PL220184B1 - Mieszanka cząstek, zwłaszcza granulat tworzywa sztucznego i sposób dalszej obróbki materiału złożonego z cząstkami metalu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Mieszanka cząstek, zwłaszcza granulat tworzywa sztucznego i sposób dalszej obróbki materiału złożonego z cząstkami metalu.

Przedmiotem wynalazku jest mieszanka cząstek, zwłaszcza granulat tworzywa sztucznego, do wytwarzania produktów z tworzywa sztucznego, przy czym mieszanka cząstek jest utworzona przynajmniej częściowo z regranulowanego materiału foliowego. Ponadto, przedmiotem wynalazku jest również sposób dalszej obróbki materiału złożonego z cząstkami metalu, zwłaszcza folii złożonych z aluminium.

Ze stanu techniki są już znane mieszanki cząstek do wytwarzania produktów z tworzywa sztucznego, które są tworzone zwłaszcza w połączeniu z procesem recyklingu z rozdrobnionych i regranulowanych cząstek tworzywa sztucznego. Znane mieszanki cząstek mogą być doprowadzane ze względu na korzystne właściwości stosowanego tworzywa sztucznego często bez nakładowej materiałowej obróbki wstępnej bezpośrednio do ponownego procesu wytwarzania, jak na przykład sposobu wytłaczania albo sposobu formowania wtryskowego. Mieszanki cząstek mają wiele korpusów granulatu na bazie polietylenu albo na bazie polipropylenu. Problematycznie kształtuje się dalsze zastosowanie produktów z tworzywa sztucznego, zawierających cząstki metalu. Taki kompleks znajduje zastosowanie zwłaszcza w zakresie folii złożonych z aluminium, przy czym użyta folia aluminiowa jest stosowana zwłaszcza jako nieprzepuszczalna warstwa barierowa w przypadku na przykład elastycznych pojemników opakowaniowych.

Odpad, powstający przy wytwarzaniu tego rodzaju pojemników opakowaniowych, nie może być doprowadzany do zwykłego procesu recyklingu. Udział metalu zawarty w materiale złożonym powoduje, że dalsza obróbka staje się często bardzo nakładowa. W celu dalszej obróbki takich folii złożonych z metalem przewidziane jest zwłaszcza ścisłe oddzielenie pojedynczych składników. Przy tym, dochodzi zazwyczaj do całkowitej utraty przynajmniej jednego ze składników przez przykładowo stosowany przy tym proces chemicznego rozpuszczania. Ewentualnie, następuje często również tylko termiczne wykorzystanie stosunkowo wysokowartościowych tworzyw sztucznych.

U podstaw wynalazku leży zatem zadanie polegające na opracowaniu mieszanki cząstek wspomnianego uprzednio rodzaju oraz na takim ulepszeniu sposobu dalszej obróbki materiałów złożonych, za pomocą których są otrzymane alternatywne możliwości dalszej obróbki względnie wstępnej obróbki.

Mieszanka cząstek, zwłaszcza granulat tworzywa sztucznego, do wytwarzania produktów z tworzywa sztucznego, przy czym mieszanka cząstek jest utworzona przynajmniej częściowo z regranulowanego materiału foliowego i ma wiele korpusów granulatu o dowolnej postaci, które są utworzone w określonym udziale z rozdrobnionych fragmentów materiału folii złożonej z metalem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że korpusy granulatu mają cząstki metalu o wielkości cząstek poniżej 1 mm oraz korpusy granulatu mają udział metalu między 10 i 30 procent masowych, przy czym mieszanka jest utworzona w 100% z rozdrobnionej i regranulowanej folii złożonej z metalem na bazie polietylenu.

Korzystnie, mieszanka cząstek według według wynalazku charakteryzuje się tym, że cząstki metalu w korpusach granulatu mają wielkość cząstek w zakresie między 3 i 700 mikrometrów, przy czym cząstki metalu mają wstępnie określony rozkład wielkości w zakresie wielkości.

Sposób dalszej obróbki materiału złożonego z cząstkami metalu, zwłaszcza folii złożonych z aluminium, w którym rozdrabnia się materiał złożony przynajmniej na fragmenty materiału o dowolnej postaci, następnie regranuluje się rozdrobnione fragmenty materiału i wytwarza się mieszankę cząstek z cząstkami metalu z określoną wielkością maksymalną cząstek, według wynalazku charakteryzuje się tym, że sortuje się wstępnie występujący jako odpad, materiał foliowy z folii złożonej z metalem wytworzonej z polietylenu, przy czym wytwarza się mieszankę cząstek albo mieszaninę cząstek o udziale metalu między 10 i 30 procent masowych, która całkowicie utworzona jest z regranulowanego materiału foliowego z cząstkami metalu.

W sposobie według wynalazku podczas regranulowania rozdrobnionych fragmentów materiału wytwarza się mieszankę cząstek z cząstkami metalu o wielkości cząstek między 3 i 700 mikrometrów.

Za pomocą wykonanej według wynalazku mieszanki cząstek obecnie także z odpadów folii złożonych z cząstkami metalu, zwłaszcza folii złożonych z aluminium, można wytwarzać w korzystny sposób nowe produkty z tworzywa sztucznego. Nakładowe rozdzielenie folii złożonej z metalem na jej poszczególne części składowe, względnie składniki w celu dalszej obróbki nie jest już konieczne. Folia wielowarstwowa, zwłaszcza folia metalowa zawarta w folii złożonej, jest rozdrabniana zatem na fragPL 220 184 B1 menty metalu o odpowiedniej wielkości. Za pomocą regranulacji fragmentów materiału wytworzone są obecnie korpusy granulatu z cząstkami metalu, przy czym cząstki metalu nie przekraczają wstępnie określonej wielkości maksymalnej cząstek. Zapewnione jest przez to optymalne wytwarzanie produktu z tworzywa sztucznego z regranulowanej mieszanki cząstek. Cząstki metalu w korpusach granulatu, zwłaszcza po rozdrabnianiu i procesie regranulacji, w którym można odfiltrować ewentualnie za duże cząstki metalu sitami z substancji roztopionej, mają wielkość cząstek poniżej 1 mm. Zgodna z wynalazkiem mieszanka cząstek z jej korpusami granulatu jest wykonana przynajmniej w części z folii złożonej z metalem.

Według dalszego wykonania wynalazku jest przewidziane, że cząstki metalu w korpusach granulatu mają wielkość cząstek w zakresie między 3 i 700 mikrometrów, przy czym cząstki metalu mają wstępnie określony rozkład wielkości w zakresie wielkości. Przez wykonanie cząstek metalu w zakresie wielkości według wynalazku możliwe jest korzystne wytwarzanie najróżniejszych produktów z tworzywa sztucznego na przykład z dowolną grubością materiału. Przez wielkość maksymalną cząstek metalu wynoszącą 700 mikrometrów, za pomocą mieszanki cząstek według wynalazku możliwe jest nawet wytworzenie z niej materiału foliowego. Folia złożona z metalem występująca jako odpad jest rozdrabniana, względnie rozdzielana, zwłaszcza za pomocą procesu cięcia na stosunkowo małe fragmenty materiału, tak że po procesie regranulacji, łącznie z odfiltrowaniem za dużych cząstek metalu, cząstki metalu mieszczą się w zakresie podanego zakresu wielkości według wynalazku. Wielkość cząstek metalu może mieć zarówno równomierny, jak i uprzednio określony nierównomierny rozkład w podanym zakresie wielkości. Również rozkład odpowiednio do krzywej Gaussa wokół wartości średniej jest możliwy w korzystnym wykonaniu.

Mieszanka z jej korpusami granulatu ma udział metalu między 10 i 30 procent masowych. W zakresie podanego udziału masowego cząstek metalu w mieszance cząstek wynikają korzystne właściwości wytworzonego z niej produktu z tworzywa sztucznego w odniesieniu do jego wytrzymałości i wiązania cząstek w samej wytworzonej strukturze materiałowej. Ponadto, przez wstępnie określony udział metalu wywołany jest korzystny wpływ na wskaźnik płynięcia przy dalszej obróbce korpusów granulatu. Zgodna z wynalazkiem mieszanka cząstek, zwłaszcza korpusy granulatu z poddanego recyklingowi materiału z Alu-PE, ma wskaźnik płynięcia od 0,2 do 3,0 g/minuty, korzystnie od 0,3 do 0,6 g/10 minut. Przy ustalaniu wskaźnika płynięcia bazuje się na typowych warunkach próbnych dla polietylenu, zwłaszcza temperaturze próbnej 190°C i obciążeniu próbnym 2,16 kg. Korpusy granulatu mogą być doprowadzane przykładowo za pomocą sposobu formowania wtryskowego albo sposobu wytłaczania do odpowiedniej postaci produktu.

Jeśli jest przewidziany odpowiednio wysoki udział masowy cząstek metalu w korpusach granulatu, wówczas według dalszego wykonania wynalazku możliwe jest, że mieszanka może być utworzona w 100 procentach z rozdrobnionej i regranulowanej folii złożonej z metalem. Można dzięki temu wytwarzać produkty z tworzywa sztucznego, wykonane korzystnie całkowicie z folii złożonej z metalem, występującej jako produkt odpadowy. Powstaje dzięki temu korzystne zaoszczędzenie surowców pierwotnych, potrzebnych razie zazwyczaj do wytwarzania takich produktów z tworzywa sztucznego.

W zależności od wymaganych właściwości produktu wytworzonego z mieszanki cząstek według wynalazku, jak na przykład materiału foliowego, może być niekiedy konieczne, aby mieszanka była utworzona dodatkowo do regranulowanego materiału foliowego w określonym udziale z rozdrobnionych fragmentów materiału materiału foliowego nie zawierającego metalu. Wraz z użyciem materiału foliowego nie zawierającego metalu, który może występować również jako produkt odpadowy, można celowo wpływać na właściwości materiału, takie jak odkształcalność wytworzonego z niego produktu z tworzywa sztucznego. Przez dodanie materiału foliowego nie zawierającego metalu, który może występować również w postaci granulatu, można ponadto optymalnie dopasować udział metalu mieszanki cząstek. Zwłaszcza materiał foliowy, wytwarzany z mieszanki cząstek według wynalazku, ma stosunkowo niewielki udział masowy cząstek metalu. Zapewniona jest dzięki temu po pierwsze optymalna szczelność materiału foliowego, ponieważ prawdopodobieństwo wystających na powierzchni folii cząstek metalu jest stosunkowo niewielka, a po drugie jest korzystnie podwyższona elastyczność materiału foliowego. Zamiast materiału foliowego nie zawierającego metalu, poddanego recyklingowi możliwe jest również dodanie do regranulowanego materiału foliowego granulatu tworzywa sztucznego w stanie nieużywanym, powodującego polepszone właściwości wytworzonego z niego produktu.

Produkt z tworzywa sztucznego, zwłaszcza na bazie polietylenu wytworzony z mieszanki cząstek według wynalazku, można wytwarzać przykładowo za pomocą procesu wytłaczania albo sposobu formowania wtryskowego. Wraz z zastosowaniem mieszanki cząstek z wieloma korpusami granulatu

PL 220 184 B1 z przynajmniej rozdrobnionych i regranulowanych cząstek folii złożonej z metalem można korzystnie wytwarzać zarówno stałe, jak i elastyczne produkty z tworzywa sztucznego, jak na przykład rury z tworzywa sztucznego lub też materiał foliowy.

Przewidziany jest ponadto zgodny z wynalazkiem sposób dalszej obróbki materiału złożonego z udziałami metalu, takiego jak folie złożone z aluminium lub tym podobne, zwłaszcza do wytwarzania mieszanki cząstek, w którym materiał złożony rozdrabnia się przynajmniej na fragmenty materiału o dowolnym kształcie, następnie rozdrobnione fragmenty materiału regranuluje się i wytwarza się mieszankę cząstek ze wstępnie określoną wielkością maksymalną cząstek.

Etapy sposobu według wynalazku umożliwiają korzystną dalszą obróbkę folii złożonych z metalem w regranulat, który można natomiast stosować do wytwarzania nowych produktów z tworzywa sztucznego. Unika się korzystnie nakładowego rozdzielania na poszczególne składniki lub nawet termicznego wykorzystania takich wysokowartościowych materiałów złożonych. Wytworzony regranulat składa się przy tym przynajmniej po części z materiału złożonego z udziałami metalu, występującego jako produkt odpadowy. Przez sposób według wynalazku poddaje się dalszej obróbce na przykład folie złożone z metalem, wytworzone zwłaszcza z polietylenu albo polipropylenu. W celu dalszej obróbki konieczne jest wstępne sortowanie materiału foliowego występującego jako odpad. Po sortowaniu wstępnym może następować w razie potrzeby także proces mycia, przez co jest zapewnione czyszczenie podstawowe materiału foliowego przed właściwą dalszą obróbką. Ewentualnie wstępnie sortowany i oczyszczony materiał foliowy rozdrabnia się następnie zwłaszcza za pomocą procesu cięcia na wiele fragmentów materiału o wstępnie określonej wielkości. Następnie roztapia się w sposób ciągły w jedną masę rozdrobnione fragmenty materiału z tworzywa sztucznego z wprowadzeniem ciepła w wytłaczarce. Masa roztopiona jest formowana przez dysze w pasma, a potem ochładzana. Końcowo, od wytworzonego pasma, względnie wytworzonych pasm, oddziela się przykładowo obrotowym nożem odcinki o określonej wstępnie długości, określane również jako ścięcie na zimno i tym samym wytwarza się korpusy granulatu. Możliwe jest również dzielenie jeszcze ciepłych pasm (ścięcie na ciepło) na odcinki o wstępnie określonej długości.

Udział masowy cząstek metalu określa się zwłaszcza przez optyczny sposób pomiaru, przez co jest korzystnie uproszczone dalsze zastosowanie regranulatu do wytwarzania produktów z tworzywa sztucznego. Określenie udziału metalu następuje po wytworzeniu ziaren granulatu, oddzielając określony udział wytworzonych korpusów granulatu i wytwarzając z niego folię. Na wytworzonej folii przeprowadza się zwłaszcza pomiaru skupienia cząstek napełniacza. Za pomocą pomiaru skupienia cząstek napełniacza określa się względnie mierzy się, ilość i wielkość cząstek metalu w wytworzonej folii. Jeśli zostaną przekroczone wstępnie określone wartości graniczne ilości i wielkości cząstek metalu w folii, wówczas przekierowuje się wytworzoną mieszankę cząstek od tego momentu tak długo, aż wartości pomiaru skupienia cząstek napełniacza będą odpowiadać z powrotem wartościom zadanym. Przekierowana mieszanka cząstek o zmniejszonej jakości jest następnie osobno składowana.

Alternatywnie, zamiast mieszaniny rozdrobnionych fragmentów materiału, możne być również przewidziane, że do mieszanki cząstek z udziałem metalu dodaje się wstępnie określoną ilość regranulowanych cząstek materiału foliowego nie zawierającego metalu i wytwarza się mieszankę cząstek. Różne korpusy granulatu są roztapiane dopiero w następującym procesie wytwarzania we wstępnie określonym stosunku względem siebie. Tworzącą się z tego roztopioną masę należy najpierw wystarczająco przemieszać, aby powstał niemal równomierny skład roztopionej masy dla następującego bezpośrednio potem wytwarzania. Możliwe jest oczywiście również wytworzenie mieszanki cząstek, utworzonej całkowicie z rozdrobnionego i regranulowanego materiału foliowego z cząstkami metalu.

Wytwarza się mieszankę cząstek z korpusów granulatu o jednakowym składzie lub mieszaninę cząstek z korpusów granulatu o różnym składzie o udziale metalu między 10 i 30 procent masowych. Zastosowanie tego rodzaju mieszanki cząstek albo mieszaniny cząstek skutkuje korzystnie niewielką ścieralnością podczas jej obróbki, przez udział metalu ograniczony do 30 procent masowych. Maszyny produkcyjne stosowane do obróbki mieszanek cząstek albo mieszanin cząstek, jak na przykład wytłaczarki albo wtryskarki są korzystnie mniej obciążane. Przez zmienny udział masowy cząstek metalu w mieszance cząstek jest ponadto korzystnie nastawny wskaźnik płynięcia mieszaniny albo mieszanki cząstek. Korzystnie, wytwarza się mieszankę cząstek z poddanego recyklingowi materiału z aluminiumpolietylenu, mającą wskaźnik płynięcia od 0,2 do 3 g/10 minut, korzystnie od 0,3 do 0,6 g/10 minut.

Podczas regranulowania rozdrobnionych cząstek wytwarza się zwłaszcza mieszankę cząstek z cząstkami metalu o wielkości cząstek między 3 i 700 mikrometrów. Przez wstępnie określoną maksymalną wielkość cząstek cząstek metalu w korpusach granulatu jest korzystnie ulepszona po pierwsze

PL 220 184 B1 dalsza obróbka materiału złożonego z udziałami metalu w regranulat, a po drugie z regranulatu z tego rodzaju właściwościami według wynalazku można wytwarzać w korzystny sposób najróżniejsze produkty z tworzywa sztucznego. Wielkość maksymalna cząstek metalu może być ograniczona zwłaszcza na przykład z użyciem sita o określonej szerokości oczek, przez które prowadzi się roztopioną masę podczas procesu regranulacji. Za duże cząstki metalu są oddzielane na sicie. Ponadto, przed procesem regranulacji, dla ograniczonej wielkości cząstek cząstek metalu w korpusach granulatu po przeprowadzonej regranulacji, należy włączyć proces rozdrabniania z zastosowaniem przykładowo obrotowych noży, w którym wytwarza się wystarczająco małe fragmenty materiału z folii złożonej z aluminium.

Przez produkt z tworzywa sztucznego, do wytwarzania którego stosuje się regranulat jako produkt wyjściowy, wytwarzany za pomocą opisanego uprzednio sposobu dalszej obróbki według wynalazku, możliwe jest korzystne ponowne wykorzystanie odpadów materiałowych lub już stosowanych produktów z tworzywa sztucznego z udziałem metalu. Przez ponowne wykorzystanie folii złożonych z metalem, występujących na przykład jako produkty odpadowe, można całkowicie, względnie w dużych częściach zaoszczędzić stosowane poza tym zazwyczaj surowce pierwotne.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mieszanka cząstek, zwłaszcza granulat tworzywa sztucznego, do wytwarzania produktów z tworzywa sztucznego, przy czym mieszanka cząstek jest utworzona przynajmniej częściowo z regranulowanego materiału foliowego i ma wiele korpusów granulatu o dowolnej postaci, które są utworzone w określonym udziale z rozdrobnionych fragmentów materiału folii złożonej z metalem, znamienna tym, że korpusy granulatu mają cząstki metalu o wielkości cząstek poniżej 1 mm oraz korpusy granulatu mają udział metalu między 10 i 30 procent masowych, przy czym mieszanka jest utworzona w 100% z rozdrobnionej i regranulowanej folii złożonej z metalem na bazie polietylenu.
2. 2. Mieszanka cząstek według zastrz. 1, znamienna tym, że cząstki metalu w korpusach granulatu mają wielkość cząstek w zakresie między 3 i 700 mikrometrów, przy czym cząstki metalu mają wstępnie określony rozkład wielkości w zakresie wielkości.
3. 3. Sposób dalszej obróbki materiału złożonego z cząstkami metalu, zwłaszcza folii złożonych z aluminium, w którym rozdrabnia się materiał złożony przynajmniej na fragmenty materiału o dowolnej postaci, następnie regranuluje się rozdrobnione fragmenty materiału i wytwarza się mieszankę cząstek z cząstkami metalu z określoną wielkością maksymalną cząstek, znamienny tym, że sortuje się wstępnie występujący jako odpad, materiał foliowy z folii złożonej z metalem wytworzonej z polietylenu, przy czym wytwarza się mieszankę cząstek albo mieszaninę cząstek o udziale metalu między 10 i 30 procent masowych, która całkowicie utworzona jest z regranulowanego materiału foliowego z cząstkami metalu.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że podczas regranulowania rozdrobnionych fragmentów materiału wytwarza się mieszankę cząstek z cząstkami metalu o wielkości cząstek między 3 i 700 mikrometrów.