden. Darüber hinaus kann der Behandlungsprozess vereinfacht werden, da es nicht nötig ist, den Überzugsfilm während des Regenerationsprozesses abzuziehen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wurde zur Lösung der genannten Probleme erarbeitet. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgemäß die Bereitstellung eines Verfahrens zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm, das den Kunststoff aus dem Kunststoffprodukt mit dem Lackfilm in hoher Qualität sowie kostengünstig rückgewinnen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung für die benannten Staaten DE, GB wird daher
ein Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm, umfassend die Stufen:
Herstellen zerkleinerter Teilchen durch Zerkleinern eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm zu Teilchen einer vorgegebenen Größe;
Zuführen der zerkleinerten Teilchen zu einem Schneckenextruder;
Durchkneten und Aufschmelzen der zerkleinerten Teilchen unter Zufuhr von Wasser oder einer wäßrigen alkalischen Lösung; und
Gewinnen eines Kunststoffs durch Austragen eines durch Zersetzung des Lackfilms entstandenen Gases und von Wasserdampf im Schneckenextruder durch Zwangsabsaugen, bereitgestellt.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren für die benannten Staaten FR, IT wird
ein Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm, umfassend die Stufen:
Herstellen zerkleinerter Teilchen durch Zerkleinern eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm zu Teilchen einer vorgegebenen Größe;
Zuführen der zerkleinerten Teilchen zu einem Schneckenextruder;
Durchkneten und Aufschmelzen der zerkleinerten Teilchen unter Zufuhr von Wasser oder einer wäßrigen alkalischen Lösung und
Gewinnen eines Kunststoffs durch Austragen eines durch Zersetzen des Lackfilms entstandenen Gases und von Wasserdampf,
bereitgestellt.
Ferner werden bei dem Verfahren vorzugsweise die Prozesse Verkneten der zerkleinerten Teilchen unter Zufuhr von Wasser und Austragen des durch Zersetzen des Lackfilms entstandenen Gases und des Wasserdampfs zweimal oder mehrere Male im Schneckenextruder wiederholt.
Ferner umfaßt das Verfahren vorzugsweise die Stufen: Abtrennen des Lackfilms vom Kunststoffkörper unter Zufuhr von Wasser zu dem mittels des Schneckenextruders verkneteten und aufgeschmolzenen Kunststoffprodukt mit dem Lackfilm, Zersetzen des abgetrennten Lackfilms unter Zufuhr von Wasser zu dem mittels des Schneckenextruders verkneteten und aufgeschmolzenen Kunststoffprodukt mit dem Lackfilm und Vergasen des zersetzten Lackfilms unter Zufuhr von Wasser zu dem mittels des Schneckenextruders verkneteten und aufgeschmolzenen Kunststoffprodukt mit dem Lackfilm.
Ferner werden beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise (für die benannten Staaten FR, IT) das durch Zer setzen des Lackfilms entstandene Gas und der Wasserdampf im Schneckenextruder durch Zwangsabsaugen ausgetragen.
Ferner umfaßt das Verfahren vorzugsweise die Stufen: Eintauchen der zerkleinerten Teilchen H oder in In-Kontakt-Bringen der zerkleinerten Teilchen in bzw. mit einer Ethanollösung und anschließendes Zuführen der derart behandelten zerkleinerten Teilchen H zu dem Schneckenextruder.
Ferner werden vorzugsweise bei dem Verfahren die zerkleinerten Teilchen durch Zerkleinern der Stoßstange eines Kraftfahrzeugs erhalten, wobei die Stoßstange aus einem thermoplastischen Harz besteht und einen Lackfilm aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist die partielle Vorderansicht einer in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendeten Rückgewinnungsvorrichtung im Querschnitt;
Fig. 2 ist ein Infrarotabsorptionsspektrogramm eines Lackfilms vor der Zersetzung des Films;
Fig. 3 ist ein Infrarotabsorptionsspektrogramm von Komponenten, die in einem aus einem Abluftrohr erhaltenen Zersetzungsgas enthalten sind;
Fig. 4 ist die Photomikrographie eines Kunststoffkörpers, der an einer Schnecke bei Punkt 9 des Abluftrohrs haftete; und
Fig. 5 ist eine Photomikrographie eines Kunststoffkörpers, der an der Schnecke bei Punkt 9' des Abluftrohrs haftete.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung beinhaltet die Verwendung eines Zerkleinerungsgeräts, eines Extruders u. dgl. Das Zerkleine rungsgerät ist in den Zeichnungen nicht angegeben, da ein übliches Gerät verwendet werden kann. Da rückgewonnener Kunststoff vorzugsweise pelletisiert wird, ist der in der Ausführungsform verwendete Extruder mit einer Schneidevorrichtung, einem Trockner u. dgl. versehen.
Ein beispielhafter Extruder und dessen Zubehör, die in den erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwendet werden, werden mit Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Eine erfindungsgemäße Rückgewinnungsvorrichtung R umfaßt: einen Extruder 1, eine Wägezufuhrvorrichtung 10 zur Zufuhr von zerkleinerten Kunststoffteilchen zum Extruder in einer vorgegebenen Menge; eine Schneidevorrichtung 20, eine Trockenvorrichtung 30, ein Rüttelsieb 40, einen Aufbewahrungstank 50 u. dgl., die zusätzlich auf der Auslaßseite des Extruders 1 bereitgestellt sind.
Der Extruder 1 besitzt: einen bekannten Zylinder 2 mit einer auf dessen Außenfläche angeordneten Heizvorrichtung; und eine Schnecke 3, die zum Drehen im Inneren des Zylinders 2 angetrieben wird. In einem auf der Einlaßseite des Zylinders 2 angeordneten Gehäuse befindet sich ein Reduziermechanismus 4. Die Schnecke 3 wird mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch z. B. einen Elektromotor 5 über den Reduziermechanismus 4 angetrieben.
Auf der Einlaßseite des Zylinders 2 befindet sich ein Trichter 6 zum Einfüllen der zerkleinerten Teilchen in den Zylinder 2, während sich auf der Auslaßseite und zwischen einer größeren Zahl von (später beschriebenen) Abluftöffnungen eine größere Zahl von Zuführungsrohre 7, 7' zur Zufuhr einer Flüssigkeit, wie Wasser, einer wäßrigen alkalischen Lösung oder dergleichen, befinden. Die Zuführungsrohre 7, 7' sind mit Rückschlagventilen 8, 8' versehen, so daß die Flüssigkeit nur durch Druck in den Zylinder 2 eingespeist wird.
Auf der Auslaßseite des Zylinders 2 befinden sich eine größere Zahl von Abluftöffnungen, die Abluftrohre 9, 9 aufweisen. Diese Abluftrohre 9, 9 sind in entsprechender Weise mit einer Vakuumquelle verbunden.
Die Wägezufuhreinheil 10 umfaßt einen Trichter 11 und eine Schneckenfördereinrichtung 12. Wird die Schneckenfördereinrichtung 12 durch einen Motor 13 angetrieben, werden die in dem Trichter 11 enthaltenen zerkleinerten Teilchen H über ein Beschickungsrohr 14 in den Zylinder 2 derart eingetragen, daß die Menge der zerkleinerten Teilchen H entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 13 gesteuert wird.
Die Schneideeinheit 20, die in Fig. 1 nicht detailliert angegeben ist, ist so ausgestaltet, daß der aus dem Extruder 1 extrudierte Kunststoff durch Schneiden zu Teilen einer vorgegebenen Größe unter Kühlen des Kunststoffs mit Kühlwasser pelletisiert wird. Die Schneideeinheit 20 weist ein durch einen Motor 21 in Drehung versetztes Schneidemesser auf. Die durch die Schneideeinheit 20 hergestellten Pellets werden durch eine Rinne oder Luftrinne 22 zusammen mit dem Kühlwasser zur unteren Seite der Trockeneinheit 30 transportiert.
Die Trockeneinheit 30 besteht aus einem Zentrifugaldehydratationstrockner mit einem in Längsrichtung zylindrischen Gehäuse 31. Im Inneren des Gehäuses 31 befinden sich ein poröser Zylinder zur Dehydratation und Drehschaufeln 33, die von einem Motor 32 angetrieben werden. Die Pellets werden getrocknet und durch die Drehschaufeln 33 nach oben transportiert, während sie durch die Zentrifugalkraft an den porösen Zylinder gestoßen werden.
Das Rüttelsieb 40 weist einen von den Federn 41, 41 unterstützten Behälterkörper 42 auf. Ein Sieb mit einer vorgegebenen Maschengröße ist im Inneren des Körpers 42 austauschbar angeordnet. Außerhalb des Körpers 42 be 4 findet sich ein Vibrator. Eine Schütte 34 ist mit einem Ende des Behälterkörpers 42 durch ein Dämpfungsmaterial 43 verbunden. Ein Ende der Schütte 34 ist mit dem oberen Teil des Gehäuses 31 der Trockeneinheit 30 ver bunden. Das andere Ende des Behälterkörpers 42 ist mit einem Überleitungsrohr 44, z. B. einer Luftfördereinrichtung, in ähnlicher Weise durch ein Dämpfungsmaterial verbunden.
Wird der Behälterkörper 42 durch den Vibrator in Schwingungen versetzt, erfolgt ein Sieben der Pellets durch das Sieb und die Pellets bewegen sich von einer Seite zur anderen über das Sieb.
Der Aufbewahrungstank 50 weist eine bekannte Struktur auf. Oben auf dem Tank befindet sich das Überleitungsrohr 44 der Luftfördereinrichtung, während sich am unteren Ende des Tanks ein Schieberventil oder eine drehbare Austrageinheit 51 befindet.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Rückgewinnungsvorrichtung R wird nun anhand eines Falls, in dem ein aus Polypropylen bestehender Kunststoffkörper mit einer Urethanbeschichtung, z. B. die Stoßstange eines Automobils, aufgearbeitet wird, beschrieben.
Ein Kunststoffprodukt wird im voraus zerkleinert. Die zerkleinerten Teilchen H enthalten den aus Polypropylen bestehenden Kunststoffkörper und den auf der Oberfläche des Kunststoffkörpers aufgetragenen Urethanfilm. Die zerkleinerten Teilchen H werden in dem Trichter 11 der Wägezufuhreinheit 10 aufbewahrt. Dann wird die Schneckenfördereinrichtung 12 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch den Motor 13 angetrieben. Infolgedessen werden die zerkleinerten Teilchen H dem Trichter 6 des Extruders 1 vom Eintragrohr 14 derart zugeführt, daß die Menge der zerkleinerten Teilchen H entsprechend der Antriebsgeschwindigkeit der Schneckenfördereinrichtung 12 gesteuert wird.
Dann wird der Elektromotor 5 zum Antrieb der Schnecke 3 des Extruders 1 aktiviert. Die auf der Außenfläche des Zylinders 2 befindliche Heizvorrichtung wird angestellt. Die wäßrige alkalische Lösung wird aus dem Zuführungsrohr 7 zugeführt. Die Belüftungsrohre 9, 9' werden auf einen negativen Druck evakuiert.
Die dem Extruder 1 zugeführten zerkleinerten Teilchen H werden durch die Schnecke 3 stromabwärts transportiert. Während dieses Prozesses werden die zerkleinerten Teilchen H durch Wärme aus der Heizvorrichtung und durch Verkneten aufgrund des durch die Rotation der Schnecke 3 verursachten Scherens, Reibens u. dgl. aufgeschmolzen und verknetet. Die zerkleinerten Teilchen H werden auch mit der wäßrigen alkalischen Lösung verknetet. Die zerkleinerten Teilchen werden unter derart hoher Temperatur und derart hohem Druck aufgeschmolzen.
Andererseits wird der Film nicht nur vom Kunststoffkörper aufgrund der Erhöhung der Scherkraft, der Reibungskraft u. dgl. durch die Rotation der Schnecke 3 abgetrennt, wobei der Kunststoff beim Schmelzprozeß hochviskos ist, sondern auch mechanisch pulverisiert. Infolgedessen wird der Film durch die wäßrige alkalische Lösung von dem äußeren Umfang her zersetzt und anschließend vergast bzw. in den gasförmigen Zustand überführt. Ferner wird bei der Verdampfung der wäßrigen alkalischen Lösung im Kunststoff die Wärme des Kunststoffs als latente Verdampfungswärme freigesetzt. Dies verringert die Temperatur des Kunststoffs und erhöht wiederum die Viskosität des geschmolzenen Kunststoffkörpers, wodurch die Scherkraft, die Reibungskraft u. dgl. erhöht und die Pulverisierung des bisher noch nicht zersetzten Films gefördert werden. Infolgedessen wird der Film so feiner, daß er im geschmolzenen Kunststoff dispergiert wird. Beim Pulverisieren des Films zu feinen Teilchen steigt dessen Gesamtoberfläche Dies erhöht die Berührungseffizienz zwischen den Filmteilen und der wäßrigen alkalischen Lösung, wodurch der Zersetzungseffekt erhöhl wird. Das Zersetzungsgas und die in den gasförmigen Zustand überführte wäßrige alkalische Lösung werden aus dem Abluftrohr 9 abgelassen. In ähnlicher Weise wird die wäßrige alkalische Lösung von dem Zuführungsrohr 7' zugeführt. Die Filmteile werden wiederum durch mechanische Pulverisierung und Zersetzung durch die wäßrige alkalische Lösung vergast und das Zersetzungsgas wird aus dem Abluftrohr 9' ausgetrieben. Der gleiche Prozeß wird wiederholt.
Die Filmteile werden durch mechanisches Pulverisieren feiner gemacht und schließlich durch Zersetzung vom äußeren Umfang her vergast. Ein Teil der Filmstücke, die unzersetzt geblieben sind, werden im Kunststoff dispergiert, indem sie während des Knetens durch die Schnecke 3 zu noch kleineren Teilchen gemacht werden. Der Kunststoff, in dem die feineren Filmteilchen dispergiert sind, wird durch Mundstücke des Extruders 1 extrudiert.
Bei der Extrusion aus dem Extruder 1 wird der Kunststoff mit den darin dispergierten feineren Filmteilen durch die Schneideeinheit 20 in Pellets geschnitten, so daß die Pellets P erhalten werden. Die auf diese Weise gebildeten Pellets werden durch die Schütte 22 zum unteren Teil der Trockeneinheit 30 transportiert. Da die Drehschaufeln 33 durch den Motor 32 der Trockenem heit 30 angetrieben werden, werden die Pellets P im Gehäuse 31 aufwärts transportiert. Während dieses Prozesses werden die Pellets P einer Zentrifugaldehydratation unterzogen und danach durch die Schütte 34 dem Rüttelsieb 40 zugeführt. Die Pellets P werden während ihres Transports über das Sieb von einer Stelle zur anderen einer Sortierung unterzogen, wobei zu große oder kleine Pellets zurückgewiesen werden. Die nicht zurückgewiese nen Pellets stellen das rückgewonnene Produkt dar. Die Pellets des rückgewonnenen Produkts werden durch die Luftfördereinrichtung 43 zur Aufbewahrung in den Aufbewahrungstank 50 überführt.
Im folgenden werden Beispiele für die vorliegende Erfindung beschrieben.

Beispiel 1

Eine Stoßstange eines Automobils, die aus einem Polypropylenkunststoffkörper mit einem darauf befindlichen Urethanfum von etwa 40 bis 90 um Dicke bestand, wurde zerkleinert, so daß zerkleinerte Teilchen einer Seitenlänge von 10 mm oder geringer erhalten wurden.
Diese zerkleinerten Teilchen wurden einem Doppelschneckenextruder (ein Doppelschneckenextruder mit zusätzlich auf einem Zylinder eines Doppelschneckenextruders TEX44, hergestellt von The Japan Steel Works Co., Ltd., befindlichen Zufuhröffnungen für eine Flüssigkeit) in einer Menge von 15 kg pro h zugeführt.
Eine wäßrige alkalische Lösung, in der die Molkonzentration von Natriumhydroxid zwischen 0,025 und 0,25 lag, wurde dem Zylinder über die Flüssigkeitszufuhröffnung durch eine Pumpe zugeführt, so daß das Verhältnis wäßrige alkalische Lösung/zerkleinerte Teilchen H im Bereich von 0,5 bis 5 % lag.
Der Doppelschneckenextruder wurde betrieben, indem die Temperatur von dessen Heizvorrichtung auf 100 bis 200 ºC eingestellt wurde.
Im Inneren des Doppelschneckenextruders wurden die Urethanfilmteile von ihrem Umfang her ausgehend zersetzt und durch mechanisches Pulverisieren zu noch feineren Teilchen geformt. Zur Bewertung des Grades, bis zu dem die Filmteile im Inneren des Doppelschneckenextruders zersetzt wurden, wurde eine Analyse an einer Probe, die durch Verfestigen einer zersetzten Komponente unter Einfangen eines Zersetzungsgases entlang der Leitung zum Absaugen des Gases vor dem Austragen über die Abluftrohre 9, 9' und raschem Kühlen des derart aufgefangenen Zersetzungsgases erhalten wurde, durchgeführt. Hierbei ergab sich, daß der Film vor der Zersetzung (siehe Fig. 2 bezüglich der Ergebnisse der Analyse) eine Urethanbindung, d. h. einen Bereich, der Diisocyanat und Polyol, die Hauptkomponenten des Films, vernetzte, enthielt, daß in den aus dem Abluftrohr erhaltenen Komponenten der Peak der Urethanbindung (beispielsweise 1076 cm&supmin;¹, 1220 cm&supmin;¹ und 1770 cm&supmin;¹) jedoch verschwand und ein CO&sub2; zuzuordnender spektraler Peak (beispielsweise 2350 cm&supmin;¹) beobachtet wurde. Dadurch wurde daher verifiziert, daß der Film in Polyol und primäres Amin oder Diamin zersetzt worden war (siehe Fig. 3 bezüglich der Ergebnisse der Analyse). Es wird daher angenommen, daß die organischen Komponenten im Film durch Zersetzung zu kleinen Molekülen zerlegt wur den und daß die auf diese Weise aufgearbeiteten organischen Komponenten durch Wärme vergast und zusammen mit der in den gasförmigen Zustand überführten wäßrigen alkalischen Lösung aus dem Abluftrohr ausgetragen wurden. In dem Falle, daß zerkleinerte Teilchen, die den Kunststoffkörper und den Film in einem Anteil von etwa 2 Gew.-% (ersterer bezogen aufletzteren) enthielten, in einer Menge von 15 kg pro h dem Extruder zugeführt wurden, betrug das Gewicht der aus dem Abluftrohr 9 gesammelten Zersetzungskomponenten etwa 1,5 g pro min und der aus dem Abluftrohr 9' gesammelten Komponenten etwa 1,2 g pro min. Es wurde verifiziert, daß das Gesamtgewicht der gesammelten Substanz etwa ½ des Gewichts des Films ausmachte. Während die gesammelte Substanz aus einem nach dem genannten Verfahren gebildeten Feststoff bestand, betrug die Temperatur des durch die an die Sammelpunkte anschließenden Rohre strömenden Gases 100 ºC oder mehr und die in dem aus dem Extruder ausgetragenen Gas enthaltenen Zersetzungskomponenten konnten nicht zu 100 % verfestigt werden. Es wird daher angenommen, daß das Gewicht der tatsächlich ausgetragenen Zersetzungskomponenten mehr als die genannte Zahl betrug. Es ist begreiflich, daß der zersetzte Film aus dem Kunststoffprodukt durch Wiederholen des Prozesses der Zufuhr und des Austrags der wäßrigen alkalischen Lösung auf diese Weise weiler entfernt werden kann. Zur Verifizierung, daß der Film aus dem Kunststoffprodukt tatsächlich entfernt wurde, wurde die Rotation der Extruderschnecke gestoppt; der an der Schnecke in der Nähe der Abluftrohre 9 und 9' haftende Kunststoff wurde unter Verwendung der Abluftöffnungen entnommen; der Kunststoff wurde mittels einer heizbaren Presse bei 200 ºC zu einem Film ausgebildet und gekühlt; dieser Kunststoffilm wurde mittels eines optischen Mikroskops bei einer 20fachen Vergrößerung betrachtet. Hierbei zeigte sich, daß die Filmteile in dem in der Nähe des Abluftrohrs 9 von der Schnecke gesammelten Kunststoff (Fig. 4) derart waren, daß ihre Seitenlänge 50 um oder weniger betrug, während die zerkleinerten Teilchen vor der Zufuhr zum Extruder Filmteile von 10 bis 5 mm im Quadrat aufwiesen. Ferner wurde verifiziert, daß die Filmteile in dem in der Nähe des Abluftrohrs 9' von der Schnecke gesammelten Kunststoff (Fig. 5) derart waren, daß ihre Seitenlänge 20 um oder weniger betrug. Aufgrund dieses Ergebnisses und des im vorhergehenden angegebenen Gewichts des zersetzten Films in dem über die Abluftrohre gesammelten Zersetzungsgas kann man annehmen, daß der Film durch Zersetzung und Pulverisieren feiner sowie zu einem Zersetzungsgas gemacht und zusam men mit der in den gasförmigen Zustand überführten wäßrigen alkalischen Lösung, die ausgetragen wurde, von dem Kunststoff entfernt wurde.
Ferner wurde das im folgenden angegebene Experiment getrennt zur Verifizierung der Zersetzbarkeit des Urethanfilms durchgeführt. Ein Film und eine wäßrige alkalische Lösung wurden in einen Autoklaven eingetragen und bei hoher Temperatur gemischt. Da das Innere des Autoklaven beheizt wurde, nahm der Druck ebenfalls zu. Infolgedessen verschwand der Film in Form eine Films vollständig. Aus einer an dem Rest im Autoklaven durchgeführten Analyse ergab sich, daß nur ein Rest in Form eines feinen Pulvers, bei dem die Urethanbindung im Film verschwunden war (ähnlich dem Ergebnis der Analyse von Fig. 2), und im Film enthaltene anorganische Substanzen erhalten wurden. Dies führte die Erfinder der vorliegenden Erfindung zu der Annahme, daß der Film thermisch zersetzt und hydrolysiert war. Es wird daher die Hypothese aufgestellt, daß eine ähnliche Reaktion oder ein ähnliches Verhalten beim Doppelschneckenextruder stattfindet, wobei sich etwa das folgende ergibt. Die Wärme aus der Heizvorrichtung und Wärme von Scheren, Reiben u. dgl., die durch die Rotation der Schnecke verursacht werden, schmelzen und verkneten den Kunststoffkörper aus Polypropylen. Ein derartiges Schmelzen pulverisiert den Urethanfilm. Die pulverisierten Urethanfilmteile werden nicht nur mit der wäßrigen alkalischen Lösung bei hoher Temperatur und hohem Druck verknetet und pulverisiert, sondern auch durch Zersetzung von ihrem äußeren Umfang her vergast, wobei noch feinere Filmteile entstehen. Das aus dem Zersetzungsgas und der in den gasförmigen Zustand überführten wäßrigen alkalischen Lösung gebildete Gas wird aus den Abluftrohren ausgetragen. Das Pulverisieren und die Zersetzung des Films kann durch Wiederholen dieser Arbeitsweise gefördert werden.
Demgemäß wurde der Film nicht nur durch einerseits mechanisches Zerkleinern in kleine Teile zerlegt, sondern andererseits auch pulverisiert, zersetzt und durch chemische Vergasung entfernt. Die unzersetzt gebliebenen Filmteile und die nicht zersetzbaren anorganischen Substanzen wurden durch die Schnecken des Doppelschneckenextruders in dem Kunststoff in einer Größe von 10 um oder weniger gleichförmig dispergiert. Der Kunststoff, in dem die feinen Filmteile dispergiert sind, wird durch die Mundstücke des Extruders extrudiert.
Der extrudierte Kunststoff wurde pelletisiert und getrocknet, wobei ein rückgewonnener Kunststoff erhalten wurde.
Eine an dem in Beispiel 1 durchgeführten rückgewonnenen Kunststoff durchgeführte Analyse ergab, daß etwa 80 % des Films entfernt war, und der Anteil des in dem rückgewonnenen Polypropylenkunststoff enthaltenen Urethanfilms 0,5 % oder weniger betrug.
Der rückgewonnene Kunststoff wurde zu einer tafelförmigen Gestalt geformt und betrachtet. Aus der Beobachtung ergab sich, daß ein keinen restlichen Film enthaltender Kunststoff hoher Qualität rückgewonnen wurde. Die Schlagzähigkeit des durch Wiederaufarbeitung der Stoßstange eines Kraftfahrzeugs erhaltenen Kunststoffs ohne Entfernen des Urethanfilms betrug 50 bis 60 % der Schlagzähigkeit des Polypropylenkunststoffs, die 100 % betrug, während die Schlagzähigkeit des in Beispiel 1 erhaltenen Rückgewinnungsprodukts etwa 90 % betrug.

Beispiel 2

Es wurden Experimente bezüglich der Wirkung von zugesetztem Wasser zur Verifizierung der Wirkung einer Vorbehandlung und des Einflusses der Heiztemperatur des Zylinders durchgeführt.
Bei Durchführung eines Experimentes unter Zugabe von Wasser anstelle einer wäßrigen alkalischen Lösung wurde im wesentlichen das gleiche Ergebnis erhalten. Der Grund hierfür ist vermutlich, daß das zugesetzte Wasser sich in gleicher Weise wie die Feuchtigkeit der wäßrigen alkalischen Lösung verhält. Das heißt, bei Zugabe von Wasser verdampft die Feuchtigkeit aus dem geschmolzenen Kunststoff. Zum Zeitpunkt der Verdampfung wurde die Wärme des Kunststoffs im Inneren des Doppelschneckenextruders als latente Verdampfungswärme unter Abkühlen des Kunststoffs entfernt. Infolgedessen nahm die Viskosität des geschmolzenen Kunststoffs zu und die durch die Rotation der Schnecken verursachte Scher- und Reibungskraft u. dgl. nahmen zu, wobei nicht nur das Pulverisieren des Urethanfilms und dessen Vergasung durch Zersetzung gefördert wurden.
Die zerkleinerten Teilchen wurden vor der Zufuhr zu dem Doppelschneckenextruder in eine Ethanollösung eingetaucht und wie zuvor getestet, wobei jedoch Wasser anstelle der wäßrigen alkalischen Lösung verwendet wurde. Im Hinblick auf die Abtrennung und Zersetzung des Urethanfilms wurden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie im Falle der Entfernung des Urethanfilms als Zersetzungsgas während der Zufuhr der wäßrigen alkalischen Lösung zum Extruder und der Zersetzung, Pulverinsierung und dem Austrag des Urethanfilms erhalten. Die Wirkung bezüglich Abtrennung und Zersetzung war maximal, wenn die zerkleinerten Teilchen dem Doppelschneckenextruder unmittelbar oder innerhalb von 1 bis 2 h nach dem Herausnehmen aus der Ethanollösung zugeführt wurden. Der Effekt verschlechterte sich, wenn die Zeit nach dem Herausnehmen der zerkleinerten Teilchen 1 d oder mehr betrug.
Der Schmelzpunkt des Kunststoffs betrug aufgrund einer Differentialthermoanalyse 163 bis 164 ºC. Der rückgewonnene Kunststoff wurde durch Einstellen der Heiztemperatur der Heizvorrichtung des Doppelschneckenextruders auf etwa den genannten Schmelzpunkt oder darunter auf 100 - 170 ºC erhalten. Die Oberfläche des rückgewonnenen Kunststoffs war gut. Der Grund liegt vermutlich darin, daß geringere Temperaturen zu einer Erhöhung des Knetwiderstands durch die Schnecken beitragen und daß eine derartige Zunahme des Knetwiderstands das Pulverisieren des Urethanfilms und dessen Vergasungdurch Zersetzung fördert.
Gemäß der Schilderung auf den vorhergehenden Seiten läßt sich die vorliegende Erfindung dadurch charakterisieren, daß sie kostengünstig aufgearbeiteten Kunststoff hoher Qualität liefert, wobei zerkleinerte Teilchen unter Zerkleinern eines einen Film aufweisenden Kunststoffprodukts zu Stücken einer vorgegebenen Größe erhalten, die zerkleinerten Teilchen zum Verkneten und Aufschmelzen einem Schneckenextruder zugeführt werden, der Film vom Kunststoffkörper getrennt wird, die Filmteile unter Zufuhr von Wasser zu dem Extruder pulverisiert und zersetzt und die hierbei entstandenen Gase ausgetragen werden.
Das heißt, daß die zerkleinerten Teilchen zum Zwecke des Verknetens und Aufschmelzens dem Schneckenextruder zugeführt werden. Da Verkneten und Aufschmelzen von einer Zufuhr von Wasser zu dem Extruder begleitet werden, wird der Film während dieses Verfahrens vom Kunststoffkörper abgetrennt und zu feineren Teilen pulverisiert. Der zu feineren Teilen pulverisierte Film wird dann von seinem Umfang ausgehend zersetzt und vergast und entfernt. Dies trägt zur Abnahme des absoluten Gehalts an dem Film in dem rückgewonnenen Kunststoff bei. Die unzersetzt gebliebenen Filmteile und anorganischen Substanzen werden in der Form eines feinen Pulvers gleichförmig dispergierl. Infolgedessen ist die Qualität des vom Schneckenextruder extrudierten rückgewonnenen Produkts hoch, dessen Erscheinungsbild nicht minderwertig und dessen Festigkeit ausreichend. Dadurch ist ein weiter Applikationsbereich für das rückgewonnene Produkt sichergestellt.
Ferner ist das Verfahren der Herstellung zerkleinerter Teilchen durch Zerkleinern eines einen Film aufweisenden Kunststoffprodukts zu Stücken einer vorgegebenen Größe ökonomisch, da ein derartiger Prozeß mit einer bekannten Zerkleinerungsvorrichtung durchgeführt werden kann. Die Verwendung des Extruders bei der Abtrennung des Films vom Kunststoffkörper, dem Zersetzen des gebildeten Films und Austragen des Zersetzungsgases des Films macht eine kontinuierliche Rückgewinnung möglich und effizient. Darüber hinaus kann ein von Umweltproblemen freies Verfahren erreicht werden, da kein Lösungsmittel verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die die Zugabe einer wäßrigen alkalischen Lösung beinhaltet, oder gemäß der Erfindung, die das Eintauchen oder Kontaktieren in bzw. mit einer ethanolischen Lösung bei der Vorbehandlung beinhaltet, wird die Zersetzung und Entfernung des Films zusätzlich zu den genannten Effekten weiter gefördert, wodurch ein rückgewonnener Kunststoff hoher Qualität erhalten werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm durch Herstellen zerkleinerter Teilchen durch Zerkleinern eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm zu Teilchen einer vorgegebenen Größe,

Zuführen der zerkleinerten Teilchen zu einem Schneckenextruder,

Durchkneten und Aufschmelzen der zerkleinerten Teilchen unter Zufuhr von Wasser oder einer wäßrigen alkalischen Lösung und

Gewinnen eines Kunststoffs durch Austragen eines im Schneckenextruder bei der Zersetzung des Lackfilms entstandenen Gases und Wasserdampfs durch Zwangsabsaugen.

2. Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm nach Anspruch 1, wobei das Verkneten der zerkleinerten Teilchen unter Wasserzufuhr und das Austragen des im Schneckenextruder durch Zersetzung des Lackfilms entstandenen Gases und Wasserdampfs durch Zwangsabsaugung im Inneren des Schneckenextruders 2- oder mehrmals wiederholt werden.

3. Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm nach Anspruch 1, bei welchem zusätzlich folgende Stufen durchgeführt werden:

Abtrennen des Lackfilms vom Kunststoffkörper unter Zufuhr von Wasser zu dem Kunststoffprodukt in Form von mit Hilfe des Schneckenextruders verkneteten und aufgeschmolzenen zerkleinerten Teilchen,

Zersetzen des abgetrennten Lackfilms unter Zufuhr von Wasser zu dem Kunststoffprodukt im Form von mit Hilfe des Schneckenextruders verkneteten und aufgeschmolzenen zerkleinerten Teilchen und

Vergasen des zersetzten Lackfilms unter Zufuhr von Wasser zu dem Kunststoffprodukt in Form von mit Hilfe des Schneckenextruders verkneteten und aufgeschmolzenen zerkleinerten Teilchen.

4. Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm nach Anspruch 2, bei welchem zusätzlich folgende Stufen durchgeführt werden:

Zersetzen des abgetrennten Lackfilms unter Zufuhr von Wasser zu dem Kunslstoffprodukt im Form von mit Hilfe des Schneckenextruders verkneteten und aufgeschmolzenen zerkleinerten Teilchen und

5. Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm nach Anspruch 1, bei welchem zusätzlich folgende Stufen durchgeführt werden:

Eintauchen oder Inkontaktbringen der zerkleinerten Teilchen in bzw. mit einer Ethanollösung und anschließendes Zuführen der derart behandelten zer kleinerten Teilchen zu dem Schneckenextruder.

6. Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm nach Anspruch 4, bei welchem zusätzlich folgende Stufen durchgeführt werden:

Eintauchen oder Inkontaktbringen der zerkleinerten Teilchen in bzw. mit einer Ethanollösung und anschließendes Zuführen der derart behandelten zerkleinerten Teilchen zu dem Schneckenextruder.

7. Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm nach Anspruch 1, wobei die zerkleinerten Teilchen durch Zerkleinern einer aus einem thermoplastischen Harz hergestellten und einen Lackfilm aufweisenden Stoßstange eines Kraftfahrzeugs gewonnen werden.

8. Verfahren zur Rückgewinnung eines Kunststoffprodukts mit einem Lackfilm nach Anspruch 6, wobei die zerkleinerten Teilchen durch Zerkleinern einer aus einem thermoplastischen Harz hergestellten und einen Lackfilm aufweisenden Stoßstange eines Kraftfahrzeugs gewonnen werden.