PL231322B1 - Sposób wytwarzania folii z tworzywa sztucznego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii z tworzywa sztucznego, zwłaszcza z tworzywa pochodzącego z recyklingu, o zdolności blokowania promieniowania UV.

Folie z tworzyw sztucznych stosuje się powszechnie jako opakowania dla różnego rodzaju produktów. Aby zapewnić dłuższą trwałość dla przechowywanych w opakowaniu foliowym produktów, wskazane byłoby, aby folia była zdolna do blokowania promieniowania UV, tak aby przynajmniej zmniejszyć ekspozycję opakowanego produktu na promieniowanie UV.

Znane jest formowanie folii z tworzyw sztucznych poprzez wytłaczanie (ekstruzję). Polega to na tym, że topi się tworzywo sztuczne, dostarczone zwykle w formie granulatu, a następnie wytłacza się je pod dużym ciśnieniem przez ustnik, uzyskując ciągły element o przekroju ustnika, który w dalszej kolejności chłodzi się. W szczególności, w ten sposób można formować folię z tak zwanego regranulatu, to znaczy tworzywa sztucznego w postaci drobnych kawałków uzyskanego w procesie recyklingu zużytych elementów z tworzyw sztucznych, przykładowo zużytych opakowań, przykładowo butelek z PET (poli(tereftalanu etylenu)).

Znane są technologie wytwarzania folii z tworzyw sztucznych z recyklingu.

Z amerykańskiego opisu patentowego US6436322 znany jest sposób recyklingu płatków PET, w którym butelki PET poddaje się wstępnemu myciu, następnie sortuje się je kolorystycznie, po czym butelki mieli się na płatki i odseparowuje się od nich elementy magnetyczne, a następnie prowadzi ponowną separację i mycie. Płatki poddaje się następnie do ekstrudera, w którym są one topione i przetwarzane na nitki, które są następnie schładzane. Proces ekstruzji prowadzi się w środowisku próżni w trzech sekcjach, w których utrzymuje się różne parametry próżni. Czystość uzyskanego granulatu jest uzależniona od dokładności oczyszczenia surowca odpadowego w postaci butelek, lecz stosowane standardowe sposoby przemywania nie umożliwiają eliminacji zanieczyszczeń (drobnoustrojów).

Dynamiczny rozwój nanotechnologii umożliwił opracowanie różnego rodzaju roztworów antybakteryjnych, w szczególności koloidalnych roztworów nanocząstek srebra. Roztwory te mogą być wykorzystywane do pokrywania powierzchni różnego rodzaju wyrobów z tworzyw sztucznych w celu nadania im właściwości antybakteryjnych. Jest to szczególnie korzystne w przypadku opakowań do żywności, zabawek dla dzieci, produktów higienicznych, leczniczych, farmaceutycznych itp. Jednak produkt pokryty powierzchniowo jest narażony na uszkodzenia lub wymywanie warstwy powierzchniowej, a więc jego właściwości antybakteryjne z czasem ulegają osłabieniu.

Z polskiego zgłoszenia patentowego P.406082 znany jest sposób wytwarzania nanofolii PET (z poli(tereftalanu etylenu)) o podwyższonej czystości w procesie wytłaczania rozdrobnionego surowca PET, charakteryzujący się tym, że przygotowuje się regranulat uszlachetniony PET w ten sposób, że do czystego regranulatu PET implementuje się nanocząstki srebra tak, że czysty regranulat PET poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania koloidalnym roztworem zawierającym nanocząstki srebra w otoczce z rodziny parafin oraz suszenia powleczonego roztworem regranulatu aż do uzyskania stężenia nanocząstek srebra w regranulacie na poziomie od 100 ppm do 500 ppm; po czym regranulat uszlachetniony PET miesza się z regranulatem czystym PET i/lub granulatem pierwotnym PET w proporcjach zapewniających uzyskanie stężenia nanocząstek srebra w mieszance na poziomie od 5 do 100 ppm i z tak uzyskanej mieszanki wytłacza się za pomocą ekstrudera wstęgę folii, którą formuje się i nawija na belę.

Wskazane powyżej technologie umożliwiają wytworzenie folii z tworzywa z recyklingu o dobrych parametrach czystościowych, lecz folie te nie mają zdolności do blokowania promieniowania UV.

Celowym byłoby opracowanie sposobu wytwarzania folii z tworzywa sztucznego, który umożliwi uzyskanie folii o zdolności blokowania promieniowania UV.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii z tworzywa sztucznego w procesie wytłaczania materiału bazowego stanowiącego rozdrobnione tworzywo sztuczne pochodzące z recyklingu, charakteryzujący się tym, że: materiał bazowy poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania koloidalnym roztworem nanocząstek dwutlenku tytanu (TO2) o rozmiarze od 2 do 6 nm w alkoholu oraz suszenia powleczonego roztworem materiału bazowego w temperaturze poniżej 70°C, po czym z materiału bazowego powleczonego nanocząstkami dwutlenku tytanu (TO2) lub mieszaniny materiału bazowego powleczonego nanocząstkami dwutlenku tytanu (TO2) i pozbawionego nanocząstek dwutlenku tytanu (TO2), o całkowitym stężeniu nanocząstek dwutlenku tytanu (TiO2) na poziomie od 5 ppm do 2000 ppm wytłacza się za pomocą ekstrudera wstęgę folii, którą formuje się i nawija na belę.

Korzystnie, stosuje się materiał bazowy stanowiący rozdrobnione odpady z poli(tereftalanu etylenu) (PET) lub z polietylenu (PE) lub z polipropylenu (PP).

PL 231 322 B1

Przedmiot wynalazku został przedstawiony za pomocą przykładu wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat linii technologicznej do wytwarzania folii z tworzywa sztucznego sposobem według wynalazku.

Folia z tworzywa sztucznego wykonywana jest z tworzywa uzyskanego z recyklingu, przykładowo zużytych opakowań.

W jednym przykładzie wykonania stosuje się poli(tereftalan etylenu) (PET), pochodzący z recyklingu opakowań z PET, przykładowo butelek.

W innym przykładzie wykonania stosuje się polietylen (PE), pochodzący z recyklingu opakowań z PE, przykładowo opakowań foliowych z PE.

W innym przykładzie wykonania stosuje się polipropylen (PP), pochodzący z recyklingu opakowań z PP, przykładowo opakowań foliowych z PP.

Materiał bazowy uzyskuje się na stanowisku do recyklingu opakowań 11, na którym opakowania przeznaczone do recyklingu są oczyszczane z zanieczyszczeń i rozdrabniane (przykładowo, butelki PET są cięte na płatki PET) lub przetapiane na regranulat (przykładowo, opakowania foliowe z PE lub PP są przetapiane na regranulat PE lub PP).

W mieszalniku 12 miesza się materiał bazowy z koloidalnym roztworem nanocząstek dwutlenku tytanu TiO2 w alkoholu. Przykładowo, stosować można preparat NanoTytan AL firmy Amepox Sp. z o.o. z Łodzi.

Powleczony materiał bazowy przenosi się do suszarni 13, w której w temperaturze nie przekraczającej 70°C odparowuje się alkohol, pozostawiając na powierzchni materiału bazowego implementowane nanocząstki dwutlenku tytanu TiO2. Proces powlekania i suszenia powtarza się tyle razy, aby uzyskać na powierzchni materiału bazowego pożądane stężenie nanocząstek dwutlenku tytanu TO2, w zakresie od 5 ppm do 2000 ppm, korzystnie od 100 ppm do 2000 ppm.

Alternatywnie, nanocząstki dwutlenku tytanu można implementować do części materiału bazowego w większym stężeniu, który następnie miesza się z materiałem bazowym bez dwutlenku tytanu. Przykładowo, folię można wytworzyć z mieszanki 10% materiału bazowego z nanocząstkami dwutlenku tytanu o stężeniu 100 ppm i 90% materiału bazowego pozbawionego nanocząstek dwutlenku tytanu, wówczas uzyska się stężenie nanocząstek dwutlenku tytanu na poziomie 10 ppm w folii stanowiącej produkt końcowy,

Materiał bazowy z nanocząstkami dwutlenku tytanu podaje się następnie do ekstrudera 14, który formuje wstępnie wstęgę folii, która jest dokładnie kształtowana przez różnego rodzaju rolki formujące 15, a następnie nawijana jest na nawijak 18.

Fig. 2A-2D przedstawiają charakterystyki absorbancji (Abs) dla folii PET z dodatkiem określonej ilości nanocząstek dwutlenku tytanu o rozmiarze od 2 do 6 nanometrów i stężeniach odpowiednio 100 ppm. 500 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm. Widoczne są wyraźne tłumienia promieniowania przez folię dla długości fali w zakresie od 290 do 340 nm, co oznacza, że folia zawierająca nano-TiO2 absorbuje promieniowanie UV.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania folii z tworzywa sztucznego w procesie wytłaczania materiału bazowego stanowiącego rozdrobnione tworzywo sztuczne pochodzące z recyklingu, znamienny tym, że materiał bazowy poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania koloidalnym roztworem nanocząstek dwutlenku tytanu (TO2) o rozmiarze od 2 do 6 nm w alkoholu oraz suszenia powleczonego roztworem materiału bazowego w temperaturze poniżej 70°C, po czym z materiału bazowego powleczonego nanocząstkami dwutlenku tytanu (TO2) lub mieszaniny materiału bazowego powleczonego nanocząstkami dwutlenku tytanu (TiO2) i pozbawionego nanocząstek dwutlenku tytanu (TiO2), o całkowitym stężeniu nanocząstek dwutlenku tytanu (TiO2) na poziomie od 5 ppm do 2000 ppm wytłacza się za pomocą ekstrudera wstęgę folii, którą formuje się i nawija na belę.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się materiał bazowy stanowiący rozdrobnione odpady z poli(tereftalanu etylenu) (PET).
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się materiał bazowy stanowiący rozdrobnione odpady z polietylenu (PE).
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się materiał bazowy stanowiący rozdrobnione odpady z polipropylenu (PP).