HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Wiederverwerten von Mehrschichtfolien. Die Mehrschichtfolien können
beispielsweise ein Milchkarton (Milchbehälter aus Papier), ein Kunstbeutel der zum
Verpacken verwendet wird, ein blockähnlicher Papierbehälter zum Verpacken von
Currysoße oder Eintopf, eine mehrschichtige Folie, die eine Aluminiumfolienschicht
beinhaltet und verwendet wird, um Papier für Schokoladentafeln zu Umhüllen,
sowie unterschiedliche Arten von Mehrschichtfolien sein, die aus mehreren
unterschiedlichen Materialien, wie etwa Papier, Aluminiumfolien und Kunststoffolien
bestehen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum getrennten Sammeln der Schichten, die eine Mehrschichtfolie
ausbilden, durch Abschälen und Trennen derselben voneinander. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Reproduzieren qualitativer hochwertiger Ursprungsmaterialien aus einer Masse der
Mehrschichtfolie, die eine Schicht aus Papier enthält (im folgenden Papierschicht
genannt).
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Mehrschichtfolie vereinigt das leichte Gewicht und die Eigenschaft der leichten
Verarbeitung von Papier mit den Wasserdichtigkeits- und Wärmeversiegelungseigenschaften
einer Kunststoffolie sowie den Gassperreigenschaften einer
Aluminiumfolie. Weiterhin wird die Mehrschichtfolie relativ einfach entsorgt,
nachdem die verwendet wurde. Aufgrund dieser Eigenschaften ist es sehr populär,
Gegenstände in einer Mehrschichtfolie zu verpacken, die unter Einsatz von
Laminier- und Beschichtungstechniken hergestellt wird. Ein Verpackungstyp, der weit
verbreitet verwendet wird, ist ein Papierbehälter mit einer Mehrschichtfolie (im
folgenden einfach Papierbehälter genannt), der aus Papierkarton besteht, der
zwischen Schichten einer Kunststoffolie sandwichartig angeordnet ist, wie es in Fig. 7
gezeigt ist. Der Papierbehälter dieser Art wird für die Aufbewahrung von Milch, etc.
verwendet. Ein weiterer Papierbehälter mit einer Mehrschichtfolie besteht aus
einem Papierkarton, bei dem beide Enden mit Aluminiumfolie überzogen und
Kunststoffolien anschließend auf die Aluminiumfolie laminiert sind. Diese Art von
Papierbehälter wird zum Aufbewahren haltbarer Milch, Fruchtsaft und dergleichen
verwendet. Selbst wenn lediglich die Milchverpackungen gezählt werden, werden in
Japan jeden Tag 9 Millionen oder mehr Verpackungen hergestellt.
Die oben erwähnten Verpackungsbehälter wurden vor der Verbrennung
normalerweise zusammen mit entflammbaren Abfällen entsorgt. Wie es oben erwähnt
wurde, beinhalten Mehrschichtfolien Schichten, die aus unterschiedlichen
Materialien bestehen, weshalb die einfache Verbrennung der Mehrschichtfolien giftige
Gase oder eine Umweltverschmutzung verursachen kann. Wenn die
weggeworfenen Mehrschichtfolien wiederverwertet werden könnten, würde dies zum Erhalt der
Umwelt beitragen, wie auch zum Erhalt natürlicher Ressourcen, die zur Neige
gehen.
Es ist jedoch schwierig, die oben erwähnten Mehrschichtfolien, die mehrere
unterschiedliche Materialschichten haben, wiederzuverwerten. Wenngleich die
Mehrschichtfolien, die Papierschichten beinhalten, bislang wiederverwertet wurden,
wurden Mehrschichtfolien, die viele unterschiedliche Materialschichten beinhalten,
bislang nicht wiederverwertet. In der Zwischenzeit werden Mehrschichtfolien, die
Papierschichten enthalten, in derselben Weise wiederverwertet, wie Papier
wiederverwertet wird und wie es unten beschrieben ist, weshalb man auf
unterschiedliche Probleme dem Wiederverwerten derartiger Mehrschichtfolien trifft.
Zu Beginn werden die Mehrschichtfolien, die Papierschichten enthalten zusammen
mit Wasser und Chemikalien einem Bad zugeführt, das Mischradschaufeln enthält.
Das Papier, das in den Mehrschichtfolien enthalten ist, wird im Wasser zerfasert
und die Fasern voneinander getrennt. Fremdsubstanzen werden aus einer
Suspension entfernt, in der das fasrige Papier als Mischung enthalten ist. Um das
Papier umfassender zu zerfasern, wird die Suspension in eine
Hochgeschwindigkeits-Zerfaserungsmaschine eingeleitet. Die auf diese Weise
zerfaserte Suspension durchläuft ein Maschenfilter, so daß die Kunststoffolie und die
Alumiumfolie aus der Suspension entfernt werden. Anschließend werden
Natriumhydroxid, das als Entfärbungsmittel dient, alkalische Chemikalien und ein
Reinigungsmittel der Suspension zugesetzt, in der die Mehrschichtfolie in ihre
Bestandteile zerlegt wird. Zerkleinerte Kunststoffolien, Aluminiumfolie und kleine
Fremdkörper, wie etwa Haare, werden wiederum entfernt und die Suspension
dehydriert. Die resultierende Masse wird einem Bleichvorgang unterzogen, wodurch
eine gebleichte Masse wiedergewonnen wird.
Beim oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren zum Wiederverwerten der
Mehrschichtfolien, die Papierschichten enthalten, werden die Folien in einer
flüssigen Substanz gemischt, um die Papierfasern in den Mehrschichtfolien
voneinander zu lösen. Bedruckte Schichten werden von der Oberfläche der
Mehrschichtfolien getrennt und in der Suspension dispergiert. Demzufolge werden die auf diese
Weise wiedergewonnen Papierfasern durch die dispergierte Farbe gefärbt.
Es ist schwierig, die fasrigen Papierschichten aus der Suspension vollständig
zurückzugewinnen und dabei andere Substanzen zurückzulassen. Nicht
zurückgewonnene Papierfasern, zerkleinerte Kunststoffolien und Aluminiumfolie bleiben
gemischt in einer Abfallflüssigkeit zurück, aus der die Papierfasern
zurückgewonnen wurden. Es ist erforderlich, die gemischten Substanzen zurückzugewinnen,
indem diese in ein Absetzbad geschüttet werden, bevor die Abfallflüssigkeit
entsorgt wird.
Weiterhin ist es notwendig, die Chemikalien zu neutralisieren, die in die
Abfallsflüssigkeit eingeleitet wurden, wenn die Abfallflüssigkeit entsorgt wird, in der
unterschiedliche Chemikalien gemischt sind. Die unterschiedlichen Kosten, die bei
den Schritten und bei den Einrichtungen anfallen, die erforderlich sind, um den
Neutralisierungsvorgang auszuführen, sind beträchtlich.
Gemäß dem oben beschriebenen herkömmlichen Wiederverwertungsverfahren ist
es möglich, Papierschichten aus den Mehrschichtfolien zurückzugewinnen, die die
Papierschichten enthalten, wobei es jedoch unmöglich ist, getrennt die
Kunststoffolien- und die Aluminiumfolienschichten in wiederverwertbarer Art und Weise
zurückzugewinnen.
Die Druckschrift DE 33 43 788 A beschreibt:
ein Verfahren zum Wiederverwerten einer Mehrschichtfolie mit mehreren Schichten
unterschiedlicher Materialien, wobei das Verfahren wenigstens folgende Schritte
enthält: Schreddern der Mehrschichtfolie in zahlreiche zu verarbeitende
Bruchstücke; und Abziehen von Trennschichten von den zu verarbeitenden
Bruchstücken gemäß der Art der Schicht durch Anwenden einer
Aufschlagstoßreibungskraft auf jedes der Bruchstücke, die beim vorhergehenden ausgebildet
werden.
Weiterhin beschreibt diese Druckschrift, daß die getrennten Schichten der zu
verarbeitenden Bruchstücke sortiert und durch Verwendung eines Siebes gesammelt
werden. Das Sieb sammelt jedoch die zerschlagenen Bruchstücke und setzt sich
somit zu.
Weiterhin beschreibt die Druckschrift eine Vorrichtung zum Wiederverwerten einer
Mehrschichtfolie mit Schichten unterschiedlicher Materialien, wobei die Vorrichtung
wenigstens enthält:
einen Shredder, der die Mehrschichtfolie in zahlreiche zu verarbeitende
Bruchstücke zerschlägt;
eine feststehende Schäl- und Trenneinrichtung, die eine unbewegliche Scheibe,
deren Mitte mit einem Einlaßanschluß zum Einleiten der zu bearbeitenden
Bruchstücke in Verbindung steht, und Stifte enthält, die auf der unbeweglichen
Scheibe in einer Reihenfolge angebracht sind, daß sie mehrere Umlaufbahnen
beschreiben;
eine bewegliche Schäl- und Trenneinrichtung, die eine bewegliche Scheibe, die so
angebracht ist, daß sie der unbeweglichen Scheibe gegenüberliegt, und mehrere
bewegliche Stifte enthält, die auf der beweglichen Scheibe in einer Reihenfolge
angebracht sind, daß sie mehrere Umlaufbahnen beschreiben, die sich von jenen
unterscheiden, die die unbeweglichen Stifte beschreiben;
Einrichtungen zum Ausleiten der zerschlagenen Bruchstücke zu einem
Auslaßanschluß; und eine Schäl- und Trenneinrichtung zum Abschälen oder Trennen der
Schichten der Mehrschichtfolie gemäß der Schichtart durch Stoßzerschlagen der zu
bearbeitenden Bruchstücke zwischen den festen und den beweglichen Stiften unter
Verwendung der Stoßschlagreibung.
Weiterhin beschreibt die Druckschrift eine Sammeleinrichtung, die entlang des
Außenrandes angeordnet ist, der durch die Kombination aus den festen Stiften und
den unbeweglichen Stiften definiert ist, und die mit einem Auslaßanschluß über ein
Sieb in Verbindung steht, das über kleine Öffnungen verfügt, die darin ausgebildet
sind, wobei jede Öffnung des Siebes einen vorbestimmten Durchmesser hat.
Diese Vorrichtung hat jedoch denselben Nachteil wie das Verfahren, d. h. das Sieb
sammelt die zerschlagenen Bruchstücke und setzt sich somit zu.
Übersicht über die Erfindung
Was das Verfahren angeht, wird das Problem dadurch gelöst, daß die zu
verarbeitenden zerschlagenen Teile, die nicht durch das Sieb passen, zu dem Schritt
zurückkehren, bei dem auf sie eine Stoßschlagreibungskraft ausgeübt wird.
Vorzugsweise enthält das Verfahren einen Schritt zum Sammeln der Schichten
Schicht für Schicht durch Aussortieren jeder der Schichten des zu verarbeitenden
Bruchstückes, das im vorhergehenden Schritt gemäß der Schichtart abgeschält und
getrennt wurde. Vorzugsweise enthält die Mehrschichtfolie wenigstens eine
Papierschicht.
Vorzugsweise enthält das Verfahren weiterhin einen Schritt zum Abschälen und
Trennen einer Mehrschichtfolie, die eine Papierschicht und eine Kunststoffolie
enthält, zu einer fasrigen zerschlagenen Papierschicht und einer
Kunststoffolienschicht, die zu einem dünnen Streifen getrennt wird, und Sammeln der fasrigen
zerschlagenen Papierschicht als Papierfasern durch Aussortieren derselben aus
der Kunststoffolienschicht.
Vorzugsweise enthält das Verfahren folgende Schritte:
Abschälen und Trennen einer Mehrschichtfolie, die eine Papierschicht, eine
Kunststoffolienschicht, die in einen dünnen Streifen getrennt ist, und eine
Aluminiumfolienschicht enthält, die zu einem dünnen Streifen getrennt ist, und
Sammelnder fasrig zerschlagenen Papierschicht als Papierfasern durch Aussortieren
derselben aus der Kunststoffolienschicht und der Aluminiumfolienschicht sowie
getrenntes Sammeln der Kunststoffolienschicht und der Aluminiumfolienschicht
durch Aussortieren der Kunststoffolienschicht aus der Aluminiumfolienschicht unter
Verwendung einer Windkraft.
Vorzugsweise wird das zu verarbeitenden Bruchstück einer Zerlegung in dessen
Bestandteile durch Wasser unterzogen.
Was die Vorrichtung angeht, wird das Problem gelöst durch eine Einrichtung zum
Abführen der zerschlagenen Bruchstücke im Sieb über den Auslaßanschluß, wobei
der Auslaßanschluß und der Einlaßanschluß miteinander derart in Verbindung
gehalten werden, daß das zerschlagene Bruchstück, das am Auslaßanschluß
gesammelt wird und bearbeitet werden soll, zurück zum Einlaßanschluß durch eine
Verbindungsleitung geleitet werden kann, wobei eine Abzweigleitung angebracht
ist, damit die Verbindungsleitung an der Seite des Einlaßanschlusses abzweigt und
mit einem Tank zum Sammeln des zerschlagenen Bruchstückes in Verbindung
gehalten wird, und ein Solenoidventil an der Verbindungsstelle der Abzweigleitung
angeordnet ist; und eine Schäl- und Trenneinrichtung zum Abschälen und Trennen
der Schichten der Mehrschichtfolie gemäß der Schichtart durch eine
Stoßschlagreibungskraft.
Vorzugsweise enthält die Vorrichtung: eine Windkraftsortiereinrichtung, die die
abgeschälten und getrennten Schichten durch eine Windkraft sortiert und die die
Schichten getrennt infolge dieser Sortierung sammelt.
Vorzugsweise ist der Auslaßanschluß mit dem Einlaßanschluß über eine
Verbindungsleitung verbunden, die ein Gebläse hat.
Vorzugsweise ist eine Leitung zum Zuführen von Druckluft mit der
Verbindungsleitung verbunden, die den Auslaßanschluß mit dem Einlaßanschluß verbindet, so
daß die Druckluft in die Verbindungsleitung eingeleitet wird.
Vorzugsweise sind Solenoidventile zum Öffnen und Schließen der stromabwärtigen
Seite der Verbindungsleitung vorgesehen, wobei diese beiden Solenoidventile
alternativ geöffnet und geschlossen werden.
Vorzugsweise ist der Auslaßanschluß mit dem Sammeltank mittels der
Abführleitung verbunden, die ein Gebläse hat.
Vorzugsweise ist der Auslaßanschluß mit drei Sammeltanks durch eine
Abführleitung verbunden, die ein Gebläse und ein Dreiwegesolenoid hat.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen derselben in
Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen gleiche
Bezugszeichen dieselben Elemente kennzeichnen. In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 ein Systemdarstellung, die schematisch den Umriß und das Prinzip eines
Schredderschrittes, eines Abschäl- und Trennschrittes und eines
Windkraft-Sortierschrittes zum Wiederverwerten von Mehrschichtfolien gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittansicht in Längsrichtung, die schematisch den Umriß des
Aufbaus der Schreddereinrichtung darstellt;
Fig. 3 Querschnitteilansicht in Längsrichtung, die schematisch den Umriß des
Aufbaus einer Abschäl- und Trenneinheit zeigt, die beim Abschäl- und Trennschritt
gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
Fig. 4 eine Aufsicht der Abschäl- und Trennvorrichtung aus Fig. 3;
Fig. 5 eine schematische Frontansicht zum Veranschaulichen der Abschäl- und
Trennvorgänge gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Verwendung der
Abschäl- und Trenneinheit zeigt, die beim Abschäl- und Trennvorgang gemäß der
vorliegenden Erfindung verwendet; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Milchkartons zeigt, der
als Beispiel eines zu verarbeitenden Gegenstandes durch die vorliegende
Erfindung dient.
Detaillierte Beschreibung der Bevorzugten Ausführungsformen
Mehrschichtfolien, die durch das Wiederverwertungsverfahren und die Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet werden sollen.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiederverwerten einer Mehrschichtfolie
gemäß der vorliegenden Erfindung verwerten beispielsweise die folgenden
Mehrschichtfolien als Rohmaterialien wieder:
eine Mehrschichtfolie, die aus einem Papierkarton besteht, der auf beiden Seiten
mit einer Polyethylen- (PE-) Folie überzogen ist und als Tetrapak (Eingetragenes
Warenzeichen) oder dergleichen verwendet wird;
einen Papierbehälter (einen Papierbehälter mit Giebelverschluß) für
Verpackungszwecke, der aus einer Mehrschichtfolie besteht, wobei die
Mehrschichtfolie entweder Papier enthält, das auf einer Seite mit einer PE-Folie
beschichtet ist und auf der anderen Seite mit einer IR-Folie, oder ein Papier, das
auf einer Seite mit einer IR-Folie, einer Aluminiumfolie und einer IR-Folie in dieser
Reihenfolge beschichtet ist, und auf der anderen Seite mit einer PE-Folie, einer
EVOH-Folie oder dergleichen;
eine Mehrschichtfolie, die durch Wiederverwerten von blockartigen Papierbehältern
oder dergleichen hergestellt wird und über unterschiedliche Arten von
Papierschichten verfügt; wobei die blockartigen Papierbehälter ein Papier enthalten, das
auf der einen Seite mit einer IR-Folie, einer Aluminiumfolie, einer IR-Folie und einer
PE-Folie und auf der anderen Seite mit einer PR-Folie beschichtet ist;
eine Mehrschichtfolie, die eine Schicht enthält, die aus einer Aluminiumfolie und
einer Kunststoffolie besteht, sowie eine weitere Schicht, die aus Papier und einer
Aluminiumfolie besteht; und
eine Mehrschichtfolie, die mehrere Arten von Schichten enthält, die aus
unterschiedlichen Materialien bestehen.
Unter Berücksichtigung der Tatsachen, das ein wiederzuverwertender Gegenstand
dauerhaft verfügbar sein sollte und daß Anwendungen der wiederverwerteten
Gegenstände in Betracht gezogen werden sollten, ist eine Mehrschichtfolie, die
eine Papierschicht enthält und beispielsweise als Milchbehälter aus Papier
verwendet wird als wiederzuverwertendes Objekt zu bevorzugen.
Das Verfahren und die Vorrichtung zum Wiederverwerten einer Mehrschichtfolie,
die eine Papierschicht enthält, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Wiederverwerten einer weiteren Mehrschichtfolie werden im folgenden
Beschrieben.
Es werden nun Einrichtungen zum Rückgewinnen der Schichten der
Mehrschichtfolie durch Abschälen und Trennen derselben voneinander beschrieben. Die
Einrichtungen umfassen wenigsten einen Schredderschritt 301 zum Schreddern von
Mehrschichtfolien, die aus entsorgten Mehrschichtfolien, den Papierbehältern oder
dergleichen zurückgewonnen wurden, in zu verarbeitenden Bruchstücke 82; sowie
einen Schäl- und Trennschritt 303, bei dem die zu verarbeitenden Bruchstücke 82
durch eine Stoßschlagreibungskraft zerschlagen werden und die auf diese Weise
zerschlagenen Bruchstücke zu Schichten abgeschält und getrennt werden.
Wenn die Schichten der Mehrschichtfolien zerschlagen und in unterschiedliche
Größen infolge der Anwendung der Stoßschlagreibungskraft im Schäl- und
Trennschritt 303 getrennt werden, können die getrennten Schichten in diesem
Schritt der Größe nach sortiert werden. Die getrennten Schichten, die unsortiert
bleiben, können für jede Schicht durch eine Windkraft in einem
Windkraft-Sortierschritt 305 durch Ausnutzen des Unterschiedes des spezifischen Gewichtes der
Schichtmaterialien sortiert und zurückgewonnen werden (siehe Fig. 1).
Zerkleinerungsschritt 301
Die Mehrschichtfolien, die als entsorgte Milchkartons oder Saftbehälter
wiedergewonnen werden, werden zu Bruchstücken in geeigneten Größen durch einen
Schredder als Schreddereinrichtung 120, wie etwa einem Schredder, der in Fig. 1
gezeigt ist, vorzugsweise nachdem sie gereinigt wurden, geschreddert. Die
Mehrschichtfolien werden beispielsweise in zu verarbeitenden Bruchstücken 82
geschreddert, die eine Seitenlänge von 6 bis 10 mm haben.
Die Schreddereinrichtung 120 schreddert zu schreddernde Gegenstände, wie etwa
die Papierbehälter, die aus Mehrschichtfolien bestehen, in zu verarbeitende
Bruchstücke 82, die eine geeignete Größe haben. Bei der vorliegenden Erfindung
wird eine Messermühle als Schreddereinrichtung 120 verwendet. Fig. 1 und 2
zeigen ein Beispiel der Messermühle.
Ein Messermühlenhauptkörper 121 ist mit einem Einlaßanschluß 123 versehen,
durch den zu schreddernden Gegenstände eingeführt werden, wie etwa die
Papierbehälter, die aus den Mehrschichtfolien bestehen.
Eine Frässpindel 124 ist vertikal zwischen den Innenseitenwänden des
Messermühlenhauptkörpers 121 gelagert, so daß sie durch eine Antriebseinrichtung (nicht
gezeigt) gedreht werden kann. Vier Drehmesser 125, die mit ihren Längsachsen in
einer Richtung senkrecht zum Messermühlenhauptkörper ausgerichtet sind, sind an
der Frässpindel 124 entlang des Außenumfangs derselben angebracht. Diese vier
Drehmesser 125 sind um 90º in Drehrichtung der Frässpindel 124 in Abstand
zueinander angeordnet, wobei sie zudem derart angebracht sind, daß sie alle
dieselbe Umlaufbahn beschreiben. Zwei feststehende Messer 126 sind am
Messermühlenhauptkörper 121 derart befestigt, daß sie den vier Drehmessern 125
mit einem geringen Abstand zwischen den festen Messern 126 und den
Drehmessern 125 gegenüberliegen.
Die beiden feststehenden Messer 126 sind entlang der Umfangslinie der
Drehmesser 125 in einer im wesentlichen symmetrischen Anordnung im Bezug auf den
Durchmesser der Frässpindel angebracht. Gegenstände, die geschreddert werden
sollen, werden zwischen den Drehmessern 125 und den feststehenden Messern
126 infolge der Drehung der Drehmesser 125 zerkleinert.
Der Abstand zwischen den feststehenden Messern 126 und den Drehmessern 125
kann frei eingestellt werden, um einen Gegenstand auf die gewünschte Größe zu
zerkleinern. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Zwischenraum im
Bereich von 0,2 bis 0,3 mm eingestellt. Die Umgebung der Umfangslinie der
Drehmesser 125 ist von einem Maschensieb 129 umgeben, mit Ausnahme am
Einlaßanschluß 123. Das Sieb 129 hat Maschen, die den Durchgang der zu
verarbeitenden Bruchstücke 82 mit einer Seitenlänge von 10 mm erlaubt. Ein
Siebauffänger ist weiterhin außerhalb des Siebs 129 so angebracht, daß er dieses
in einem bestimmten Abstand zwischen beiden umgibt. Die zu verarbeitenden
Bruchstücke 82, die durch das Sieb 129 gelangt sind, werden im Zwischenraum
zwischen dem Sieb 129 und dem Siebauffänger aufgefangen. Der Siebauffänger ist
derart angeordnet, daß er geöffnet und geschlossen werden kann, wodurch die zu
verarbeitenden Bruchstücke 82, die das Sieb 129 durchlaufen haben, aus dem
Mahlfräshauptkörper 121 ausgegeben werden können.
Bei der Messermühle 120, die den oben beschriebenen Aufbau hat, werden die zu
schreddernden Gegenstände, die oben beschrieben wurden, in die Messermühle
durch den Einlaßanschluß 123 eingeleitet und anschließend die Frässpindel durch
die Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) angetrieben. Die zu schreddernden
Gegenstände werden zwischen den Drehmessern 125 der Frässpindel 124 und den
feststehenden Messern 126 zerschlagen, und die auf diese Weise zerschlagenen
Gegenstände anschließend durch das Sieb 129 gesiebt. Infolge dessen werden zu
verarbeitende viereckige Bruchstücke 82 ausgebildet, die eine undefinierte Form
und Fläche, aber eine Seitenlänge von etwa 6 bis 10 mm haben. Der Siebauffänger
wird anschließend geöffnet, um die Aufnahme der zu verarbeitenden Brückstücke
82 zu gestatten, die anschließend dem nächsten Schritt zugeführt werden.
Die Schreddereinrichtung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist
nicht auf die Messermühle 120 beschränkt. Eine beliebige Art einer Fräse, die in
der Lage ist, Gegenstände zu Bruchstücken mit einer Seitenlänge von 6 bis 10 mm
zu schreddern, eignet sich für die vorliegende Erfindung.
Es ist ebenfalls möglich, die zu verarbeitenden Bruchstücke 82 vor und nach dem
Schreddervorgang, vor dem nächsten Vorgang oder im Verlauf des nächsten
Vorgangs zu wässern, um so die Zerlegung der Bruchstücke in ihre Einzelteile je nach
Erfordernis zu unterstützen.
Abschäl- und Trennschritt 303
Eine Stoßschlagreibungskraft wirkt auf die in dieser Weise zerschlagenen zu
bearbeitenden Bruchstücke 82. Wenn die zu verarbeitenden Bruchstücke 82
Schichten aus Papier und Kunststoffolien enthalten, wird das Papier zerschlagen,
getrennt und zu kleinen Fasern zerlegt.
Die Kunststoffolie wird in Kunststoffolienbruchstücke 83a in einer Größe von 2 bis 6
mm zerlegt. Wenn die zu verarbeitenden Bruchstücke 82 eine Schicht aus
Aluminiumfolie zusätzlich zu den Papier- und Kunststoffolienschichten enthalten, wird
die Aluminiumfolie zusätzlich zu den oben beschriebenen Papier- und
Kunststof??folienfolien in Aluminiumfolienbruchstücke 83b getrennt, die eine Größe
von 2 bis 6 mm haben. Die fasrigen Papierschichten werden dann aus den
Kunststoffolienbruchstücken 83a oder aus der Mischung der
Kunststoffolienbruchstücke 83a und der Aluminiumfolienbruchstücke 83b
aussortiert, wodurch die zerlegten und flockigen Papierfasern 84 wiedergewonnen
werden. Dieser Vorgang kann nach Bedarf einige Male wiederholt werden.
Wie beim Fall, bei dem die zu verarbeitenden Bruchstücke 82, die dem Abschäl-,
Trenn- und Sortierungsschritt 303 unterzogen werden, beispielsweise eine
Aluminiumfolienschicht und eine Kunststoffolienschicht enthalten, ist es, wenn die
Schichten der zu verarbeitenden Bruchstücke im wesentlichen in gleiche Größen
getrennt werden, möglich, das System derart aufzubauen, daß die zu
verarbeitenden Bruchstücke dem nächsten Vorgang zugeführt werden, ohne der Sortierung in
diesem Schritt unterzogen zu werden, und daß sie beim nächsten Vorgang gemäß
der Schichtart sortiert und wiedergewonnen werden; d. h. dem Windkraft-
Sortierungsschritt 305 unter Einsatz der Windkraft-Sortiereinrichtung.
Aus Gründen der Einfachheit wird die Abschäl- und Trenneinrichtung, die die
Sortiereinrichtung enthält, die beim oben beschriebenen Schritt verwendet wird,
Trennvorrichtung genannt.
Wie es in Fig. 2 bis 6 gezeigt ist, hat die Trennvorrichtung 130 einen
Einlaßanschluß 132, der mit der Mitte einer feststehenden Scheibe 131 derart in Verbindung
steht, daß er die zu verarbeitenden Bruchstücke 82 in die Trennvorrichtung 130
einleitet. Eine feststehende Stirnplatte 133 ist derart angeordnet, daß sie der
feststehenden Scheibe 131 gegenüberliegt, wobei ein Bearbeitungsraum 155
zwischen diesen sichergestellt ist. Der Außenrand der feststehenden Scheibe 131
ist am Außenrand der feststehenden Stirnplatte 133 mit Hilfe einer in
Umfangsrichtung verlaufenden Seitenplatte 135 befestigt. Eine bewegliche Scheibe
141 befindet sich im Bearbeitungsraum 155 und wird von einer horizontalen
Drehwelle 142 gedreht. Die horizontale Drehwelle 142 ruht in zwei Lagern 143,
143. Die horizontale Drehwelle 142 wird durch eine Drehreinrichtung, wie etwa
einen Motor gedreht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere feststehende Stifte 134 im
rechten Winkel an der feststehenden Scheibe 131 derart angebracht, daß sie
mehrere konzentrische kreisförmige Muster ausbilden (die relativ zur beweglichen
Scheibe 141 angeordnet sind); z. B. sechs konzentrische kreisförmige Muster a1 bis
a6 (Fig. 5). Die feststehenden Stifte sind auf der feststehenden Scheibe 131 von
der Mitte bis zum Rand derselben in den konzentrischen kreisförmigen Mustern mit
einer jeweils größeren Zahl von Stiften 134 in jeder nachfolgenden Ebene
angeordnet; d. h. 16-24-32-36-40-42. Andererseits sind bewegliche Stifte
144 in anderer Zahl als die feststehenden Stifte 134 in rechten Winkeln an der
beweglichen Scheibe 141 angebracht. Sie beschreiben sechs Umlaufbahnen b1 bis
b6, um so alternierende kreisförmige Reihen von Umlaufbahnen und konzentrische
kreisförmige Muster auszubilden. Die beweglichen Stifte 144 sind auf der
beweglichen Scheibe 141 von der Mitte bis zum Rand derselben in folgenden
Zahlen angeordnet: 4 - 4 - 4 - 4 - 4 - 6. Die feststehenden und beweglichen Stifte
134 und 144 sind mit Bezug aufeinander derart angeordnet, daß die zu
verarbeitenden Bruchstücke 82 Abschäl- und Trennwirkungen durch die
Stoßschlagreibungskraft zwischen ihnen unterzogen werden. Ein Sieb 151 ist im
Umfangsrichtung zwischen dem Außenrand der beweglichen Scheibe 141 und der in
Umfangsrichtung verlaufenden Seitenplatte 135 derart angeordnet, daß ein
vorbestimmter in Umfangsrichtung verlaufender Abgaberaum 156 zwischen dem Sieb
151 und der Seitenplatte 135 sichergestellt ist. Kleine Öffnungen einer
gewünschten Größe sind in das Sieb 151 in einer vorbestimmten Maschenweite
gestanzt. Ein Auslaß 152 ist unter dem Abgaberaum 156 ausgebildet. Ein Gebläse
157 steht mit der Trennvorrichtung 130 über den Auslaß 162 in Verbindung, wie es
in Fig. 6 dargestellt ist.
Der Auslaß 152 ist weiterhin mit einem Sammeltank 250 über eine Auslaßleitung
239 verbunden, die am Gebläse 157 angebracht ist. Ein Dreiwege-Solenoidventil
(nicht gezeigt) befindet sich stromabwärts vom Gebläse 157, und zwei weitere
Sammeltanks (d. h. insgesamt drei Sammeltanks 250) stehen mit dem Auslaß 152
über die Auslaßleitungen 239 in Verbindung. Mit dieser Anordnung können
Papierfasern hoher Reinheit wiederverwertet werden, wie es später beschrieben
werden wird.
Ein Sieb mit Öffnungen eines Durchmessers von etwa 0,8 bis 2,0 mm wird als Sieb
151 in Abhängigkeit der Drehzahl der beweglichen Stifte verwendet, was später
beschrieben werden wird. Als Gebläse wird entweder ein großes Gebläse mit 37-
hp, 5 kg/cm², 2 m³/min oder ein kompaktes Gebläse mit 18,5-hp, 5 kg/cm² und 1 bis
1,5 m³/min verwendet, wobei jedes der Gebläse in der Lage ist, eine Saugkraft auf
die fasrigen Papierschichten zusammen mit der Luft in der Trennvorrichtung 130
auszuüben.
Ein Auslaßanschluß 153 ist im unteren Teil des Siebes 151 innerhalb des
Bearbeitungsraumes 155 ausgebildet (siehe Fig. 3).
Die Stoßschlagreibungskraft, die auf die zu verarbeitenden Bruchstücke 82 wirkt,
wird durch Vergrößern des Abstandes zwischen den feststehenden und den
beweglichen Stiften 134 und 144 verringert, wohingegen sie vergrößert wird, indem
der Abstand verringert wird.
Ein Gebläse 158 steht mit dem Auslaßanschluß 153 derart in Verbindung, daß Luft
in die Trennvorrichtung 130 durch eine Saugkraft eingeleitet wird, wie es in Fig. 1
gezeigt ist. Der Auslaßanschluß 153 kann mit dem Einlaßanschluß 132 über das
Gebläse 158 in Verbindung stehen. Weiterhin kann der Auslaßanschluß 153 mit
dem Bearbeitungsraum durch die Verbindungsleitung 235 verbunden sein, wie es in
Fig. 3 und 6 dargestellt ist. Druckluft, die von einer Druckluftquelle (nicht gezeigt)
zugeführt wird, und die vom Auslaßanschluß 153 zum Arbeitsraum 155
zurückgeführt wird, wird in die Verbindungsleitung 235 über eine Leitung 236
eingeleitet. Infolge dessen können die getrennten Kunststoffolienbruchstücke 83a
und die Aluminiumfolienbruchstücke 83b, die aus dem Auslaßanschluß 153
ausgegeben werden, wieder zum Bearbeitungsraum 155 der Trenneinrichtung 130
zurückkehren.
Eine Abzweigleitung 237 befindet sich in der Verbindungsleitung 235 in der Nähe
des Einlaßanschlusses 132, so daß sie mit einem Sammeltank 240 zum Sammeln
der Kunststoffolienbruchstücke 83a oder der Mischung aus
Kunststoffolienbruchstücken 83a und den Aluminiumfolienbruchstücken 83b in Verbindung steht.
Ein Zweiwege-Solenoidventil 238, das zu einem vorbestimmten Zeitpunkt
beispielsweise unter Verwendung eines Zeitgebers je nach Erfordernis umgeschaltet
wird, befindet sich am Abzweigpunkt der Abzweigleitung 237. Das stromabwärtige
Ende der Verbindungsleitung 235 ist durch ein Solenoidventil verschlossen und die
Abzweigleitung 237 geöffnet. Demzufolge werden die Kunststoffolienbruchstücke
83a oder die Mischung aus Kunststoffolienbruchstücken 83a und
Aluminiumfolienbruchstücken 83b, die im Sieb 151 zurückbleiben, durch eine
Saugkraft in den Sammeltank 240 über die Abzweigleitung 237 eingeleitet.
Alternativ dazu können Solenoidventile jeweils an der Abzweigleitung 237 und der
stromabwärtigen Seite der Verbindungsleitung 235 derart angeordnet sein, daß
diese beiden Solenoidventile alternativ geöffnet und geschlossen werden (Fig. 6).
Die horizontale Drehwelle 142 wird durch die Dreheinrichtung, wie etwa einem
Motor, derart gedreht, daß sich die bewegliche Scheibe 141 ebenfalls dreht. Wenn
zu diesem Zeitpunkt die zu verarbeitenden Bruchstücke 82 in den Einlaßanschluß
132 eingeleitet werden, werden die zu verarbeitenden Bruchstücke 82 einer
Stoßschlagreibungskraft, die sich zwischen den feststehenden und den beweglichen
Stiften 134 und 144 entwickelt, in der Mitte des Bearbeitungsraumes 155
ausgesetzt. Infolge dessen werden die Papier- und Kunststoffolienschichten oder die
Papier-, die Kunststoffolien- und Aluminiumfolienschichten der zu verarbeitenden
Bruchstücke 82 voneinander abgezogen oder getrennt. Von diesen Schichten wird
die Papierschicht in kleine Fasern mit Hilfe der Stoßschlagreibungskraft zerlegt. Im
Gegensatz dazu werden die Kunststoffolien- und Aluminiumfolienschichten in die
dünnen streifenähnlichen Kunststoffolienbruchstücke 83a und die
Aluminiumfolienbruchstücke 83b, die ein unbestimmte Größe aber einen Durchmesser von
etwa 2 bis 6 mm haben, durch die Stoßschlagreibungskraft getrennt.
Kurz gesagt werden die zu verarbeitenden Bruchstücke 82 durch die
Stoßschlagreibungskraft zerschlagen, die von den feststehenden und den beweglichen Stiften
134 und 144 ausgeübt wird, wodurch die Papierschicht auf der Oberseite der zu
verarbeitenden Bruchstücke 82 fein zerstoßen oder gebrochen wird. Gleichzeitig
wird das zu verarbeitende Bruchstück 82 wiederholt gebogen, wodurch die fein
gebrochene Papierschicht von dem zu verarbeitenden Bruchstück 82 gelöst wird.
Auf diese Weise werden das Papier und die Kunststoffolie, oder die Papier-, die
Kunststoffolien- und die Aluminiumfolienschichten des zu verarbeitenden
Bruchstücks 82 gemäß der Art der Schicht voneinander geschält und getrennt. Die
Papierschicht wird zu Fasern zerlegt, während die Kunststoffolien- und die
Aluminiumfolienschichten in die Kunststoffolienbruchstücke 83a bzw. die
Aluminiumfolienbruchstücke 83b zerlegt werden. In der Zwischenzeit bewegen sich die auf
diese Weise getrennte fasrige Papierschicht und die Kunststoffolienbruchstücke
83a, oder die Mischung der fasrigen Papierschicht, der Kunststoffolienbruchstücke
83a und der Aluminiumfolienbruchstücke 83b dicht an das Sieb 151, das entlang
des Außenrandes der Trennvorrichtung 130 angeordnet ist, durch die
Zentrifugalkraft, die aus der Drehung der beweglichen Scheibe 141, der
Saugwirkung durch das Gebläse 157 oder einer Luftströmung resultiert, die duch die
Druckluft verursacht wird, die dem Bearbeitungsraum 155 über die Leitung 236
zugeführt wird. Lediglich die fasrigen Papierschichten durchdringen das Sieb 151,
das über Maschen verfügt, die 0,8 bis 2 mm messen, und werden in den
Ausgaberaum 156 ausgegeben. Die fasrigen Papierschichten werden anschließend nach
außen durch den Auslaß 152 und das Gebläse 157 befördert. Anschließend werden
sie im Sammeltank 250 durch die Auslaßleitung 239 gesammelt, worauf die fasrigen
Papierschichten in Gestalt der zerlegten und flockigen Papierfasern 84 sortiert und
wiedergewonnen werden.
Andererseits durchlaufen weder die Kunststoffolienbruchstücke 83a noch die
Aluminiumfolienbruchstücke 83b das Sieb 153, weshalb sie in der
Bearbeitungskammer zurückbleiben.
Nach Abschluß des Sammelns der Papierfasern 84, werden der Auslaßanschluß
153 und der Bearbeitungsraum 155 miteinander durch die Verbindungsleitung 235
je nach Bedarf verbunden. Die Kunststoffolienfolienbruchstücke 83a oder die
Mischung der Kunststoffolienbruchstücke 83a und der Aluminiumfolienbruchstücke
83b, die im Bearbeitungsraum zurückbleiben, werden wieder in den
Bearbeitungsraum 155 eingeleitet. Dadurch wird es möglich, weiter die
Papierschicht zu entfernen, die immer noch an den Kunststoffolienbruchstücken 83a und
den Aluminiumfolienbruchstücken 83b haftet. Anschließend werden die
Kunststoffolienbruchstücke 83a oder die Mischung aus den Kunststoffolienbruchstücken
83a und der Aluminiumfolie 83b, die auf diese Wiese von der Papierschicht
getrennt wurden, durch den Auslaßanschluß 153 nach außen abgegeben.
Unter Verwendung des Zweiwege-Solenoidventils 238 der Abzweigleitung 237, das
in der Verbindungsleitung 235 in der Nähe des Einlaßanschlusses 132 derart
angebracht ist, daß sie mit dem Sammeltank 240 zum Sammeln der
Kunststoffolienbruchstücke 83a verbunden ist, wird die Verbindungsleitung 235 an ihrem
stromabwärtigen Ende geschlossen und die andere Seite, die sich in der Nähe der
Abzweigleitung 237 befindet, geöffnet. Demzufolge werden die
Kunststoffolienbruchstücke 83a oder die Mischung aus den Kunststoffolienbruchstücken
83a und den Aluminiumfolienbruchstücken 83b durch eine Saugkraft in den
Sammeltank 240 durch die Abzweigleitung 237 eingeleitet.
Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Verbindungsleitung 235 mit der Abzweigleitung
237 mit Hilfe eines Flansches 154 verbunden, der sich in einer Leitung zwischen
der stromaufwärtigen Seite der Verbindungsleitung 235 und dem Auslaßanschluß
153 (in rückwärtiger Richtung in Fig. 3) befindet.
Die auf diese Weise gesammelten Papierfasern 84 werden durch das bekannte
Verfahren wiedergewonnen. Die Außenfläche der oben beschriebenen
Papierbehälter, d. h. die Oberfläche der Kunststoffolienschicht, die die Papierschicht bedeckt,
trägt eine Druckschicht, wie etwa einen Handelsnamen, ein Warenzeichen und
Hinweise auf den Inhalt. Diese Schichten lösen sich auch durch die Verarbeitung in
der Trennvorrichtung nicht von der Oberfläche der Kunststoffolie. Da der Aufdruck
auf der Oberfläche der Kunststoffolienbruchstücke 83a haften bleibt, sind die
Papierfasern 84, die auf diese Weise beim oben beschriebenen Schritt gesammelt
werden, frei von der Farbe, die auf die Oberfläche der Kunststoffolie aufgetragen
wurde.
Sortierschritt: Windkraft-Sortierschritt 305
Für den Fall der Mehrschichtfolien, die wiedergewonnen werden sollen und eine
Kunststoffolienschicht sowie eine Aluminiumfolienschicht beinhalten, werden
mehrere Schichten, d. h. die Kunststoff- und Aluminiumfolienschichten auf die im
wesentlichen selbe Größe infolge des Einsatzes der Stoßschlagreibungskraft beim
vorangehenden Abschäl- und Trennschritt 303 getrennt, wobei sie in der
Trennvorrichtung verbleiben. Der Schritt dient zum Sortieren der so
zurückgebliebenen getrennten Bruchstücke durch den Unterschied des spezifischen Gewichtes,
so daß die Bruchstücke getrennt gesammelt werden. Dieser Schritt wird nicht nur
für den Fall der Mehrschichtfolie, die Papier-, Kunststoffolien- und
Aluminiumfolienschichten enthält, durchgeführt, sondern auch für den Fall von
Mehrschichtfolien, die durch Polymerisation von Aluminiumfolie und Kunststoffolie hergestellt
werden. Wie bei der Mehrschichtfolie, die ein Papier und eine Kunststoffolie enthält
und als ein Beispiel bei den Beschreibungen des vorangehenden Schrittes
verwendet wird, können, wenn die Mehrschichtfolien Schichten enthalten, die in
zwei unterschiedliche Größen durch die Stoßschlagreibungskraft getrennt werden,
diese gemäß dem Schichttyp durch die Sortierung gesammelt werden, die beim
Abschäl- und Trennschritt 303 durchgeführt wird. Somit kann der vorliegende
Schritt ausgelassen werden.
Nimmt man die Mehrschichtfolie, die Papier-, Kunststoffolien- und
Aluminiumfolienschichten enthält, als Beispiel eines Gegenstandes, der wiederverwertet werden
soll, werden die Kunststoffolienbruchstücke 83a und die Aluminiumbruchstücke
83b, die durch die Entfernungseinrichtung im vorangehenden Schritt gelöst werden,
zusammengemischt, wenn sie aus der Trennvorrichtung 130 entnommen werden.
Unter Verwendung einer Saugwindkraft-Sortiereinrichtung 30, die ein Gebläse 33
enthält, das mit einem Zyklon 31 ausgestattet und in der Lage ist, eine Saugkraft
mit einer Rate von 200 bis 500 Kg/h zu erzeugen, werden die
Kunststoffolienbruchstücke 83 aus der Mischung durch Saugen gesammelt, wobei
die Aluminiumfolienbruchstücke 83b ebenfalls aussortiert werden (Fig. 1).
Auf diese Weise ist es möglich, einzeln die Kunststoffolienbruchstücke 83a und die
Aluminiumbruchstücke 83b zu sammeln. Die Menge einer weiteren Schicht, die an
den Kunststoffolienbruchstücken 83a und den Aluminiumfolienbruchstücken 83b
haftet, ist sehr gering.
Aus diesen Gründen werden die auf diese Weise gesammelten
Aluminiumbruchstücke als Rohmaterial für unterschiedliche Aluminiumprodukte
wiedergewonnen. Weiterhin werden die Kunststoffolienbruchstücke zu Pellets gepreßt,
wobei diese Pellets als Rohmaterial unterschiedlicher Kunststofformteile
wiedergewonnen werden können. Kunststofformteile, die aus diesem Material reproduziert
werden, d. h. die Kunststoffolienbruchstücke, die beim vorliegenden Schritt
gesammelt werden, sind durch die Farbe gefärbt, die auf der Oberfläche der
Kunststoffolienbruchstücke haftet. Daher sind die Einsatzgebiete der auf diese
Weise wiedergewonnenen Kunststoffmaterialien auf Formteile, wie etwa künstliches
Holz und gefärbte Umhüllungsfolien beschränkt, bei denen die Färbung keine
Probleme darstellt.
Ergebnisse von Versuchen der Wiederverwertung von Mehrschichtfolien unter
Verwendung der Wiederverwertungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung werden
im folgenden Beschrieben.
Ausführungsform 1
Es wurden Milchkartons, die als Behälter für Milch verwendet wurden, gesammelt
und 60 g der Mehrschichtfolie, die die Milchkartons ausbildet, als Gegenstand
behandelt, die wiederverwertet werden soll.
Die Milchkartons waren aus einer Mehrschichtfolie gefertigt, wobei die
Mehrschichtfolie aus einem Papierkarton bestand, dessen beide Seiten mit
Polyethylenschichten überzogen waren. Das Verhältnis von Papierkartonschicht zu
Polyethylenschicht betrug 51,1 g (83,5 Gew.-%) zu 9,9 g (16,5 Gew.-%), einschließlich
des Gewichtes der Druckfarbe. Die Dicke der Folie des Milchkartons betrug etwa
0,5 mm und die Dicke der Oberseite der Verpackung, wo die Folien miteinander
verklebt sind, etwa 2,2 mm. Die Dicke des Bodens der Verpackung, wo die Folien
ebenfalls miteinander verklebt sind, betrug etwa 1,1 mm.
Die oben beschriebenen Milchkartons wurden zu viereckigen Bruchstücken mit
einer Seitenlänge von 6 bis 10 mm unter Verwendung der Messermühle
geschreddert, wodurch man die zu verarbeitenden Bruchstücke erhielt. Diese zu
verarbeitenden Bruchstücke (60 g) wurden in die Trenneinrichtung eingeleitet, die
mit einem Sieb mit einer Maschenweite von 0,8 mm ausgerüstet ist und sich bei
55 Hz mit 1.200 U/min dreht. Die Stoßschlagreibungskraft wirkte auf die zu
verarbeitenden Bruchstücke etwa fünf Minuten ein.
Nach der Drehung der Trenneinrichtung begann plötzlich die Trennung der
Polyethylenfolienschicht von der Papierschicht, nachdem etwa 2,5 Minuten vergangen
waren. Die auf diese Weise getrennte Papierschicht wurde in kleine Fasern zerlegt
und die auf diese Weise zerschlagenen Fasern sortiert, indem sie ein Sieb mit
Öffnungen eines Durchmessers von 1 mm durchdrangen. Anschließend wurden die
Fasern aus der Trenneinrichtung ausgegeben und zum Tank 250 über die
Auslaßleitung 239 durch Saugen des Gebläses 157 geleitet. Schließlich erhielt man
zerlegte flockige Papierfasern.
Andererseits blieb die Polyethylenfolienschicht, die von der Papierschicht
abgezogen oder getrennt worden war, in einem zerschlagenen Zustand in der
Trenneinrichtung zurück. Die Polyethylenfolienschicht wurde anschließend zum Tank 240
durch die Abzweigleitung 237 mit Hilfe des Betriebs des Solenoidventils
transportiert. Auf diese Weise wurde die Polyethylenfolienschicht gesammelt und
gleichzeitig von der Papierschicht getrennt.
Wie es oben beschrieben wurde, waren die zerschlagene Papierschicht und die
Polyethylenfolienschicht im wesentlichen vollständig voneinander getrennt,
nachdem die Zeit von etwa drei bis fünf Minuten vergangen war, seit die
Trenneinrichtung aktiviert worden war. Zum Schluß konnten sie getrennt gesammelt werden.
Ein bedruckte Oberfläche der Außenseite des Milchkartons blieb unverändert auf
den Polyethylenfolienbruchstücken. Keine Farbe haftete an den gesammelten
Papierfasern.
Die auf diese Weise gesammelten Papierfasern sind als Rohmasse für
Recyclingpapier verwendbar. Andererseits können die Polyethylenfolienbruchstücke als
Material unterschiedlicher Kunststofferzeugnisse verwendet werden.
Ausführungsform 2
Der Wiederverwertungsversuch wurde unter Verwendung von 60 g blockähnlicher
Papierbehälter für Fruchtsaft ausgeführt. Die Papierbehälter waren aus einem
Papierkarton hergestellt, dessen Vorderseite (die Seite, die von außen zu sehen ist,
wenn der Papierkarton zu einem Behälter ungeformt wird) mit einer Polyethylenfolie
bedeckt war und dessen Hinterseite (die Seite, die innen liegt, wenn der
Papierkarton zum Behälter umgeformt wird) mit einer Folie bedeckt war, die durch
Polymerisation von Aluminiumfolie und einer Polyethylenfolie hergestellt worden
war.
Die Mehrschichtfolie (60 g), die man aus den blockähnlichen Papierbehältern
erhielt, hatte ein Verhältnis von Papierschicht zu Polyethylenfolienschicht und
Aluminiumfolienschicht von 48,6 g (81,0 Gew.-%) zu 11,4 g (19,0 Gew.-%),
einschließlich des Gewichtes der Druckfarbe. Weiterhin war das Verhältnis der
Polyethylenschicht zur Aluminiumfolienschicht 2,0 g (17,7 Gew.-%) zu 9,4 g (82,3 Gew.-
%).
Die Dicke der Mehrschichtfolie, die die blockähnlichen Papierverpackungen
ausbildete, betrug 0,4 bis 0,5 mm.
Die oben erwähnten blockähnlichen Papierverpackungen wurden in rechteckige
Bruchstücke mit einer Seitenlänge von 6 bis 10 mm geschreddert, nachdem sie
zuvor gereinigt und getrocknet worden waren, wodurch man zu verarbeitende
Bruchstücke erhielt. Diese zu verarbeitende Bruchstücke (60 g) wurden in die
Trenneinrichtung eingeleitet, die sich bei 60 Hz und 1.400 U/min dreht. Die
Stoßschlagreibungskraft wurde auf die zu verarbeitenden Bruchstücke (60 g) für etwa
fünf Minuten angewendet.
Infolge der Drehung der Trenneinrichtung, die die zu verarbeitenden Bruchstücke
enthält, wurde die Papierschicht der zu verarbeitenden Bruchstücke zu Fasern
zerlegt. Die Polyethylenfolienschicht und die Aluminiumfolienschicht wurden
zerschlagen und in dünne streifenähnliche Polyethylenfolienbruchstücke und
Aluminiumfolienbruchstücke getrennt. Aus diesen verarbeiteten Substanzen wurde die zu
Fasern zerlegte Papierschicht mittels eines Durchgangs durch das Sieb aussortiert,
dessen Öffnungen eine Breite von 1 mm haben. Die Papierschicht wurde aus der
Trenneinrichtung abgegeben und in Form von zerlegten und flockigen Papierfasern
gesammelt.
Andererseits konnten die Kunststoffolienbruchstücke und die
Aluminiumfolienbruchstücke, die zu dünnen Streifen mit unregelmäßigen Formen sowie einer
Größe von 2 bis 6 mm zerschlagen wurden, nicht das Sieb durchdringen und
blieben gemischt in der Trenneinrichtung zurück. Auf diese Weise wurden sie
gesammelt.
Wie bei den Papierfasern der ersten Ausführungsform haftete keine Druckfarbe an
den auf diese Weise gesammelten Papierfasern.
Anschließend wurden die Polyethylenfolienbruchstücke und die
Aluminiumfolienbruchstücke, die gemischt in der Trenneinrichtung zurückgeblieben waren, der
Trenneinrichtung entnommen und anschließend im Windkraftsortierschritt 305 unter
Verwendung des Zyklons sortiert, wodurch sie getrennt gesammelt wurden.
Die Papierschicht haftete im wesentlichen weder an den auf diese Weise
gesammelten Polyethylenbruchstücken noch an den Aluminiumfolienbruchstücken,
wodurch diese als Rohmaterial für unterschiedliche Aluminiumerzeugnisse und
Rohmaterial von Kunststofformteilen verwendet werden können.
Ausführungsform 3
Unter Verwendung der Probestücke der Ausführungsformen 1 und 2 wurden
dieselben zu verarbeitenden Bruchstücke vorbereitet und in die Trenneinrichtung
eingeleitet, die mit einem Sieb mit einer Maschenweite von 1,8 mm ausgestattet ist,
das sich bei 20 Hz und 400 U/min dreht. Eine Stoßschlagreibungskraft wirkte auf die
zu verarbeitenden Bruchstücke für etwa sieben Minuten ein.
Das Solenoidventil (nicht gezeigt), das stromabwärtig des Gebläses 157
angeordnet ist, wurde für eine Minute aktiviert, und getrennte Fremdkörper wurden im
ersten Tank gesammelt. Die meisten davon waren Proteine, Öle und Fette der Milch
sowie andere Verunreinigungen als die Papierfasern. Anschließend wurde das
Dreiwegesolenoidvebtil für vier Minuten umgeschaltet und die getrennten
Substanzen im zweiten Tank gesammelt. Es waren qualitativ hochwertige lange
Papierfasern ohne Fremdkörper. Die auf diese Weise gesammelten Papierfasern
nahmen etwa 70% des Gesamtvolumens der wiedergewonnenen Papierfasern ein.
Das Dreiwegesolenoidventil wurde nochmals für eine oder zwei Minuten
umgeschaltet und die resultierenden Papierfasern, die vollständig von der
Kunststoff- oder der Kunststoff- und Aluminiumfolie getrennt wurden, im dritten Tank
gesammelt. Die auf diese Weise gesammelten Papierfasern nahmen etwa 30% des
Gesamtvolumens der wiedergewonnenen Papierfasern ein.
Nachdem die Papierfasern, die man bei den Ausführungsformen 1 und 3 unter
Verwendungen eines Siebes von 40 mesh erhält, sortiert worden waren, blieben
47% der Papierfasern, die man bei der Ausführungsform 1 erhielt, auf dem Sieb
und 67,5% der Papierfasern, die man in der Ausführungsform 3 erhielt, auf dem
Sieb. Es zeigte sich, daß die Papierfasern, die man in Ausführungsform 3 erhielt, in
ausreichendem Maße als weißer Papierkarton verwendbar war, da die Fasern lang
waren. Was die pulpeähnliche Substanzen angeht, die man infolge der Zerlegung
der Probestücke von Ausführungsform 1 durch Wasser erhielt, blieben 75,1%
davon auf dem Sieb. Auch wenn sie unter Verwendung der Trenneinrichtung in
Ausführungsform 3 verarbeitet wurden, wurden lediglich etwa 10% der Papierfasern
zerstört. Als Ergebnis der Untersuchung der Papierfasern mit Hilfe eines
Mikroskops zeigte sich, daß die Papierfasern, die in Ausführungsform 3 gesammelt
wurden, im wesentlichen dieselbe Länge wie die der Materialpulpe hatten, wobei
sie keine aneinander haftenden Fasern hatten. Daher waren sie ebenfalls für die
Wiederverwertung geeignet.
Da das Wiederverwertungsverfahren und die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung in der oben beschriebenen Art und Weise ausgeführt werden, ist es möglich,
die Schichten der Mehrschichtfolie gemäß der Schichtart lediglich durch Aufwenden
der Stoßschlagreibungskraft auf die zu verarbeitenden Bruchstücke, die aus der
Mehrschichtfolie erzeugt werden, zu trennen und zu sammeln. Im Vergleich mit dem
herkömmlichen Verfahren und der Vorrichtung zum Wiederverwerten der
Mehrschichtfolie, die eine Papierschicht enthält, ermöglichen es das
Wiederverwertungsverfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die
Mehrschichtfolien mit einer geringeren Zahl von Verfahrensschritten und unter
Verwendung kleinerer Einrichtungen wiederzuverwerten. Weiterhin führen das
Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung nur eine trockene
Bearbeitung aus. Somit besteht kein Verschmutzungsrisiko bedingt durch Abfallflüssigkeiten,
wodurch es wiederum möglich wird, den Aufwand, der mit der
Verarbeitung der Abfallflüssigkeiten in Verbindung steht, zu verringern.
Gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es
möglich, getrennt die Schichten der Mehrschichtfolien gemäß der Schichtenart zu
sammeln, und ist es ebenfalls möglich Mehrschichtfolien wiederzuverwerten, die
keine Papierschichten enthalten. Daher ist es möglich, nicht nur die Papierschicht
wiederzuverwerten, die als Recyclingpapier wiederverwertet wird, sondern auch die
anderen Kunststoffolien- und Aluminiumfolienschichten.
Es zeigt sich somit, daß die Ziele, die oben ausgeführt wurden und jene, die durch
die vorangehenden Beschreibung deutlich gemacht wurden, wirkungsvoll erreicht
werden, und daß es, da bestimmte Änderungen beim oben erwähnten Aufbau
vorgenommen werden können, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung
abzuweichen, beabsichtigt ist, daß sämtliche Gegenstände, die in der vorangehenden
Beschreibung enthalten oder in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, im
Sinne der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung betrachtet werden
sollten.
Es versteht sich zudem, daß die folgenden Ansprüche sämtliche der beschriebenen
Erfindung eigene und spezielle Merkmale umfassen sollen.
Erläuterung der Bezugszeichen
30 Windkraftsortiereinrichtung
31 Zyklon
33 Gebläse
82 zu verarbeitende Bruchstücke
83a Kunststoffolienbruchstücke
83b Aluminiumfolienbruchstücke
84 Papierfaser
120 Schredder (Messermühle)
121 Messermühlenhauptkörper
123 Einlaßanschluß
124 Frässpindel
125 Drehmesser
126 Feststehendes Messer
129 Sieb
130 Abschäl-/Trenn- (Sortier-) Vorrichtung (Trenneinrichtung)
131 Feststehende Scheibe
132 Einlaßanschluß
133 Feststehende Stirnplatte
134 Feststehender Stift
135 In Umfangsrichtung verlaufende Seitenplatte
141 Bewegliche Scheibe
142 Drehwelle
143 Lager
144 Beweglicher Stift
151 Sieb
153 Auslaßanschluß
154 Flansch
155 Bearbeitungsraum
156 Abgaberaum
157 Gebläse
158 Gebläse
235 Verbindungsleitung
236 Leitung
237 Abzweigleitung
238 Solenoidventil