Från Spill till guld. Cecilia Groth Swerea IVF

Transkript

1 Från Spill till guld Cecilia Groth Swerea IVF

2 Swerea IVF är en del av Swerea-koncernen Swerea IVF Produktionseffektivitet, Industriell produktframtagning och ekodesign. Process- och materialutveckling inom områdena textil, polymerer, metaller och keramer. Swerea KIMAB Process- och legeringsutveckling, materialens egenskaper vid tillverkning och användning samt korrosion och korrosionsskydd med metaller, polymerer och ytbeläggningar. Swerea MEFOS Processmetallurgi, värmning, bearbetning, miljöteknik och energieffektivisering för järn- och basmetallindustrin. Swerea SICOMP Kompositmaterial materialteknik, processoch tillverkningsteknik, dimensioneringsteknik. Swerea SWECAST Gjutna material processer, produkter och miljö- och energieffektivisering. Nyckeltal Icke vinstutdelande 530 anställda 630 Mkr i årsomsättning 500 medlemsföretag företagskunder

3 Från Spill till Guld Ingår i VINNOVAs program Utmaningsdriven Innovation Huvudutmaning: Konkurrenskraftig produktion Pågår projektpartners: Institut U&H Företag 16 Industriförening

4 Huvudutmaning : Minska mängden outnyttjat produktionsspill genom ny teknik och återanvändning

5 Vilka är våra mål Ökad återanvändning Pulverfärg I nya produkter Metall Återanvändning av metallrester från gjutning och plåtformning MÄKLARTJÄNST Från Spill PROJEKTLEDNING till Guld AFFÄRSMODELL NYTTIGGÖRANDE Textil Spårbarhet och återvinning av textilt spill

6 Projektparter Referensgrupp: Höganäs (Jernkontoret) Naturvårdsverket Kemikalieinspektionen Ökad återanvändning SPF Scania Toyota BT Products Axalta Powder- Coatings Swerea IVF Pulverfärg I nya produkter Byggelit IKEA JABA Group SPF Swerea IVF MÄKLARTJÄNST Från Spill PROJEKTLEDNING till Guld Metall Återanvändning av metallrester från gjuteri och plåtformning Global Castings Guldsmedshyttan AB Holsbyverken /Älmhults Husqvarna Sjöstrands Kohlswa gjuteri Plåtforum Fläkt Woods AB Swerea SWECAST Swerea MEFOS Swerea IVF AFFÄRSMODELL NYTTIGGÖRANDE Ragn-Sells Off2Off Swerea IVF Lunds Universitet Textil Spårbarhet och återvinning av textilt spill Swegmark of Sweden Re:newcell Kemikaliegruppen Swerea IVF Textilhögskolan i Borås

7 Pulverlackerare Utmaningar Pulverfärg som går till förbränning skall inte förekomma Innovation 1) Pulverfärg som bindemedel i spånskiva Innovation 2) Pulverfärg som bindemedel i formpressad fordonsinteriör Karaktärisering Spånskivor Formpressad textil

8 Spill Direktmaterial - processmaterial som inte blir till produkt Indirekt material övrigt material som ej når kund Kvalitetsspill Omställning och justerspill Överproduktionsspill Förbrukningsmaterial Underhållsmaterial Investeringsmaterial

9 Var uppstår pulverspill? 1. Hos färgtillverkaren små och stora pulverpartiklar avlägsnas i. Stora partiklar förs tillbaka in i tillverkningsprocessen ii. Små partiklar blir spill 2. Vid pulverlackering i. Recirkulering idag - En typ av färg och inga kulörbyten upp till % i nyttjandegrad ii. Recirkulering idag Olika färgtyper och kulörbyte sker % i nyttjandegrad iii. Utan recirkulering snabba kulörbyten och minimering av smitta 40- max 70 % nyttjande grad.

10 Kartläggning av pulverspill (SPF-företag) Antal anställda Mängd spill / år >50 < 1 ton 1-5 ton 6-10 ton > 10 ton

11 Recirkulering Hantering av pulverspill Ja Nej Omhändertagning avfallshanterare Deponi lokal soptipp Retur till färgtillverkare Annat Fjärrvärmeutvinning

12 Öka återanvändningen: Fallstudie Toyota BT 3 Paint shops 7 Lackeringslinor Årlig förbrukning: ~ 150 ton/år => Ca 15% spill/år Spill pulverfärg (ton)

13 Principskiss för pulverlackering hos Toyota BT 18 Pulverspill (%) Ja, fluidiceringsmätningar indikerar Fluidicerar att 15% pulvret inblandning efter av inblandning spillpulver av fortfarande spill? är möjligt att applicera. 33 µm µm % återtillförsel Waste powder 7 µm 41 µm Virgin powder

14 Inblandning av 15 % spill i blandningstunna Syfte: För att säkra att kvalitetskraven upprätthålls undersöktes resultatet vid inblandning av 15 % spillpulver med färgpulver från blandningstunna. Test 1: Handapplicering av orange färg 15 % spillpulver i blandningstunnan Referens Jungfruligt pulver Färgtjocklek (µm) Utseende Övrigt Tunnare lager Nålstick Upplevdes som rökigare och dammigare Struktur (apelsinskal) i ytskikt pga dålig färgbatch Båda proverna är UNDERKÄNDA

15 Inblandning av 15 % spill i blandningstunna Syfte: För att säkra att kvalitetskraven upprätthålls undersöktes resultatet vid inblandning av 15 % spillpulver med färgpulver från färgbehållaren. mix. Test 2: Robotapplicering av orange färg 15 % spillpulver i blandningstunnan Referens Jungfruligt pulver Färgtjocklek (µm) Utseende Övrigt Några nålstick (inom kravnivå) Lite apelsinskalseffekt Upplevdes som rökigare. Filtrena rengjordes innan insamling av spill Inga nålstick Ingen apelsinskalseffekt Båda proverna är GODKÄNDA

16 Nya applikationer: Använda spill som bindemedel Spånskiva Formpressad textil

17 Tillverkning av spånskivor Andelen flytande lim i spånskivor är ca 10 % och vedråvara 80 %, och den dominerande typen av lim är urea-formaldehydlim som sprayas på. Olika fraktioner genom skivan: tätare skikt ytterst Andra tillsatser: wax för öka vattenresistensen, acceleratorer för härdning Presstider 2-5 min Densitet från 590 kg/m 3 till 800 kg/m 3.

18 Spånskiva resultat (7 min, 190 C) Material Tjocklek (mm) Brottlast (N) Böjstyrka (MPa) Brottöjning (%) 15 wt% pulver 10, ,6 1, wt% pulver ,4 1, wt% pulver 10, , Byggskiva 12, ,8 1,6 550 Utsågad kärna ,7 1,7 335 Resultaten visar medelvärdet av 4 mätningar, 3-p böjning, 64 mm mellan stöd. Provkroppar, 23 x 130 x t mm, sågades ut. Värdet för böjstyvhet påverkades av provmetoden, därför har Böjstyrka / Brottöjning använts för jämförelse. Anmärkningsvärt låga värden för referensmaterialen. Böjstyvhet (MPa)

19 Formpressad textil Lump blandas med bindemedel Uppbyggda i skikt för optimera hållfasthet och ljudabsorbering Ljudabsorbent Innertak Slutningstid (härdtid): 1,5 2,5 min Absorbent 1. PES Nonwoven 2. Mineral fiber 3. PE folie 4. Textilfiber Prepol Frex 5. PES Nonwoven Övre pressverktyg Temp: C Ångkanaler i vtan. Undre pressverktyg Temp: C

20 Formpressad textil - försök 12, 23 och 35 wt% spillpulver blandat med textil (lump från JABA). Pressning med 5 mm distanser samt i form. 190 C, 10 min Noterat Fördelning med sikt gav jämnare spridning. Svårt att få in pulvret i mitten.

21 Formpressad textil - resultat Mikroskopibilder visar att pulvret flyter ut och binder samman fibrer i knutpunkter. 12 wt% 35 wt% 10 x 10 x 90 x 30 x

22 Härdning pulver 50 C / min till 190 C 10 min vid 190 C Pulver AE Axalta Pulver AE Axalta Pulver AE Axalta mixpulver Mix pulver Legolackerare

23 Sammanfattning: Potential för ökad recirkulering Ja potential hos BT för nya och utförligare tester av spillpulver inblandat i blandningstunna. Ytterligare frågeställningar att besvara Kommer mängden små partiklar att öka vid kontinuerlig inblandning av spillpulvret? Hur påverkas partiklarna av recirkulering? Avståndsberoende för små partiklar?

24 Potential för inblandning i nya produkter Ja, båda kategorierna har potential men många frågor kvar att besvara såsom: Appliceringsmetod för tillsats av partiklar för att få det jämnt fördelat i spånskiva och formpressad textil? Härdtider, kan de kortas och klara krav? Kan partiklar blandas in i specifika lager i spånskivan för önskade egenskaper?

25 Tack!