Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
F\u00fcr Teppichbodenabf\u00e4lle, bestehend aus einem Verbund von Kunststofffasern und Latexbinder bzw. Latexschaumr\u00fccken fehlen bisher hochwertige Verwertungsverfahren. Um die Kunststofffaser als den wertvollsten Teil des Teppichs von den anderen Teppichbodenbestandteilen zu trennen, k\u00f6nnen die selektiven Zerkleinerungseigenschaften von Hochdruckwasserstrahlen ausgenutzt werden. Ziel des Vorhabens ist es, unter Einsatz von Hochdruckwasserstrahlen (HDWS), ein Verfahren zu entwickeln und konstruktiv umzusetzen, mit dem Teppichabf\u00e4lle einer Wiederverwertung im Sinne der Kreislaufwirtschaft zugef\u00fchrt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDurch die Untersuchung der Verwertungsm\u00f6glichkeiten von Teppichfasern und R\u00fcckenbinder wurden notwendige Parameter f\u00fcr die Verfahrensf\u00fchrung ermittelt. Zeitgleich wurden Wirkmechanismen untersucht, die bei der selektiven Zerkleinerung von Stoffverbunden wirken, und in Bezug auf verschiedene Teppichkonstruktionen hin analysiert. Mit den gewonnenen Ergebnissen wurde die konstruktive Ausgestaltung von Versuchsanlagen festgelegt. Zur Dimensionierung der Komponenten wurden die notwendigen Teilfunktionen in Versuchsaufbauten erprobt. F\u00fcr die Verarbeitung von kompletten Altteppichb\u00f6den bzw. vorzerklei-nerter Altteppichbodenschnipsel sowie f\u00fcr Produktionsabf\u00e4lle in Form von Randstreifen wurden Konzepte ausgearbeitet. Hierf\u00fcr wurden Anlagen mit einer Arbeitsbreite von 1000 mm bzw. 140 mm gebaut und im Laborma\u00dfstab mit repr\u00e4sentativen Materialien getestet. Mit den dabei gewonnenen Fraktionen Faser- und Nichtfaserfraktionen wurden verschiedene Wege der Verwertung im Labor-, wie auch in Produk-tionsma\u00dfstab untersucht. Dadurch lie\u00dfen sich die Randparameter f\u00fcr die Verwertung der Fasern und der R\u00fcckenschicht verifizieren und der Verbrauch an Energie und Verbrauchsmitteln optimieren. Nach Ab-schluss dieser Arbeiten wurde mit einer \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Bewertung des Verfahrens der umweltrelevante Nutzen aufgezeigt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Mit dem entwickelten Hochdruck-Wasserstrahlverfahren ist eine vollst\u00e4ndige Trennung der Nichtfasermaterialien von den Teppichbodenfasern m\u00f6glich. REM-Aufnahmen haben gezeigt, dass die Fasern voll-st\u00e4ndig sauber sind und eine Fasersch\u00e4digung praktisch nicht auftritt. Die durchschnittliche Korngr\u00f6\u00dfe der Nichtfasermaterialien liegt bei 500\u00b5m. Die umfangreichen Versuche an verschiedenen Teppichkonstruktionen haben zu optimierten Verfahrensparametern gef\u00fchrt. Hierbei wurden, unterst\u00fctzt durch ma-thematische Betrachtungen, auch optimierte D\u00fcsenanordnungen und Bewegungsmuster entwickelt und erprobt. Im Rahmen einer Dissertation wurden aus diesen Ergebnissen die auftretenden Wirkmechanismen bei der Trennung von Faser-\/Nichtfaserverbunden modelliert. Die \u00dcbertragbarkeit des Verfahrens vom Teppichboden auf vergleichbare Faser-\/Nichtfaserverbunde ist gegeben. <\/p>\n
F\u00fcr eine gro\u00dftechnische Umsetzung des Verfahrens ist ein hoher Automatisierungsgrad anzustreben. Mit den entwickelten Anlagen ist dies sowohl f\u00fcr Randstreifen, wie auch f\u00fcr Altteppichb\u00f6den m\u00f6glich. Bei der Bearbeitung von Randstreifen bietet sich eine Bearbeitung direkt im Anschluss an die Produktion mit einer R\u00fcckf\u00fchrung der Faser- wie auch der Nichtfaseranteile in den Teppich-Herstellungsprozess an. Bei der Bearbeitung von Altteppichb\u00f6den bringt eine fl\u00e4chige Beschickung von Hand einige Vorteile gegen\u00fcber der automatischen Beschickung von vorzerkleinertem Material. F\u00fcr die gewonnenen Faser- und Nichtfaseranteile gibt es eine Vielzahl an gro\u00dftechnischen Einsatzm\u00f6glichkeiten mit entsprechendem Absatzpotential. So k\u00f6nnen aus den Teppichb\u00f6den mit ausreichend langen Fasern in einem einfachen Rei\u00dfprozess Einzelfasern gewonnen werden, die auf industriellen Anlagen zu Nadelvliesen verarbeitet werden k\u00f6nnen. Versuche zum Einsatz in faserverst\u00e4rktem Beton f\u00fchrten ebenfalls zu guten Ergebnissen. <\/p>\n
Im Hinblick auf eine hochwertige Verwertung von Altteppichb\u00f6den wird eine Einteilung in Fraktionen vor-geschlagen. PP-Nadelvliese werden nach einem Rei\u00dfprozess als Fasern verwertet, ebenso Tufting-Schlingen-Teppiche aus PA6 und PA6.6. Veloursteppiche aus PA6 eignen sich nicht f\u00fcr eine Verwertung als Faser, k\u00f6nnen aber einem Depolymerisationsschritt zugef\u00fchrt werden. Die Faseranteile aus PA6.6 Tufting-Veloursteppichen k\u00f6nnen gegebenenfalls nach einer Nasstrennung zu einem Regranulat verarbeitet werden. Das Trennverfahren arbeitet ohne den Einsatz von Chemikalien. Die Entstehung umwelt-relevanter Koppelprodukte beschr\u00e4nkt sich auf die Energiebereitstellung und das mit Reststoffen verschmutzte Abwasser. Eine Kreislauff\u00fchrung des Prozesswassers nach einer Filterung ist jedoch m\u00f6glich. Zur Trennung von Altteppichboden m\u00fcssen an Energie f\u00fcr die Erzeugung des Hochdruckwasserstrahls und den Betrieb der Maschinen 0,24 kWh\/kg aufgewendet werden. Somit werden 1,92 MJ verbraucht, um 1 kg Fasermaterial zu erhalten. Dem gegen\u00fcber steht der Brennwert von ca. 45 MJ\/kg. <\/p>\n
Die Kosten f\u00fcr den isoliert betrachteten Schritt der Trennung von Altteppichb\u00f6den mit HDWS in Faser- und Nichtfaseranteile in feuchter Form belaufen sich auf 115 DM\/t Altteppichb\u00f6den. Im Vergleich zur thermischen Verwertung im Zementwerk ist das Verfahren mit Hochdruckwasserstrahlen wirtschaftlicher, sobald der Erl\u00f6s aus dem Verkauf der Pellets aus Altteppichboden weniger als 105 DM \u00fcber dem Erl\u00f6s aus dem Verkauf der Faser- und Nichtfaserfraktion liegt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
\u00dcber das Projekt wurde in verschiedenen Publikationen und im Rahmen von Vortr\u00e4gen berichtet. Weiterhin wurde das Projekt im M\u00e4rz 1999 auf der Terratec einem breiten Publikum vorgestellt. Die jeweiligen Quellennachweise sind im Abschlussbericht verzeichnet. Weitere Ver\u00f6ffentlichungen sowie eine Verfahrensdemonstration sind in Vorbereitung.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Projektziele wurden erf\u00fcllt. Der Abschlussbericht dokumentiert die erreichten Ergebnisse ausf\u00fchrlich, einschlie\u00dflich der \u00f6konomischen Bewertung des Verfahrens. Es ist gelungen, das Verfahren konstruktiv f\u00fcr Teppichbodenrandstreifen, fl\u00e4chige Altteppichb\u00f6den und Altteppichbodenschnipsel im technischen Ma\u00dfstab umzusetzen. Als Verwertungsm\u00f6glichkeiten der Fasern bieten sich folgende M\u00f6glichkeiten an:<\/p>\n
\u00b7 Einsatz in Vliesstoffen (Teppichb\u00f6den, Schalld\u00e4mmvliese, Geotextilien);
\n\u00b7 Verwendung als Bindefaser (Faserbeton, faserverst\u00e4rkte Kunststoffe);
\n\u00b7 Thermoplastische Anendungen (Pressformteile, Compounds);
\n\u00b7 Neue Rohstoffe (Depolymerisation von PA).<\/p>\n
Das Verfahren wurde bereits diversen interessierten Firmen vorgestellt. Die bisherigen Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen stellen gute Umsetzungschancen in Aussicht. Eine Realisierung im industriellen Ma\u00dfstab sollte im n\u00e4chsten Schritt angestrebt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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