PL204853B1 - Sposób przetwarzania odpadów poliestrowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Dziedzina techniki

Wynalazek dotyczy sposobu przetwarzania odpadów poliestrowych, korzystnie takich jak odpadowe pojemniki poliestrowe, w którym mieszaninę odpadków kruszy się, przemywa, suszy i stapia z wytworzeniem odzyskanego ź ródł a materiał u poliestrowego. Takie odpady obejmują gł ównie materiały na bazie politereftalanu etylenu, ogólnie określanego również jako PET, znane w technologii opakowań np. jako tak zwane butelki PET. Produkt końcowy do stosowania jako źródło regenerowanego materiału poliestrowego dostarczany jest głównie w postaci granulek.

Opis stanu techniki

Materiały poliestrowe stanowią dobrze znaną i powszechnie stosowaną grupę znaczących materiałów o potwierdzonych właściwościach higienicznych, stosowanych np. w opakowaniach, technologii tworzenia lub reprodukcji obrazów itp. Prawdopodobnie najpowszechniej stosowanym typem materiału poliestrowego jest poli(tereftalan etylenu) (poniżej określany również jako PET), a zużyte pojemniki PET stanowią najbardziej rozpowszechniony odpadowy materiał PET do odzysku.

Najbardziej pożądany z ekologicznego punktu widzenia sposób utylizacji zużytych pojemników poliestrowych stanowi ich recykling w celu odzyskania materiałów o jakości umożliwiającej ich stosowanie w oryginalnych celach. Sposób obróbki regeneracyjnej takich materiałów, np. zużytych pojemników PET, obejmuje szereg etapów, takich jak kruszenie odpadów, mycie, a następnie suszenie pokruszonego materiału, oraz jego stapianie i przetwórstwo w celu otrzymania granulatu, który stanowi źródłowy materiał poliestrowy do wytwarzania nowych wyrobów, takich jak opakowania, z wykorzystaniem wytłaczarek lub wtryskarek. Wytwarzaniu granulatu towarzyszą niepożądane zjawiska, takie jak utlenianie i hydroliza makrocząsteczek poliestru, co z drugiej strony może doprowadzić do nadmiernej ilości odrzutów przy przetwórstwie takiego regenerowanego materiału źródłowego lub do produktów końcowych o gorszej jakości. Do niekorzystnych cech produktów końcowych może należeć żółty odcień wyprasek, zwiększona przepuszczalność CO2 regenerowanych opakowań, a ponadto zwiększona zawartość frakcji niskocząsteczkowych, w tym aldehydów, w regenerowanym źródle materiału poliestrowego. Frakcje te przechodzą następnie z surowego materiału do pakowanego produktu i pogarszają jego jakość.

Aby uniknąć takich problemów i zapewnić wysoką jakość spożywczych materiałów opakowaniowych pożądane jest stosowanie innych specjalnych metod, które jednak w większości przypadków okazują się skomplikowane i w każdym przypadku prowadzą do wyższych kosztów produkcji.

Przykładowo, w sposobie recyklingu według opisów patentowych US 5395858 i 5580905 poliestry przeprowadza się w wyjściowe związki chemiczne. Materiały poliestrowe miesza się z mieszaniną alkaliczną i przeprowadza się w podwyższonej temperaturze w sole alkaliczne, które następnie zmydla się. W ten sposób usuwa się róż ne zanieczyszczenia oraz zwią zki organiczne i nieorganiczne obecne w odpadach. Jednakż e sposób ten wymaga raczej skomplikowanej technologii, a koszty produkcji są wysokie.

W czeskim zgł oszeniu patentowym PV 2001-926 opisano sposób oczyszczania pokruszonego materiału poliestrowego przez ogrzewanie go w pozbawionym wody ośrodku alkalicznej mieszaniny, po uprzednim wysuszeniu, przy czym w sposobie tym materiał poliestrowy zostaje częściowo zmydlony bez stopienia, co umożliwia następnie jego fizyczne wyklarowanie i usunięcie zanieczyszczeń. Jest to oczywiście wielostopniowy sposób, który podobnie jak w poprzednim przypadku oparty jest na zastosowaniu alkalicznych materiałów w postaci wodorotlenków metali alkalicznych.

Celem wynalazku jest dostarczenie sposobu, który mógłby doprowadzić do źródłowego materiału poliestrowego zregenerowanego z odpadu poliestrowego poddanego recyklingowi w szczególności przez pokruszenie, a następnie przetwarzanie zużytych pojemników PET, który to materiał można następnie zastosować do wytwarzania opakowań spożywczych o wysokiej jakości, bez konieczności stosowania skomplikowanych i drogich metod przy wytwarzaniu regenerowanego materiału.

Streszczenie wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania odpadów poliestrowych, w szczególności takich, jak zużyte pojemniki poliestrowe, w którym mieszaninę odpadów kruszy się, przemywa, suszy i stapia w celu otrzymania ź ródł a materiał u poliestrowego, charakteryzują cy się tym, ż e do mieszaniny pokruszonego i wysuszonego odpadowego materiału poliestrowego dodaje się 4-6% wagowych, w stosunku do masy mieszaniny odpadów, ś rodka modyfikują cego wybranego z grupy obejmują cej

PL 204 853 B1 połączenie polisiloksanu i zmiękczacza wybranego z grupy obejmującej ftalany i sebacynian dibutylu, lub połączenie silazanów i silanów.

W korzystnym aspekcie sposobu według wynalazku do mieszaniny pokruszonego i wysuszonego odpadowego materiału poliestrowego dodaje się środek modyfikujący wybrany z grupy obejmującej połączenie polihydrosiloksanu i zmiękczacza wybranego z grupy obejmującej ftalan dioktylu, ftalan dinonylu i sebacynian dibutylu, lub połączenie heksametylodisilazanu i tetraetoksysilanu.

Zgodnie z jeszcze inną cechą korzystną sposobu według wynalazku, środek modyfikujący zawiera 20 - 30% wagowych ciekłego polihydrosiloksanu i 70 - 80% wagowych zmiękczacza wybranego z grupy obejmują cej ftalan dioktylu, ftalan dinonylu i sebacynian dibutylu lub 55 - 65% wagowych heksametylodisilazanu i 35 - 45% wagowych tetraetoksysilanu, przy czym mieszaninę odpadów przetwarza się zwłaszcza w 240 - 250°C dla otrzymania źródła materiału poliestrowego w postaci granulatu.

Środek modyfikujący można korzystnie dodawać do mieszaniny odpadów w reaktorzemieszalniku w temperaturze 130 ± 5°C, po czym mieszaninę odpadów miesza się przez 50 - 100 minut.

W wyniku zastosowania sposobu wedł ug wynalazku z regenerowanego odpadowego poliestru otrzymuje się źródłowy poliester o zwiększonej odporności na rozpad materiału powodowany przez utlenianie i hydrolizę oraz polepszenie czasu niezbędnego do jego przetworzenia, przy zachowaniu innych podstawowych parametrów materiałowych na poziomie porównywalnym dla poliestru otrzymanego standardowymi metodami. Obejmują one usuwanie niepożądanych szkodliwych frakcji i zmniejszenie przenikania gazów w produktach końcowych. Źródło materiału poliestrowego otrzymane sposobem według wynalazku, w przeciwieństwie do znanych typów takich materiałów charakteryzuje się zwiększoną elastycznością przy utrzymaniu pożądanej wytrzymałości, a ponadto zwiększoną stabilnością cieplną i podwyższoną temperaturą krystalizacji, dochodzącą do 110°C.

Szczegółowy opis wynalazku

P r z y k ł a d 1

Porcję 10 kg odpadowych butelek poliestrowych pokruszono w kruszarce, wymyto w płuczce i otrzyman ą w ten sposób mieszaninę odpadów wysuszono w suszarce. Mieszaninę odpadów wprowadzono do reaktora-mieszalnika i ogrzano do 130±5°C. W temperaturze tej do reaktora dodano 400 g środka modyfikującego. Środek modyfikujący zawierał 25% wag. ciekłego polihydrosiloksanu i 75% wag. ftalanu dioktylu jako zmiękczacza. Mieszaninę mieszano następnie w tej temperaturze przez około 60 minut. Otrzymaną mieszaninę odpadów przetworzono następnie w temperaturze 240 - 250°C w wytłaczarce i otrzymano granulat. Otrzymano granulat o ciemnoszarej barwie, cechujący się wysokim połyskiem.

P r z y k ł a d 2

Porcję 10 kg odpadowych opakowań poliestrowych pokruszono w kruszarce, wymyto w płuczce i otrzymaną w ten sposób mieszaninę odpadów wysuszono w suszarce. Mieszaninę odpadów wprowadzono do reaktora-mieszalnika i ogrzano do 130 ± 5°C. W temperaturze tej do reaktora dodano 400 g środka modyfikującego. Skład środka modyfikującego był następujący: 60% wag. heksametylodisilazanu i 40% wag. tetraetoksysilanu. Mieszaninę mieszano nastę pnie w tej temperaturze przez około 60 minut. Otrzymaną mieszaninę odpadów przetworzono następnie w temperaturze 240 - 250°C w wytłaczarce i otrzymano granulat. Otrzymano granulat o ciemnoszarej barwie, cechują cy się wysokim poł yskiem.

W porównaniu ze zwykł ymi produktami zregenerowane ź ródł o materia ł u poliestrowego charakteryzowało się wysoką elastycznością przy utrzymaniu wymaganej wytrzymałości, zwiększonej stabilności cieplnej i podwyższoną temperaturą krystalizacji do 110°C.

Przydatność przemysłowa

Sposób według wynalazku można stosować w procesie recyklingu odpadów poliestrowych, bez ograniczania się do tak zwanych butelek PET, w celu otrzymania źródłowego materiału o zwykłej jakości, korzystnie nadającego się do wytwarzania pojemników spożywczych i innych produktów.

Claims (5)

1. Sposób przetwarzania odpadów poliestrowych, w szczególności takich, jak zużyte pojemniki poliestrowe, w którym mieszaninę odpadów kruszy się, przemywa, suszy i stapia w celu otrzymania źródła materiału poliestrowego, znamienny tym, że do mieszaniny pokruszonego i wysuszonego odpadowego materiału poliestrowego dodaje się 4 - 6% wagowych, w stosunku do masy mieszaniny

PL 204 853 B1 odpadów, środka modyfikującego wybranego z grupy obejmującej połączenie polisiloksanu i zmiękczacza wybranego z grupy obejmującej ftalany i sebacynian dibutylu, lub połączenie silazanów i silanów.

2. Sposób przetwarzania odpadów poliestrowych według zastrz. 1, znamienny tym, że do mieszaniny pokruszonego i wysuszonego odpadowego materiału poliestrowego dodaje się środek modyfikujący wybrany z grupy obejmującej połączenie polihydrosiloksanu i zmiękczacza wybranego z grupy obejmującej ftalan dioktylu, ftalan dinonylu i sebacynian dibutylu, lub połączenie heksametylodisilazanu i tetraetoksysilanu.

3. Sposób przetwarzania odpadów poliestrowych według zastrz. 1, znamienny tym, że środek modyfikujący zawiera 20 - 30% wagowych ciekłego polihydrosiloksanu i 70 - 80% wagowych zmiękczacza wybranego z grupy obejmującej ftalan dioktylu, ftalan dinonylu i sebacynian dibutylu lub 55 - 65% wagowych heksametylodisilazanu i 35 - 45% wagowych tetraetoksysilanu.

4. Sposób przetwarzania odpadów poliestrowych według zastrz. 1, znamienny tym, że dodaje się środek modyfikujący do mieszaniny odpadów w reaktorze-mieszalniku w temperaturze 130 ± 5°C, po czym mieszaninę odpadów miesza się przez 50 - 100 minut.

5. Sposób przetwarzania odpadów poliestrowych według zastrz. 3, znamienny tym, że mieszaninę odpadów przetwarza się w temperaturze 240 - 250°C dla otrzymania źródła materiału poliestrowego w postaci granulatu.