Mehrschichtverbunden für das sortenreine Recycling der Polymer- bzw. Metallfolien

Mehrschichtverbunde beispielsweise verwendet für das Verpacken von Lebensmitteln bestehen aus wenigstens zwei flächig miteinander verbundenen Folienschichten. Die Folien sind beispielsweise Polymerfolien erzeugt aus Polyethylen-, Polypropylen-, Polyester- und Polyamid. Die Polymerfolien können auch co-extrudierte Polyolefinfolien mit Etylenvinylalkohol-Innenschicht sein.

Mehrschichtverbunde enthalten gegebenenfalls auch als eine Schicht Aluminiumfolie oder mit Aluminium oder Siliziumoxid bedampfte Polypropylen- bzw. Polyesterfolien. Die Mehrschichtverbunde können auch eine Papierschicht enthalten. Mehrschichtverbunde enthalten in der Regel eine Schicht Druckfarbe, die im Frontaldruck oder im Konterdruck (https://roempp .thieme.de/roempp4.0/do/data/RD-06-01930) aufgetragen sein kann.

In der Regel werden für die Lebensmittelverpackung 2-lagige (Duplex-Verbunde) oder 3-lagige (Triplex-Verbunde) eingesetzt. Es sind aber auch Mehrschichtverbunde mit mehr als drei Schichten möglich.

In vielen Fällen werden die verschiedenen Schichten mittels eines Klebstoffpolymers miteinander flächig verbunden. Dazu kommen in der Regel 1-komponentige oder 2-komponentige Polyurethan- Klebstoffpolymere zur Anwendung, die als lösemittelfreier, lösemittelhaltiger oder wässriger Klebstoff auf mindestens eine der jeweils zu verbindenden Schichten aufgetragen werden, bevor die zu verbindenden Schichten miteinander verbunden werden. Das Auftragsgewicht der Klebstoffpolymere zwischen zwei jeweils zu verbindenen Schichten liegt je nach Art des Klebstoffs zwischen 0,5g/m ² und 5g/m ² . Etwaig in dem Klebstoff vorhandenes Lösemittel bzw. Wasser sind hierbei nicht eingerechnet. Auch Haftvermittler, beispielsweise auf Polyurethanbasis, können analog zum Einsatz kommen. Dies ist beispielsweise oft bei co-extrudierten Polymeren der Fall, wie den oben genannten co-extrudierten Polyolefinfolien mit Etylenvinylalkohol-Innenschicht. Der Klebstoff- bzw. Haftvermittler wird nicht als Schicht betrachtet.

Die Vorteile der Mehrschichtverbunde für das Verpacken von Lebensmitteln -im Vergleich zu anderen Verpackungsarten wie zum Beispiel Glas- oder Metallverpackung - sind neben den geringen Kosten und dem geringen Gewicht auch der geringe Platzbedarf der verpackten Lebensmittel.

Mehrschichtverbunde für das Verpacken von Lebensmitteln müssen hohen Anforderungen genügen. So muss zum Beispiel die Barriere der Mehrschichtverbunde ausreichend hoch sein um den Kontakt des Lebensmittels mit Sauerstoff zu vermeiden. Außerdem ist die Barriere nötig, damit Aromen und Vitamine in den Lebensmitteln geschützt werden. Gelegentlich werden in die Verpackung auch Schutzgase (z.B. Stickstoff) eingebracht. Diese Schutzgase müssen während der Haltbarkeitsdauer des Lebensmittels in der Verpackung verbleiben. Die Barrierewirkung der Verpackung ist also notwendig, um eine möglichst lange Mindesthaltbarkeit des Lebensmittels zu gewährleisten. Die Barriereeigenschaft eines Mehrschichtverbundes kann über die Auswahl der Folienschichten bzw. deren Kombination sichergeste 11t werden.

Neben den Barriereeigenschaften der Mehrschichtverbunde ist auch eine zuverlässige Verbindung der einzelnen Folien miteinander zu gewährleisten. Dies ist insbesondere bei Mehrschichtverbunden wichtig, die nach dem Abpacken des Lebensmittels dem Dampfsterilisationsprozess ausgesetzt werden. Die Dampfsterilisation wird bei Temperaturen bis 134°C über einen Zeitraum von bis zu 60 Minuten durchgeführt. Dabei dürfen sich die Folienschichten nicht voneinander trennen. Um dieser Anforderung zu genügen, muss das eingesetzte Klebstoffpolymer eine hohe Beständigkeit besitzen. Diese Anforderung wird im Wesentlichen nur von vernetzten Klebstoffpolymeren erreicht.

Die Mehrschichtverbunde besitzen jedoch den Nachteil, dass sie nach dem Verbrauch des Lebensmittels nur schwer wieder in die einzelnen Folienschichten getrennt werden können. Das Auftrennen in die Einzelschichten ist jedoch sinnvoll, damit die Polymere bzw. das Aluminium wieder sortenrein in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt werden können.

Das Deutsche Verpackungsgesetz schreibt für KunststoffVerpackungen ab 2022 eine Recyclingquote von 63% vor. Dabei ist es sinnvoll, wenn das Recycling zu möglichst hochwertigen und sortenreinen Kunststoffen führt. Um die sortenreine Sortierung der einzelnen Folienschichten zu ermöglichen, müssen die Schichten voneinander getrennt werden. Die Trennung der Schichten ist jedoch nicht trivial, weil die vernetzten Klebstoffpolymere nur eine geringe Löslichkeit besitzen.

Es muss daher ein Weg gefunden werden die Klebstoffschicht bzw. Haftvermittlerschicht zwischen den Folienschichten soweit zu schwächen, dass die Schichten voneinander getrennt werden können.

Inzwischen wurden bereits spezielle Trennverfahren entwickelt, die für einzelne Folienkombinationen oder Kunststoffe eingesetzt werden können.

So offenbart das Patent EP 0 543 302 Bl ein Verfahren für die Trennung von Aluminiumfolie und Polyethylen- oder Polyesterfolie unter Einwirkung von Fettsäuren und in einem geschlossenen Behälter bei 100°C bis 122°C.

Ein Nachteil dieser Erfindung ist der Umstand, dass nur ausgewählte Folienkombinationen getrennt werden können. Der Einsatz für die Trennung aller Mehrschichtverbunde, die für die Lebensmittelverpackung zum Einsatz kommen, ist mit diesem Verfahren nicht möglich.

WO 2015/000681 Al beschreibt ein lösemittelbasiertes Kunststoff-Recycling -Verfahren, mit dem die Polymere aus Kunststoffabfällen zurückgewonnen werden können. Das Verfahren basiert auf der Mitverwendung von Thermostabilisatoren in einem paraffinischen Kohlenwasserstoffgemisch. Das bei erhöhter Temperatur in dem Kohlenwasserstoffgemisch gelöste Polymer fallt beim Abkühlen aus. Das Polymer wird mechanisch abgetrennt und der im Polymer vorhandene Kohlenwasserstoffgemisch durch Anlegen von Vakuum z.B. in einem Entgasungsextruder entfernt. Der Thermostabilisator verhindert den Polymerabbau des gelösten Polymers. Das gewonnene Polymer enthält 50 - lOOOppm des Kohlenwasserstoffgemischs.

Ein Nachteil dieser Arbeitsweise ist, dass das zurückgewonnene Polymer noch Restmengen des zur Abtrennung verwendeten Kohlenwasserstoffs enthält.

EP 2 668 226 Bl offenbart ein Trennmedium für Mehrschichtsysteme, welches aus einer nanoskaligen Dispersion besteht, die eine organische Komponente, eine wässrige Komponente sowie ein Tensid enthält. Das Verfahren zielt auf das Recycling von Photovoltaikmodulen ab.

US 2017/0080603 Al beschreibt ein Verfahren zur Auftrennung von Verpackungsmaterialien, wobei die Trennflüssigkeit eine Carbonsäure und ein Quellmittel umfasst, wobei es sich bei Letzterem um ein Kohlenwasserstofflösungsmittel handelt, wie Toluol, Xylol, Ethylbenzol, Cyclohexan oder Decalin, wie Olefine, Terpene, Ketone, Ether oder Ester.

Es besteht somit ein Bedarf nach einem Verfahren zur Auftrennung von Mehrschichtverbunden, insbesondere von Mehrschichtverbunden, die für das Verpacken von Lebensmittel eingesetzt werden. Das Verfahren soll die Klebstoffschicht bzw. Haftvermittlerschicht zwischen den Folienschichten der Mehrschichtverbunde soweit schwächen, dass die Trennung der Mehrschichtverbunde in die Einzelschichten möglich ist.

Das Verfahren soll möglichst ohne die Mitverwendung von Gefahrstoffen bzw. leicht entzündlichen Stoffen möglich sein.

Gelöst wurde die Aufgabe durch die Verwendung eines Trennmediums bestehend aus der wässrigen Mischungen (Emulsion) wenigstens eines ätherischen Öls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenolen, Phenylpropanoiden und Furanocumarinen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Trennmediums, enthaltend mindestens ein ätherisches Öl oder bestehend aus mindestens einem ätherischen Öl, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenolen, Phenylpropanoiden und Furanocumarinen, zur Trennung von mindestens zwei durch mindestens einen Haftvermittler und/oder mindestens ein Klebstoffpolymer, bevorzugt mindestens einen Polyurethan-basierten Haftvermittler und/oder mindestens ein Polyurethan-basiertes Klebstoffpolymer, flächig miteinander verbundenen Schichten eines Mehrschichtverbunds . Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Trennen von mindestens zwei durch mindestens einen Haftvermittler und/oder mindestens ein Klebstoffpolymer, bevorzugt mindestens einen Polyurethan-basierten Haftvermittler und/oder mindestens ein Polyurethan basiertes Klebstoffpolymer, flächig miteinander verbundenen Schichten von Mehrschichtverbunden, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrschichtenverbund mit einem Trennmedium, enthaltend mindestens ein ätherisches Öl oder bestehend aus mindestens einem ätherischen Öl, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenolen, Phenylpropanoiden und Furanocumarinen, behandelt wird.

Ein Klebstoff ist ein nichtmetallischer Stoff, der in der Lage ist, Werkstoffe durch Oberflächenhaftung (Adhäsion) und seine innere Festigkeit (Kohäsion) zu verbinden. Es handelt sich also um einen Prozesswerkstoff, der erst durch eine (physikalische oder chemische) Abbindereaktion während der Fertigung seine mechanische Festigkeit ausbildet und der beim Fügeverfahren Kleben (EN 923:2015) zum Verbinden verschiedener Fügeteile verwendet wird. Dabei versteht man unter Fügeteilen zwei oder mehr Werkstücke (mit geometrisch bestimmter Form oder formlose Stoffe), die auf Dauer miteinander verbunden sind, wie beispielsweise die einzelnen Schichten in Mehrschichtverbunden . Ein Fügeverfahren ist entsprechend ein Verfahren, das dazu dient Werkstücke auf Dauer miteinander zu verbinden.

Im Rahmen dieser Erfindung versteht man unter einem Haftvermittler ein Polymer, welches - beispielsweise zur Verbesserung der Haftung - in einem Koextrusionsprozess zwischen zwei Schichten eines Mehrschichtverbundes gebracht wird. Typische Polymerklassen, die als Haftvermittler eingesetzt werden, sind: Poly-Ethylvinylalkohle, modifizierte Polyolefine, Polyester, Polyurethane. Besonders bevorzugt sind Polyester und Polyurethane, besonders bevorzugt sind Polyurethane, ganz besonders bevorzugt sind Polyesterpolyurethane.

Im Rahmen dieser Erfindung werden unter Polyurethan-basierten Haftvermittlem und/oder Polyurethan-basierten Klebstoffpolymeren solche Polymere verstanden, die nach dem Abbinden wenigstens ein Strukturmerkmal in der Polymerkette aufweisen, welches durch Reaktion einer Isocyanatgruppe mit einer Isocyanat-reaktiven Verbindung gebildet wird. Beispiele für Strukturmerkmale, die durch Reaktion von Isocyanatgruppen mit Isocyanat-reaktiven Verbindungen erzeugt werden sind Urethan-, Allophant-, Biuret-, Hamstoffgruppen.

In der weiteren Beschreibung bezieht sich Haftvermittler sowohl auf den Zustand vor als auch auf den Zustand nach dem Abbinden (Vorgang, bei dem ein Klebstoff seine Kohäsionsfestigkeit gewinnt und die Klebung ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften entwickelt).

Als Trennmedium kann das ätherische Öl oder die Mischung von ätherischen Ölen selbst, eine einphasige Mischung des ätherischen Öls bzw. der Mischung von ätherischen Ölen mit anderen Substanzen oder eine mehrphasige Zusammensetzung enthaltend das ätherische Öl, beispielsweise eine wässrige Emulsion des ätherischen Öls oder der Mischung von ätherischen Ölen verwendet werden.

Bevorzugt besteht das Trennmedium aus einer wässrigen Emulsion des mindestens einen ätherischen Öls.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Trennmedium eine wässrige Emulsion des mindestens einen ätherischen Öls. Bevorzugt enthält das Trennmedium bei dieser Ausführungsform keine Carbonsäure.

Bevorzugt wird eine wässrige Emulsion in das Verfahren eingesetzt, die > 0,1 Volumen-%, besonders bevorzugt > 0,5 Volumen -%, ganz besonders bevorzugt > 1 Volumen -%, noch mehr bevorzugt > 10 Volumen -% des mindestens einen ätherischen Öls, bezogen auf das eingesetzte Volumen an Wasser, enthält.

Als Beispiele für ätherische Öle aus der Gruppe der Phenole, Phenylpropanoide und Furanocumarine seien genannt Carveol, Carvacrol, Thymol, Apiol, Trans-Zimtsäuremethylester, Cis- und Trans- Anethol, Dillapiol, Estragol, Eugenol und Coriandrin.

Die ätherischen Öle können natürlichen Ursprungs sein, d.h. aus Pflanzen oder Pflanzenteilen gewonnen werden, oder synthetisch hergestellt werden.

Das ätherische Öl kann auch durch Oxidation, Veresterung oder Alkylierung chemisch verändert sein.

Unter den oben genannten Stoffgruppen ist insbesondere die der Phenylpropanoide zur Verwendung im erfmdungsgemäßen Verfahren geeignet.

Ganz besonders geeignet ist die Verbindung Eugenol.

Die oben genannten ätherischen Öle aus der Gruppe der Phenole, Phenylpropanoide und Furanocumarine bzw. Mischungen dieser Öle können im erfmdungsgemäßen Verfahren auch in Abmischung mit ätherischen Ölen aus den Stoffgruppen der acyclischen und cylischen Mono- und Sesquiterpene verwendet werden. Als Beispiele für acyclische und cylische Mono- und Sesquiterpene seien genannt Ocimen, Myrcen, Limonen, a-Terpinen, Phellandren, a-Pinen, Camphen, Linalool, Geraniol, Menthol, Sabinol, Bomeol, Neral, Citronellal, Carvon, Menthon, Campher, Fenchon, Menthofuran, Cineol, Anethofüran, Geranylacetat, Linalylacetat, Essigsäurebornylester, Isobomylacetat, Famesol, Famesen, a-Bisabolol, a-Caryophyllen, Chamazulen und ß-Caryophyllen. Bevorzugt ist jedoch die Verwendung von ätherischen Ölen und Mischungen ätherischer Öle ausschließlich ausgewählt aus der Gruppe der Phenole, Phenylpropanoide und Furanocumarine. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die wässrige Emulsion > 0,5 Volumen -%, bevorzugt > 0,9 Volumen-% einer Mischung an ätherischen Ölen, bezogen auf das eingesetzte Volumen an Wasser, wobei der Volumenanteil an Eugenol in der Mischung der ätherischen Öle wenigstens (>) 1/3 beträgt.

Durch Zusatz von oberflächenaktiven Substanzen z.B. Tensiden, Emulgatoren zu der Mischung aus Wasser und ätherischem/en Öl/en kann die Effektivität des Verfahrens gesteigert werden.

Ein Mehrschichtverbund im Sinne der Erfindung besteht aus mindestens zwei flächig miteinander verbundenen Schichten, die aus dem gleichen Material oder unterschiedlichen Materialien bestehen können.

Bei den Schichten handelt sich um Polymerschichten, bevorzugt erzeugt aus Polyethylen-, Polypropylen-, Polyester- oder Polyamid. Es kann sich um co-extrudierte Polymerschichten handeln, beispielsweise um Polyolefinfolien mit Etylenvinylalkohol-Innenschicht. Die Oberflächen der Polymerschichten können behandelt sein, d.h. beispielsweise mit Aluminium oder Siöx bedampft oder mit Druckfarbe bedruckt sind. In diesem Falle ist die Polymerschicht inklusive der durch die Oberflächenbehandlung erzeugten Schicht als eine einzige Schicht des Mehrschichtverbundes anzusehen.

Demgegenüber wird eine durch einen Hafivermittler oder ein Klebstoffpolymer mit einer Schicht des Verbundes flächig verbundene Aluminiumfolie als eigenständige Schicht betrachtet. Dies gilt auch für eine Aluminiumschicht, die zunächst auf einen Träger aufgedampft und dann mittels einer Transferbeschichtung flächig unter Verwendung eines Haftvermittlers oder eines Klebstoffpolymers mit einer Schicht des Verbundes verbunden wird. Auch kann eine Schicht des Verbundes eine Papier oder Pappschicht sein, oder eine Pflanzenfasern enthaltende Schicht sein.

Polyurethan-basierte Haftvermittler bzw. Klebstoffpolymere, mit welchen die Schichten flächig verbunden sein können, sind im Stand der Technik ausführlich beschrieben, so beispielsweise in Manufacturing Flexible Packaging, Thomas Dünn, ISBN 978-0-323-264-36-5, Ulrich Meier Westhues; Polyurethane, Lacke, Kleb- und Dichtstoffe, ISBN 978-3-86630-896-1. Diese Auflistung ist nicht einschränkend zu werten. Selbstverständlich können auch Mehrschichtverbunde mit dem erfmdungsgemäßen Verfahren getrennt werden, deren Schichten mit Polyurethan-basierten Hafivermittlem bzw. Klebstoffpolymeren verbunden sind, die nicht in den genannten Schriften beschrieben sind. Beschreibung des Verfahrens:

Der Mehrschichtverbund wird gegebenenfalls zerkleinert und mit dem Trennmedium, enthaltend wenigstens ein ätherisches Öl, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenolen, Phenylpropanoiden und Furanocumarinen, unter Rückfluss behandelt. Die Behandlung kann auch bei einem Druck > Normaldruck (1013mPas), beispielsweise in einem Autoklav, und damit höherer Siedetemperatur durchgeführt werden. Dem Fachmann ist die Abhängigkeit des Siedepunktes eines Stoffes vom Umgebungsdruck gut bekannt. Die in Abhängigkeit vom Druck bei der Behandlung einzustel lenden Temperatur bestimmt der Fachmann daher auf Basis seines Fachwissens.

Bei der Behandlung wird die Klebstoffschicht bzw. Haflvermittlerschicht soweit geschwächt, dass durch geringfügige mechanische Belastung (beispielsweise Scherbeanspruchung) der Mehrschichtverbund in die einzelnen Schichten aufgetrennt werden kann.

Um die Effektivität des Verfahrens zu erhöhen, werden die Mehrschichtverbunde, beispielsweise mittels einer Schneidemühle oder eines Schredders, zerkleinert. Ein Mehrschichtverbund besitzt 2 von der oberen und unteren Schicht gebildete und von den übrigen Schichten des Mehrschichtverbundes wegweisende Oberflächen, die sogenannten Deckflächen, und mehrere Seitenflächen, entsprechend jeweils einem Schnitt durch die Schichten von der oberen zur unteren Deckfläche. Durch das Zerkleinern des Mehrschichtverbundes wird die durch die Seitenflächen in Summe gebildete Oberfläche und damit auch die Kontaktfläche des Trennmediums mit dem Klebstoffpolymer bzw. dem Haflvermittler vergrößert. Die Eindringwirkung des Trennmediums in die Klebstoff- bzw. Haftvermittlerschicht wird somit verbessert und die Schwächung der Klebstoff- bzw. Haftvermittlerschicht kann schneller erreicht werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff Mehrschichtpartikel alle aus dem Mehrschichtverbund durch mechanische Zerkleinerung, beispielsweise durch Schneiden, Schreddern, Zerreißen etc., erzeugten Teile verstanden.

Der Mehrschichtverbund wird so zerkleinert, dass die Ausdehnung der Mehrschichtpartikel entlang der Achsen, die parallel zu den Deckflächen der Mehrschichtpartikel verlaufen, im Mittel aller Mehrschichtpartikel, bevorzugt < 400mm ² und besonders bevorzugt < 100mm ² beträgt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter dem Ausdruck Deckflächen eines Mehrschichtpartikels die beiden von den übrigen Schichten des Mehrschichtpartikels wegweisenden Oberflächen der oberen und unteren Schicht des Mehrschichtpartikels verstanden.

Die Schwächung der Klebstoffschicht, bzw. der Haflvermittlerschicht ist um so größer, je länger die Behandlung unter Rückfluss durchgeführt wird. In Abhängigkeit von der Konzentration des/der ätherischen Öls/Öle in der wässrigen Emulsion und bei einer Mehrschichtpartikelgröße wie oben angegeben, sollte die Behandlung unter Rückfluss daher bevorzugt, bzw. besonders bevorzugt wie folgt dauern:

> 0,5 Volumen-% (bezogen auf das eingesetzte Volumen an Wasser): bevorzugt mehr als 2 Stunden, besonders bevorzugt wenigstens 3 Stunden, ganz besonders bevorzugt wenigstens 4 Stunden,

> 1 Volumen -% (bezogen auf das eingesetzte Volumen an Wasser): bevorzugt wenigstens 1,5 Stunden, besonders bevorzugt wenigstens 2 Stunden, ganz besonders bevorzugt wenigstens 3 Stunden,

> 10 Volumen -% (bezogen auf das eingesetzte Volumen an Wasser): bevorzugt wenigstens 0,5 Stunden, besonders bevorzugt wenigstens 1 Stunde, ganz besonders bevorzugt wenigstens 2 Stunden.

Vor oder nach dem Zerkleinern - und vor dem Einbringen der Mehrschichtpartikel in das Trennmedium - können die Mehrschichtverbunde bzw. die Mehrschichtpartikel durch einen Waschprozess von anhaftenden Lebensmitteln etc. befreit (gereinigt) werden. Hierfür können wässrige Lösungen von z.B. Tensiden, oberflächenaktiven Substanzen, Säuren oder Basen verwendet werden.

Das Trennmedium kann vor oder nach dem Einbringen der Mehrschichtpartikel in das Trennmedium auf die Siedetemperatur erwärmt werden. Die Geschwindigkeit der Auftrennung der Mehrschichtpartikel in die Einzelschichten kann durch Erzeugen einer laminaren oder turbulenten Bewegung/Strömung im Trennmedium beschleunigt werden.

Die Arbeitsweise ist in einem Batchprozess oder in einem kontinuierlichen Prozess möglich.

Nach der Behandlung mit dem Trennmedium werden die Partikel der Einzelschichten durch Sieben, durch Filtration oder durch Zentrifugieren von dem Trennmedium separiert. Noch aneinanderhaftende Schichten, d.h. Schichten, die nach der Behandlung mit dem Trennmedium noch nicht vollständig voneinander gelöst sind, können mechanisch, z.B. durch ein scherendes Walzenpaar, voneinander getrennt werden.

Die Trennung der Partikel in die sortenreinen Polymerklassen und in Aluminiumpartikel, d.h. die Auftrennung nach Partikelmaterialien, kann durch die bekannten Trennverfahren z.B. Flotation, Aufschwimm- oder Absetzverhalten, durch Wirbelstrom (Abtrennen von Aluminium) erfolgen.

Druckfarben können im Nachgang durch geeignete Waschprozesse von den Polymerpartikeln bzw. den Aluminiumpartikeln entfernt werden. Beispielhaft sei hier auf das Patent EP 2 832 459 Al hingewiesen. Anhaftendes ätherisches Öl kann entweder durch einen Waschprozess unter Mitverwendung geeigneter Tenside von dem Polymerpartikeln bzw. den Aluminiumpartikeln abgewaschen werden, oder durch eine Wasserdampfdestillation von den Polymerpartikeln bzw. den Aluminiumpartikeln entfernen werden. Nach Trocknung der separierten, gereinigten und gegebenenfalls von den Druckfarben befreiten Polymerpartikel bzw. Aluminiumpartikel können diese wieder in den Wertstoffkreislauf zurückgefiihrt werden.

Der Volumenanteil ätherischen Öls in dem Trennmedium kann während der Behandlung der Mehrschichtverbunde im Batch-, oder in dem kontinuierlichen Prozess bestimmt werden. Falls nötig, kann durch Zusatz von ätherischem Öl der Volumenanteil im Trennmedium konstant gehalten oder aufgestockt werden.

Während der Behandlung der Mehrschichtverbunde mit dem Trennmedium wird Polyurethanpolymer in das Trennmedium übergehen. Dabei kann das Polyurethanpolymer sowohl in Form von ungelösten z.B. gequollenen Polymerpartikeln oder auch gelöst in das Trennmedium übergehen. Polyurethanpartikel können durch geeignete Methoden z.B. Filtration, Zentrifugieren aus dem Trennmedium abgetrennt werden.

Beispiele

Mehrschichtverbunde:

Mehrschichtverbund 1: Polyester/Druckfarbe//Aluminium//Polyethylen

Verpackung Eduscho Espresso (Etikett: 29.06.2020 L9031 H57/2 08:56)

Mehrschichtverbund 2: Polyester / Druckfarbe// Polyethylen

Hundetrockenfütter "Minivita" von Josera

Polyester und Druckfarbe werden zusammen als eine Schicht betrachtet. // bedeutet Klebeschicht, basierend auf einem Polyurethankleber.

Ätherische Öle:

Bezugsquelle für alle im Folgenden genannten Öle: Sigma- Aldrich, München)

Eugenol (CAS# 97-53-0) - Phenylpropanoid Trans-Anethol (CAS# 104-46-1) (Phenylpropanoid)

Trans-Zimtsäuremethylester (CAS#: 1754-62-7) (Phenylpropaniod-Derivat)

Linalool (CAS# 78-70-6) -Monoterpen Citronellal (CAS# 106-23-0) -Monoterpen

Bestimmung der Verbundfestigkeit:

Die Verbundhaftung der Folienschichten wird mit der Zwick 5kN Allround table-top Prüfmaschine nach der DIN 55533-5 im 180°-Schälversuch bestimmt. Die angegebenen Werte sind die Mittelwerte aus fünf Einzelmessungen. Versuch 1: Visuelle Prüfung der Trennung (Tabelle 1)

Die Mehrschichtverbunde werden mit einer Schere in ca. 1cm ² große Quadrate geschnitten. 10 Stücke der ca. 1cm ² Mehrschichtverbunde werden in eine mit Ölbad beheizte 250ml Mehrhalskolbenrührapparatur mit Rührer, Thermometer und Rückflusskühler gegeben. In die Rührapparatur werden 100ml Wasser bzw. 100ml Wasser mit 0,1ml, 0,5ml, 1ml, 10ml der ätherischen Öle gefüllt und auf Siedetemperatur erwärmt. Der Kolbeninhalt wird bis zu 20 Std. unter Rückfluss bei ca. 100°C gekocht. In 1-stündigen Abständen werden die Mehrschichtverbunde visuell auf Trennung geprüft.

Mehrschichtverbund 1

Tabelle 1 - : keine Änderung der Verbundhaftung / keine Trennwirkung sichtbar -+ : an den Schnittkanten Trennung der Schichten + : Delamination bereits flächig sichtbar ++: vollständige Delamination 0 : nicht geprüft

% = Volumenprozent

Sowohl bei den Terpenen als auch bei den Phenylpropanoiden tritt eine trennende Wirkung ein, wobei die Wirkung der Phenylpropanoide die der Terpene noch übertrifft. Der Zusatz von 1% Eugenol führt bereits nach 3 Stunden zu einer vollständigen Auflösung des Verbundes. In reinem Wasser ergibt sich auch nach 20 Stunden keine Trennung der Verbünde.

Versuch 2: Bestimmung der Abnahme der Verbundfestigkeit der Folienschichten (Tabelle 2)

15mm breite und 20cm lange Streifen der Mehrschichtverbunde werden aus den Verpackungen herausgeschnitten. Die Streifen wurden in 100ml Wasser, bzw. in 100ml Wasser in Mischung mit lml Eugenol bzw. Trans-Anethol über 3 Std. am Rückfluss (p ~ lbar) in einem 250ml Mehrhalskolbenrührapparatur mit Rückflußkühler gekocht. Nach dem Kochen wurden die Streifen der Apparatur entnommen und innerhalb von 30 min. die Verbundhaftung gemessen. Die Verbundhaftung der Folienschichten wurde mit der Zwick 5kN Allround table-top Prüfmaschine nach der DIN 55533-5 im 180°-Schälversuch bestimmt. Die gelösten Enden an 15mm breite Streifen der Folienverbunde werden in die Befestigungsklammem der Zwick-Prümaschine eingespannt. Während der Messung werden die Prüfklammem mit der Geschwindigkeit 100mm/min. auseinandergezogen. Die angegebenen Werte sind die Mittelwerte aus fünf Einzelmessungen.

Tabelle 2

% = Volumenprozent

*: Folienverbund konnte nicht getrennt werden. Es kommt bei dem Versuch unmittelbar zum Abriss einer Folie

Die Schwächung der Klebstoffschicht durch die Phenylpropanoide ist offensichtlich. Die Verbundfestigkeit der Mehrschichtverbunde liegt nach der Behandlung mit der wässrigen Mischung deutlich niedriger als der nur mit Wasser behandelte Mehrschichtverbund.