Die Erfindung betrifft ein Recyclingverfahren für Bodenbeläge jeglicher Art zur Wiedergewinnung der eingesetzten Rohstoffe. Ein lösungsmittelbasierendes Recyclingverfahren ermöglicht es, die verschiedenen eingesetzten Rohstoffe am Ende des Lebenszyklus der Bodenbeläge oder des Kunstrasens sortenrein zurück zu gewinnen.

Teppiche und Kunstrasen sind Bodenbelagskonstruktionen, die aus einem Träger, einem Garn, einer Rückenbeschichtung und oftmals einem sekundären Rücken wie z. B. einem Vlies, Gewebe, Schaum oder einer Schwerschicht bestehen. Eine typische Aufteilung der prozentualen Massenanteile ist in Zeichnung 1 dargestellt. Für die unterschiedlichen Komponenten werden verschiedene Kunststoffe eingesetzt. Bei Teppichen wird für das Garn überwiegend Polypropylen, Polyamid oder auch Polyester eingesetzt. Bei Kunstrasen kommt vorwiegend Polyethylen und Polypropylen zum Einsatz. Für die Herstellung des Trägers wird meistens Polypropylen und Polyester verwendet. Damit das Garn in den Träger

eingebunden wird, bedarf es einer zusätzlichen Beschichtung. Die derzeit in der Praxis angewandten Beschichtungstechnologien erlauben als

Beschichtungsmaterial bei Teppichen (Nonwoven, Webware und Tuftware) fast ausschließlich den Einsatz von wässrigem Latex und Acrylaten und bei

Kunstrasen neben wässrigem Latex auch Polyurethan. Die Verwendung von Latex und Polyurethan als Beschichtungsmaterial führt durch die nicht reversible

Aushärtung der Rückenbeschichtung zu einem nur unvollständig werkstofflich oder rohstofflich recyclingfähigen Endprodukt.

Die verschiedenen Recyclingoptionen (Kompostieren, Verbrennen,

Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling) insbesondere für Kunststoffgemische sind u. a. in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Aufl., Vol. A 21 , Kap. Plastics, Recycling, Weinheim 2005 beschrieben. Insbesondere ist auch die rohstoffliche, werkstoffliche und energetische Wiederverwertungsmöglichkeit von Bodenbelagskonstruktionen wie Teppichen und Kunstrasen bereits beschrieben worden. So wird in EP-A-2236671 und EP-A-2236672 als besondere Form des

werkstofflichen Recyclings je ein Verfahren beschrieben, bei welchem alter Kunstrasen durch Regranulierung als Polymerblend zerkleinert wird, und das Regranulat durch Beimischung neuer Kunststoffe zur Herstellung sogenannter „Infill" verwendet wird. Als„Infill" bezeichnet man ein Granulat, welches auf den eigentlichen Kunstrasen beispielsweise zur Dämpfung lose aufgestreut wird. In der Fachwelt wird bei derartigen werkstofflichen Recyclingmethoden, bei dem die Werkstoffe nicht sortenrein anfallen und somit nicht in ihrer ursprünglichen Form verwendet werden können, auch von sogenanntem„Downcycling" gesprochen. Beispielhaft hierfür ist neben der Wiederverwertung als Infill für Kunstrasen auch der Einsatz von regranulierten Teppichen als Schwerschicht für Fliesen oder Automobilteppiche. Die energetische Verwertung von Bodenbelägen, inklusive Kunstrasen, durch Verbrennen und damit die Rückgewinnung von Energie stellt zwar eine immer noch bessere Alternative zur Deponierung dar, sie steht aber aufgrund der nur einmaligen Anwendbarkeit im Widerspruch zur Recyclingidee, bei welcher ein Werkstoff den Recyclingkreislauf im Idealfall mehrfach durchläuft. Daher ist die energetische Verwertung vor allem eine Option für nicht weiter trennbare

Stoffgemische sowie für besonders stark gealterte und nicht mehr einsetzbare Werkstofffraktionen. Tatsächlich empfiehlt die European Synthetic Turf

Organisation (ESTO) in einer Stellungnahme vom März 2009 über sogenannte „end-of-life" Optionen die Verbrennung von Kunstrasen als die

umweltfreundlichste Option für die Endnutzung anstelle einer Deponierung. Die Verbrennungsrückstände können anschließend z. B. in der Beton- und

Zementindustrie als Füllstoffe weiterverwertet werden.

Neben dem werkstofflichen und energetischen Recycling gibt es noch die Option des rohstofflichen Recycling, bei welchem die Kunststoffe durch Hydrierungs-,

Vergasungs-, Crack- und/oder Pyrolyseverfahren in ihre Ausgangsstoffe - Öl oder Gas - zurückgeführt werden. Die Verfahrenstechniken beim rohstofflichen

Recycling sind in den 90er Jahren sehr weit entwickelt worden. So ist beispielsweise in WO 95/03375 ein Recyclingverfahren dargestellt, welches Kunststoffabfälle zu einem flüssigen Produkt aufspaltet und im Anschluss zu Olefinen wie z. B. Ethylen oder Propylen umsetzt. Das Verfahren ist besonders geeignet, um sehr große Mengen polyolefinreicher Kunststoffe (PE, PP) zu verwerten. Der stoffliche Nutzungsgrad des Verfahrens liegt mit über 93 % besonders hoch. Nachteilig ist allerdings, dass für die wirtschaftliche Nutzung eines Steamcrackers besonders große Mengen von sortenreinen

Kunststoffabfällen zusammengeführt werden müssen und somit ausschließlich eine zentrale Nutzung wirtschaftlich sinnvoll ist. Auch Mischkunststoffe sind für dieses Verfahren nur als begrenzt brauchbar anzusehen. Vor allem auch wegen des Nachteils, die Kunststoffabfälle über große Distanzen zum Steamcracker transportieren zu müssen, hat sich das Verfahren in der Praxis nicht durchgesetzt.

Eine Alternative zur energetischen oder rohstofflichen Verwertung sowie zum Downcycling und Deponieren ist die stoffliche Verwertung oder das

Werkstoffrecycling, dessen wichtigste Grundvoraussetzung es ist, die

verschiedenen Kunststoffe sortenrein zu erhalten. Im Falle von Teppichen, Kunstrasen und Nonwoven gelingt dies durch einfache mechanische

Trennverfahren nicht zufriedenstellend.

Nach dem bisher Ausgeführten besteht Bedarf nach einer wirksamen,

wirtschaftlichen und dem Grundgedanken des Recyclings gerecht werdenden Verfahren der Wiederaufbereitung von Kunstrasen- und Teppichabfällen. Es wurde nun gefunden, dass hier das Verfahren der Trennung über "Selektives Lösen" eine vielversprechende Möglichkeit darstellt, insbesondere dann, wenn die Rückenverklebung anstatt mit einer konventionellen Latex- oder

Polyurethanbeschichtung mit einem thermoplastischen und damit in organischen Lösungsmitteln löslichen Polyolefinwachs durchgeführt wurde.

Die Trennung von Mischkunststoffen durch "Selektives Lösen" nutzt die

unterschiedliche Löslichkeit verschiedener thermoplastischer Polymere, wie z. B. Kunststoffe und Wachse, in organischen Lösungsmitteln. Durch geeignete Wahl von Temperatur, Druck und Art des Lösungsmittels lassen sich stufenweise reine Polymerlösungen gewinnen und nach Entfernen des Lösungsmittels durch

Abdampfen sortenreine Kunststoffe erhalten. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen zum einen in der außerordentlich hohen erzielbaren Produktqualität und zum anderen in der Möglichkeit, Additive, welche die Einsatzmöglichkeiten für

Regranulate oft drastisch senken, entfernen zu können. Auch lassen sich

Polyolefmgemische bestehend aus HDPE (High Density Polyethylene), LDPE (Low Density Polyethylene) und PP (Polypropylen) mit einem Mindestgehalt der Hauptkomponente von 95 % voneinander trennen (E. Novak,

Verwertungsmöglichkeiten für ausgewählte Fraktionen aus der Demontage von Elektroaltgeräten, OFI Kunststoffinstitut, Wien 2001 , 12-14.).

In EP-A-0491836 wird ein Verfahren zum Recycling von Kunststoffgemischen mittels„Selektiven Lösens" beschrieben. Der beschriebene Recyclingprozess basiert auf jeweils einem ausgewählten Lösungsmittel und dessen Lösevermögen für unterschiedliche Kunststoffe bei verschiedenen Temperaturen. Auf

Fällungsmittel sowie weitere Lösungsmittel wird bei diesem Verfahren verzichtet.

Das Fraunhoferinstitut für Verfahrenstechnik hat auf Basis "Selektives Lösen" verschiedene verfahrenstechnische Fortschritte erzielt, insbesondere hinsichtlich einer wirtschaftlichen Prozessführung durch eine deutliche Verringerung des Lösemittelbedarfs und damit Erhöhung der Polymerbeladung. Beispielsweise beschreibt DE-A- 102005026451 ein Verfahren zur Trennung von ABS (Acryl- Butadien-Styrol Copolymer) aus Mischkunststoffen. Das werkstoffliche Recycling von EPS (Expanded Polystyrol) wird in EP-A- 438351 beschrieben. In

WO 2011/082802 wird die Weiterentwicklung des„Selektiven Lösens" explizit auf ein„selektives Quellen" (Fraunhofer-Verfahren) eingeschränkt und grenzt sich somit von EP-A-0491836 sowie von konventionellen Umlöseverfahren ab. Unter Betrachtung der verschiedenen Recyclingoptionen (Verbrennen,

Rohstoffrecycling, Downcycling) einer Bodenbelagskonstruktion (Nonwoven, Webware, Tuftware und Kunstrasen) mit dem Ziel eines nahezu vollständigen Werkstoffrecyclings, bei welchem die unterschiedlichen eingesetzten Kunststoffe sortenrein in die Produktion zurückgeführt werden, um daraus wieder Garn, Träger und die Rückenbeschichtung zu gewinnen, stellt ein lösemittelbasiertes

Recyclingverfahren zur Zeit die einzige Alternative dar. Obige beschriebene Recyclingverfahren auf Basis von selektivem Lösen/Quellenbeschreiben explizit die Trennung von Mischkunststoffen sowie die Trennung unterschiedlicher

Polyolefine (HDPE, LDPE und PP) und stellen dafür den Stand der Technik dar. Bisher wurde jedoch noch nicht die Trennung chemisch verwandter

Polymermaterialien unterschiedlichen Molekulargewichts beschrieben (z. B. HDPE von HDPE-Wachs oder Polypropylen von Polypropylen-basiertem Wachs).

Dementsprechend ist auch die Trennung von Polymerwachsen und

höhermolekularen Homo- und Copolymeren, die jeweils auf Propylen-, Ethylen-, oder höheren α-Olefinen (C ₄ -C ₂ o) basieren, nicht vorbeschrieben. Derartige Wachse unterscheiden sich vom chemisch verwandten Polymer insbesondere durch ihr niedrigeres Molekulargewicht und, damit korrelierend, durch ihre niedrigere Schmelzviskosität. Unter Polyolefinwachsen werden hier in Abgrenzung zu Kunststoffen solche Polyolefine verstanden, deren Schmelzviskosität bei 170 °C unterhalb von 40.000 mPa-s liegt.

Es wurde nun überraschend gefunden, dass sich Bodenbelagskonstruktionen mit einer Rückseitenbeschichtung auf. Basis von polyolefinischen Homo- und

Copolymerwachsen mittels eines lösemittelbasiertes Recyclingverfahren besonders eignen um daraus sortenrein die Werkstoffkomponenten zurück zu gewinnen. Gleichzeitig wurde gefunden, dass die polyolefinischen Homo- und Copolymerwachse aufgrund ihrer niedrigen Lösetemperaturen im Vergleich zu chemisch verwandten Polymeren höherer Molmasse einfacher sowie gründlicher abtrennbar sind. Darüber hinaus wurde gefunden, dass hinsichtlich einer sortenreinen Trennung diese besonders gut gelingt, wenn die polyolefinischen Homo- und Copolymerwachse mit Hilfe von Metallocenkatalysatoren hergestellt wurden.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein lösemittelbasiertes Trennverfahren zum werkstofflichen Wiedergewinnen der in Nonwoven-, Woven- und Tuftware, insbesondere in Kunstrasen, Teppichen und Webteppichen, eingesetzten Werkstoffe in ihre qualitativ sortenreinen Werkstoffkomponenten, wobei mindestens eine Werkstoffkomponente ein Polyolefinwachs enthält und wobei als Lösungs- und/oder Quellmittel halogenfreie aliphatische Kohlenwasserstoffe und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.

Bevorzugt handelt es sich dabei um ein Polyolefinwachs, das mit Hilfe von

Metallocenkatalysatoren hergestellt wurde.

Das erfindungsgemäße lösungsmittelbasierte Trennverfahren betrifft das

Recycling von Bodenbelagskonstruktionen wie Nonwoven, Woven und Tuftware, z. B. Kunstrasen, Teppiche und Webteppiche zur teilweisen, bevorzugt

vollständigen Zurückgewinnung der einzelnen sortenreinen

Werkstoffkomponenten. Als sortenrein werden die Werkstoffkomponenten dann betrachtet, wenn die Querkontamination mit einer anderen Werkstoffkomponente nicht über 10 Gew.-%, bevorzugt nicht über 5 Gew.-%, besonders bevorzugt nicht über 1 Gew.-%, beträgt und wenn sich damit die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffkomponente (wie z. B. Zugfestigkeit, Reißdehnung, E-Modul, etc.) gegenüber den ursprünglichen Eigenschaften der Werkstoffkomponente vor dem Recycling um nicht mehr als 20 %, bevorzugt um nicht mehr als 10 %, verändern.

Die Anwendung des lösungsmittelbasierten Trennverfahrens auf

Bodenbelagskonstruktionen setzt voraus, dass es sich bei den

Werkstoffkomponenten um mindestens ein in einem geeigneten organischen Lösungsmittel lösliches Polymer sowie mindestens ein lösliches Polyolefinwachs handelt und dass maximal eine unlösliche Werkstoffkomponente vorhanden ist. Ferner liegen erfindungsgemäß die Lösetemperaturen hinreichend weit

voneinander entfernt (mindestens 15 K), um ein„selektives Lösen" oder „selektives Quellen" zu gewährleisten. Lösungsmittelbasierte Trennverfahren sind im Stand der Technik bekannt, allerdings nicht für das Recycling von Teppichen oder Kunstrasen. So werden die Methoden des„selektiven Lösens" wie in EP-A-0491836 oder in H. Martens, Recyclingtechnik, Spektrum Heidelberg 2011, 171ff, des„selektiven Quellens" wie in WO 2011/082802 sowie die„selektive Fraktionierung" impliziert.

Die genauen Ausführungsformen der lösungsmittelbasierten Trennverfahren zum erfindungsgemäßen Recycling von Bodenbelagskonstruktionen sind von einem Fachmann auf die jeweilige Bodenbelagskonstruktion und die darin verwendeten Werkstoffkomponenten abzustimmen.

Das "selektive Quellen" stellt hinsichtlich der technischen Bedingungen besondere Anforderungen, da hier aufgrund des geringen Lösungsmitteleinsatzes keine echten Polymerlösungen, sondern Polymergele hergestellt werden. Das

Trennprinzip beruht auf der Steuerung der Viskosität über den Quellungsgrad und zielt auf die Trennung fester ungelöster Werkstoffkomponenten von viskosen Polymergelen durch Filtration oder Sedimentation unter geeigneter Scherung.

Durch Abdampfen des Lösungsmittels und in einem anschließenden

Trocknungsverfahren bei Temperaturen im Bereich von 30 bis 120 °C, wobei vorzugsweise im unteren Bereich der Temperaturen auch Unterdruck eingesetzt wird, kann das eingesetzte Lösungsmittel abgetrennt und in den Prozess zurückgeführt werden. Ggf. dann noch vorhandene Lösungsmittelreste können auch durch Extrusion mit geeigneter Entgasung entfernt werden.

Als Lösungs- oder Quellmittel werden erfindungsgemäß halogenfreie aliphatische Kohlenwasserstoffe wien-Heptan oder Decalin, aromatische Kohlenwasserstoffe wieToluol, Xylol, Tetralin, Ester, Ether, Heterozyklen oder Mischungen aus einem oder mehreren dieser Lösungsmittel eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Anwendung eines lösungsmittelbasierten Trennverfahrens für Bodenbelagskonstruktionen setzt voraus, dass mindestens eine der

Werkstoffkomponenten, bevorzugt die für die Rückseitenverklebung eingesetzte, aus einem Polyolefinwachs besteht. Die erfindungsgemäßen Polyolefmwachse umfassen Homopolymere auf Basis von Ethylen oder Propylen sowie Copolymere auf Basis von Polypropylen und 0,1 bis 30 Gew.-% Ethylen und/oder 0,1 bis 50 Gew.-% eines verzweigten oder unverzweigten C ₄ -C ₂ o α-Olefins. Diese Polyolefinwachse können in bekannter Weise durch Polymerisation z. B. nach einem Insertionsmechanismus mit Hilfe von Ziegler- oder Metallocenkatalysatoren oder durch ein radikalisches Hochdruckverfahren oder durch thermischen Abbau von kunststoffartigen Polyolefinen hergestellt werden. Entsprechende

Herstellprozesse sind etwa in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000. Waxes sowie in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Metallocenes beschrieben. Erfindungsgemäß sind ebenso amorphe

Polyalphaolefine (APAO) eingeschlossen. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Polyolefinwachse, die mit Metallocenkatalysatoren hergestellt wurden.

Überraschend ergab sich, dass solche Wachse sortenreiner abgetrennt werden können als beispielsweise Wachse aus dem Zieglerverfahren.

Bevorzugt sind Polyolefinwachse sowie deren Recyclate mit einer zahlenmittleren Molmasse M _n zwischen 500 und 25.000 g/mol und einer gewichtsmittleren

Molmasse M _w zwischen 1.000 und 40.000 g/mol sowie eine Polydispersität M _w /M _n von kleiner 5, bevorzugt kleiner 2,5, besonders bevorzugt kleiner 1 ,8, aufweisen. Die Bestimmung der Molmasse erfolgt gelpermeationschromatographisch. Bevorzugt zeichnen sich die Polyolefinwachse durch einen Tropf- oder

Erweichungspunkt Ring/Kugel zwischen 70 °C und 165 °C und eine

Schmelzviskosität gemessen bei 170 °C von maximal 40.000 mPa-s, bevorzugt maximal 30.000 mPa-s, besonders bevorzugt maximal 20.000 mPa-s, aus. Die erfindungsgemäße Anwendung eines lösungsmittelbasierten Trennverfahrens auf Bodenbelagskonstruktionen bestimmt den Einsatz der sortenreinen Recyclate als Werkstoffkomponenten erneut in ihrer jeweiligen bisherigen Funktion in Nonwoven, Woven und Tuftware, z. B. Kunstrasen. Der typische Aufbau von Bodenbelagskonstruktionen wird in Zeichnung 1 am Beispiel eines Kunstrasens dargestellt. Typische Werkstoffe für die Filamente können dabei Naturfasern, wie z. B. Wolle oder Kunstfasern aus LLDPE, LDPE, PP, Polyester (z. B. PET (Polyethylenterephthalat), PBT (Polybutylenterphthalat)) oder Polyamid (z. B. PA6, PA66, PA6.10) sein. Typische Werkstoffe für die Träger sind z. B. Polyethylen, Polypropylen und Polyester. Die Rückseitenverklebung besteht erfindungsgemäß aus einem Polyoletlnwachs. Die Anwendung eines lösungsmittelbasierten Trennverfahrens auf

Bodenbelagskonstruktionen umschließt auch den Einsatz von Füllstoffen wie z. B. Calciumcarbonat oder Hilfsstoffe wie z. B. Flammschutzmittel, Antistatika,

Wachse, Harze, Weichmacher, Pigmente und Antioxidantien. Experimenteller Teil:

Das nachfolgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch auf konkret angegebene Ausführungsformen zu beschränken. Prozentangaben sind, wenn nicht anders angegeben, stets als Gewichtsprozente zu verstehen.

Das Schmelzverhalten (Schmelzpunkt, -enthalpie) wurde mit Hilfe der„differential scanning calorimetry" DSC nach DIN 11357 bestimmt. Die Schmelzviskositäten der Wachse wurden nach DIN 53019 mit einem Rotationsviskosimeter, die Tropfpunkte nach ASTM D3954, die Erweichungspunkte Ring/Kugel nach ASTM D3104 bestimmt.

Das Molmassengewichtsmittel M _w und das Molmassenzahlenmittel M _n wurden durch Gelpermeationschromatographie bei einer Temperatur von 135 °C in 1 ,2-Dichlorbenzol bei Kalibrierung gegenüber einem entsprechenden PP- bzw. PE-Standard ermittelt.

Die Messung der mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit und Reißdehnung) wurden nach DIN 527-1 durchgeführt. Beispiel 1 : Selektives Lösen am Beispiel Kunstrasen:

Das für das Beispiel verwendete Kunstrasenmuster bestand aus einem LLDPE (Linear Low Density Polyethylen)-Garn, einem Rücken aus PP sowie einer Rückseitenbeschichtung auf Basis eines mit Metallocen als Katalysator

hergestellten PP-Polyolefinwachses, dessen ursprüngliche Eigenschaften in Form seines Tropfpunktes, seiner Molmasse, seiner Schmelzviskosität und seiner mechanischen Eigenschaften in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind.

8 kg Kunstrasenabfall der oben beschrieben Probe wurden in einem Häcksler zerkleinert und mit 40 kg p-Xylol versetzt, dann wurde das Gemisch stufenweise erwärmt. Die jeweiligen Lösetemperaturen lagen bei 73 °C für das

PP-Polyolefinwachs, 96 °C für LLDPE und bei 146 °C für PP. Die Lösezeiten lagen jeweils unter 20 min.

Die Extraktion des PP-Polyolefinwachses und des LLDPE erfolgten jeweils

2-stufig, die Abtrennung von PP verlief einstufig. Die im Lösungsmittel gelösten Werkstoffkomponenten wurden durch Temperaturabsenkung ausgefällt, ausgepresst und im Vakuum bei 40 °C getrocknet. Das dadurch

zurückgewonnene Lösungsmittel wurde dem Prozess wieder zugeführt.

Alle Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle

PP-Wachs PP- LLDPE LLDPE- PP PP- (RückseitenWachs- (Garn) Recyclat (Träger) Recyclat beschichtung) Recyclat

Tropfpunkt [°C 97 97 n.a. n.a. n.a. n.a.

T _m [°c 88 89 125 123 163 160

ÄH _m [mJ/mg -39 -35 -130 -120 -99 -90

M _n 17900 ^* 19400*

M _w 29700* 30400*

PDI 1 ,7 1 ,6 n.a. nicht anwendbar n.b. nicht bestimmt

PP-Standard ^* * PE-Standard