SK285516B6

SK285516B6 - Spôsob recyklácie plastov a spôsob výroby plastových materiálov

Info

Publication number: SK285516B6
Application number: SK1704-98A
Authority: SK
Inventors: G�Nter Schallenberg
Original assignee: Finacor Anstalt
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2007-03-01
Also published as: DE19625110A1; TW356445B; EE9800432A; CN1095857C; EP0906365A1; NZ333127A; IL127339A0; AU725335B2; CZ297649B6; JP2000512674A; AU3256897A; DK0906365T3; WO1997048761A1; CN1228102A; EA199900029A1; ID17295A; TR199802621T2; UY24584A1; PL330531A1; EA004225B1

Abstract

Opisuje sa spôsob recyklácie a výroby plastickýchhmôt, zmesí plastických hmôt a plastových materiálov s použitím nových, spracovaných alebo starých plastických hmôt a zmesí plastických hmôt alebo triedených a netriedených odpadkov z plastických hmôt, pri ktorom a) nosný materiál A, ktorý obsahuje jednotný druhovo čistý plast alebo rozličné plastyobsahujúce prvotne vyrobený materiál alebo odpadový plastový materiál, materiál X, vybraný z odpadového materiálu obsahujúceho plasty, ktorý je rozdielny od komponentov obsahujúcich plasty materiálu A a prídavnú zložku Z, ktorá je vybraná z mastnýchkyselín, zmesí obsahujúcich mastné kyseliny prírodného alebo syntetického pôvodu, derivátov mastných kyselín, ktoré v podmienkach spôsobu spracovaniamôžu uvoľňovať mastné kyseliny, a z mastných alkoholov, ktoré sa spolu zmiešajú tak, že neplastové komponenty sú zabudované počas tvorby homogénnej alebo čiastočne homogénnej hmoty, b) táto zmes je za neustáleho mechanického miešania, hnetenia alebostláčania transportovaná dopravným zariadením a podrobovaná následnému postupnému viacstupňovému tepelnému pôsobeniu a c) tepelne spracovaná zmes sa vytláča dýzou na ďalšie spracovanie alebo tvarovanie.

Description

Oblasť techniky

Patentová prihláška sa týka spôsobu recyklácie plastov a/alebo výroby plastov, respektíve nových zmesí plastov a plastických materiálov s použitím nových, spracovaných alebo starých plastov a zmesí plastov, rovnako ako triedených i netriedených odpadových plastov, pri ktorých čistota druhov a jednotnosť typov plastov nie je vopred daná.

Doterajší stav techniky

Ročne sa produkujú veľké množstvá plastov najrôznejšieho druhu, pričom ich veľký podiel po príslušnom použití na daný účel je nakoniec ukladaný ako odpad na depónie, je likvidovaný tepelne v spaľovniach odpadov a tak vypadáva z materiálového obehu. Podobne vyzerajú aj pomery pri iných materiáloch. Tiež pritom dochádza k zmareniu veľkej časti drahocenných látok, ktoré je možné znovu zhodnotiť.

Získavanie a zhodnocovanie takzvaných materiálov z odpadových produktov je už dlho na postupe. Na mnohých miestach sa napríklad propaguje a vykonáva oddelený zber a/aiebo triedenie rozličných odpadových materiálov, pretože spracovanie a spätné získanie v nich obsiahnutých cenných látok, respektíve získanie z nich získatcľných materiálov, jc cenovo výhodnejšie než zo zmesí odpadu alebo odpadkov získaných bez triedenia. V konečnom efekte môžu byť denne produkované domové a živnostenské odpadky považované za „surovinu“, pričom však v jednotlivých prípadoch chýbajúca druhová jednotnosť so sebou prináša podstatné problémy. To platí predovšetkým pre recykláciu plastov.

Dosiaľ bolo nemožné materiálne zhodnocovať zmiešané odpady plastov, pokiaľ rozdiely v plastoch prekračujú určitý stupeň (pozri A. Jungbauer, Recycling von Kunststoffen, 1. vyd., Wiirzburg, Vogel-Verlag, 1994, zvlášť str. 40 a ďalšie). Z tohto dôvodu bolo nevyhnutne nutné čisto rozdeľovať frakcie zmesi plastov na príslušné druhovo a typovo jednotné plasty a tieto oddelené frakcie podrobiť zodpovedajúcim, pre ne vhodným recyklačným postupom. Zmesi rovnakých alebo veľmi podobných plastových materiálov boli v každom prípade prijateľné. Také triedenie odpadov, hlavne triedenie plastových odpadov, je však pracovne i nákladovo náročné, takže recyklačný postup, respektíve produkty zhotovené z materiálov práve pri tom získaných, sú pri porovnávaní drahé. Je známe, že triedenie plastových odpadkov z odpadu z domácností a živnosti je problematické a iba ťažko, resp. obmedzene vykonateľné.

Zloženie plastových odpadkov z domácností a živností je vysoko variabilné a môže pozostávať z niekoľkých tuctov rôznych typov a druhov plastov, pričom podľa súčasných znalostí môže byť zloženie plastového odpadu regionálne úplne odlišné. Pritom sa priemerne vyskytujú nasledujúce druhy plastov:

Polyetylén (LDPE, MDPE, a HDPE) cca 30 % Polypropylén PP cca 10 %

Polyvinylchlorid (PVC) cca 15 % Polystyrény (PS, EPS, ABS, ASA) cca 15 % Polyamid (PA 6, PA 6,6 atd.) cca 10 % Ostatné technické termoplasty cca 10 % Duroplasty a Iaminovacie materiály cca 10 %

Toto všetko je silne znečistené zvyškami farbív, papierom, zvyškami lepidiel, nátermi a inými látkami. Delenie takých komplexných zmesí je často nemožné aj pri obhájiteľných nákladoch.

Na kvalitnú recykláciu týchto plastov bola teda až dosiaľ nevyhnutne nutná čistota aj typová a druhová jednot nosť. Zmiešaný plastový odpad je obmedzene použiteľný iba pri menej cenených aplikáciách. Ako bolo uvedené, každé premiešanie plastových druhov robí spracovanie na kvalitatívne vysoko cenené produkty namáhavým a nákladným, resp. dokonca nemožným. Premiešanie s určitými druhmi plastov, ako napríklad s PVC, robí opätovné zhodnotenie dokonca skoro nemožné.

Podstata vynálezu

Vynález si teda dal ako základnú úlohu vytvoriť možnosť spracovania a predovšetkým spôsob recyklácie a zhodnotenia zmesí obsahujúcich plastový odpad či zhodnotenie novo vyrobených plastov a prednostne predovšetkým spôsob výroby nového materiálu s použitím takých prvotne vyrobených alebo použitých plastov, pričom nie je potrebná druhová, resp. typová čistota plastov a napriek tomu môžu byť vyrobené kvalitatívne vysoko cenené materiály a produkty. Tento spôsob recyklácie má byť okrem toho podstatne cenovo výhodnejší než dosiaľ používané spôsoby a súčasne môžu byť spolu s tým zhodnotené aj iné odpadové materiály.

Táto úloha je podľa vynálezu riešená postupom na výrobu materiálu zo zmesí, ktoré obsahujú prvotne vyrobený plastový materiál alebo odpadový plastový materiál (t. j. použitie nových plastov alebo recyklácie použitých alebo ostatných odpadových plastov), pri ktorom

a) nosný materiál A, ktorý obsahuje jednotný druhovo čistý plast alebo rozličné plasty obsahujúce prvotne vyrobený plastový materiál alebo odpadový plastový materiál, a ktorý okrem komponentov obsahujúcich plasty obsahuje až do iných materiálov ako nečistotu, materiál X, vybraný z odpadového materiálu obsahujúceho plasty, ktorý je rozdielny od komponentov obsahujúcich plasty materiálu A, z domového odpadu, objemného odpadu, papiera a lepenky, zvlášť odpadového papiera, odpadovej plastom laminovanej lepenky a plastom laminovaného papiera, odpadu do depónie, kovu, dreva a zvyškov dreva, pilín, gumových materiálov a sklenených vlákien, a prídavná zložka Z, vybraná z mastných kyselín, zmesi obsahujúcich mastné kyseliny prírodného alebo syntetického pôvodu, derivátov mastných kyselín, ktoré v podmienkach spôsobu spracovania môžu uvoľňovať mastné kyseliny, a mastných alkoholov, zmiešaná v pomere 0,01 až 10 % obj. vztiahnuté na zmes A a X, sa spolu zmiešajú, pričom objemový pomer AkuXjel: : 50 až 50 : 1 a zmes A a X obsahuje aspoň 50 % plastu, tak, že neplastové komponenty sú zabudované počas tvorby homogénnej alebo čiastočne homogénnej hmoty,

b) táto zmes je za neustáleho mechanického miešania, hnetenia alebo stláčania transportovaná dopravným zariadením a pozdĺž dopravnej cesty je po úsekoch podrobovaná následnému postupnému viacstupňovému tepelnému pôsobeniu, pričom veľkosť častíc materiálu uvádzaného do zariadenia na tepelné spracovanie má priemer 1 až 5mm a viacstupňové tepelné spracovanie zahŕňa tri stupne, pričom teplota

I. v prvom stupni je 60 až 130 °C;

II. v druhom stupni je 130 až 180 °C a

III. v treťom stupni je 160 až 380 °C a

c) tepelne spracovaná zmes sa vytláča dýzou na ďalšie spracovanie alebo tvarovanie.

Výhodné spôsoby uskutočnenia sú predmetom závislých patentových nárokov.

S použitím spôsobu podľa vynálezu je prekvapujúcim spôsobom možné spracovávať odpad a smeti, ktoré obsahujú viac rôznych a podstatne rozdielnych druhov a typov plastov. Pritom vyrobené plastické hmoty môžu byť neoča

SK 285516 Β6 kávane ďalej spracovávané na vysoko cenené produkty, pričom kvalita a z toho sa odvodzujúca úžitková trvanlivosť pri aplikácii recyklovaných plastov v porovnaní s prvovýrobkami z plastov miesto doterajších cca 30 % až 35 % môže byť teraz prekvapujúcim spôsobom zvýšená na cca 80 % a viac.

Tento recyklačný, resp. výrobný postup predovšetkým umožňuje, že plasty a druhy plastov všetkých sort (termoplasty, termosety, elastoméry a iné), z ktorých niektoré podľa doterajšieho stavu znalosti boli považované za znova nezhodnotiteľné, znova nepretaviteľné, navzájom neznášanlivé v zmesi a homogénne nemiešateľné, tepelnomechanickým pôsobením počas spracovateľského procesu a s použitím primiešaných prídavných zložiek vytvoria homogénnu alebo čiastočne homogénnu hmotu.

Postupom podľa vynálezu sú prekonané až dosiaľ pri známych postupoch vystupujúce neznášanlivosti medzi rôznymi plastmi (napr. PVC v každej ľubovoľnej kombinácii, PS/PE, PE/PP, PA/PE) a rozklad, resp. zhorenie získanej hmoty plastu pri zahriatí. Za zmienku stojí hlavne, že rozličné plasty môžu byť spracované netriedené (druhovo nejednotné), t. j. spoločne.

Okrem toho môžu byť do postupu, ako dodatočná zložka k materiálu ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X, pridávané a tým likvidované mnohé ďalšie staré hmoty, ako napríklad guma, podlahové koberce a podlahové krytiny, drevené odpadky, odpadky zo sklených vlákien, starý papier atď., bez toho, aby tým bola nepriaznivo ovplyvnená účinnosť postupu. Celkovo vzaté je teda poskytovaný významný príspevok na zabránenie ukladania horľavého odpadu na depónie a do spaľovní odpadov.

Takto môžu byť spôsobom podľa vynálezu pridávané nevyčistené plasty až do určitého stupňa znečistenia aj spracované plastom cudzie látky až do určitého podielu z množstva celkového objemu a viazané do vznikajúcich zmesí plastov, resp. zmesí plastu a plastom cudzích látok. Pritom táto zmes spolu s prídavnou zložkou prírodného biologického alebo syntetického pôvodu podľa príslušného podielu na množstve a podľa druhu prítomných látok sa spája homogénne alebo obmedzene, t. j. čiastočne homogénne.

Pri výbere materiálu pre spôsob podľa vynálezu sa musí len splniť, aby tepelnému spracovaniu podrobovaná materiálová zmes z A a X, spoločne vztiahnuté na celkový objem, obsahovala najmenej také množstvo plastu, že neplastové komponenty v nej budú ešte viazané za vzniku homogénnej alebo čiastočne homogénnej hmoty, pričom obsah plastu v nej robí predovšetkým najmenej 10 %, lepšie 25 %, hlavne potom 40 % a najčastejšie najlepšie 50 % objemových, pričom podľa vynálezu môže byť tento podiel opäť zložený z rôznych frakcií plastov.

Nosný materiál A zahrnuje prednostne komponent, ktorý obsahuje plast vybraný z termoplastov, termosetov a/alebo elastomérov, v čom sú zahrnuté laminovacie materiály a reakčne vstrekované plasty (RIM-plasty), ktoré také plastické hmoty obsahujú.

Podľa preferovaného spôsobu uskutočnenia vynálezu zahrnuje plastový materiál jednu alebo viac plastických hmôt zvolených medzi: polymérmi akrylonitril/butadién/styrén (ABS), polyetylénmi (PE) vrátane vysokohustotného, strednehustotného a nízkohustotného polyetylénu (PE), polykarbonátmi (PC), polytetrafluóretylénmi (PTFE), polyetyléntereflalátmi (PET), polymérmi etylén/vinylacetát (EVA), polymetylénmi (PMMA), polyoxymetylénmi (PEM), polymérmi styrén/akrylonitril (SAN), polystyrénmi (PS, EPS, ASA), polyamidmi (PA), polypropylénmi (PP), polyvinylchloridmi (PVC) a polyuretánmi (PUR) a hlavne potom polyetylénom (PE) a/alebo polypropylénom (PP).

Nosným materiálom A obsahujúcim plastickú hmotu môžu byť napríklad zvyšky kobercov a/alebo zvyšky látok, ktoré pozostávajú úplne alebo čiastočne z plastickej hmoty.

Okrem zložky obsahujúcej plastickú hmotu môže nosný materiál A ako nečistotu obsahovať až do 10 % a predovšetkým až do 5 % iného materiálu, vztiahnuté na objem. Potom je však pri tvorbe zmesi podrobovanej podľa vynálezu viacstupňovému tepelnému spracovaniu treba dbať na to, aby materiál ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X sám osebe obsahoval toľko plastu, aby celkom vyžadované množstvo najčastejšie najlepšie predstavovalo najmenej 50 % obj. plastu. Ako iný materiál môže byť napríklad zvolený gumový a kaučukový materiál, podlahové krytiny všetkých druhov, sklo a sklenené vlákna, kov, papier, drevo a drevené zvyšky, predovšetkým piliny, vlna a piesok.

Podľa preferovaných spôsobov uskutočnenia sa nosný materiál A vopred triedi a podiel plast obsahujúcej zložky v nosnom materiáli A sa týmto spôsobom nastavuje na 90 až 100 %, vztiahnuté na objem.

Ak obsahuje nosný materiál A 100 % plastu, nie je treba, pokiaľ sa nasadzuje aspoň 50 % nosného materiálu A, vo vzťahu k materiálu ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X, brať zreteľ na zloženie tohto, t. j. na určitý obsah plastu v ňom. Frakcia oddelená pri predbežnom triedení môže a prednostne býva znovu nasadzovaná ako materiál ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X, takže dochádza k stopercentnému využitiu plastových odpadkov.

Nosný materiál A a materiál ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X sú, vztiahnuté na objem, spolu miešané v ľubovoľnom pomere, napr. 1 : 50 až 50 : 1, s obľubou 1 : 10 až 10 : 1 a hlavne potom 1 : 5 až 5 : 1, pričom sa musí dbať na dodržiavanie prítomnosti dostatočného minimálneho podielu plastickej hmoty, ako je napríklad minimálny obsah 10 %, 25 %, 40 % alebo 50 % objemových v zmesi. Materiály A a X sú navzájom miešané najlepšie v pomere 50 : 50, pričom nosný materiál potom zvlášť okrem plastickej hmoty žiadny iný materiál neobsahuje. Ak však je iný materiál obsiahnutý, je treba podiel nosného materiálu A v celkovej zmesi zvýšiť alebo sa musí vziať zreteľ na prítomnosť frakcie plastu v materiáli ľubovoľného alebo neznámeho zloženia.

Materiál ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X môže byť akýmkoľvek materiálom, pričom sa len pre ten prípad, keď nosný materiál A nie je tvorený plastom zo 100 %, musí dbať na dosiahnutie dostatočného podielu plastickej hmoty, ktorý je ako obsah plastu pre celkovú zmes požadovaný. Ako materiál ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X je vhodný odpadový materiál obsahujúci plastickú hmotu, ktorý je odlišný od plast obsahujúcej zložky nosného materiálu A: odpadky z domácností, odpad preglejky, papier a lepenka, hlavne starý papier, laminovaná lepenka a laminovaný starý papier, smeti na depónie, kov, drevo a drevené zvyšky, predovšetkým piliny, gumové materiály a sklenené vlákna. Tento výpočet však nie je možné považovať za obmedzujúci.

Nosný materiál A a materiál ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X sa prípadne pred zmiešaním rozdrobia, napr. drvením, rezaním a/alebo jemným mletím, aby sa tak uľahčilo a zaručilo tesné a dôkladné premiešanie oboch komponentov pred termickým spracovaním. Materiály A a B môžu byť pred zmiešaním oddelené, príslušným spôsobom do zásoby skladované, napríklad v zásobných nádržiach, ako je zásobné silo a môžu byť miešané na mieste, t. j. pred uvedením do zariadenia na termické spracovanie. Alternatívne môže byť zmes pripravená vopred a skladovaná do zásoby pred uvedením do zariadenia na termické spracovanie. Materiály môžu byť napríklad vopred upravené a pohotovo pripravené s použitím známych triediacich strojov.

K zmesi z nosného materiálu A a materiálu ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X sa hlavne pred mechanickým a termickým spracovaním dodáva prídavný komponent Z, ktorý je zvolený z mastných(ej) kyselín(y), zmesí obsahujúcich mastnú kyselinu, derivátov mastných kyselín, ktoré v podmienkach procesu mastnú kyselinu uvoľňujú, a mastných alkoholov.

Výrazu „mastná kyselina“ je treba rozumieť tak, že sem patria akékoľvek alifatické karboxylové kyseliny, hlavne C_raž C₅₀-karboxylové kyseliny, ktoré môžu byť nerozvetvené, rozvetvené, nasýtené alebo nenasýtené (kyseliny alkán-, alkén- a alkínkarboxylové). Zahŕňajú sa ďalej aj ľubovoľne zmesi takých mastných kyselín. Príklady pre nerozvetvené nasýtené alkánkarboxylové kyseliny sú kyselina mravčia, kyselina octová, kyselina propiónová, kyselina maslová, kyselina valérová, kyselina kaprónová, kyselina enantová, kyselina kaprylová, kyselina pelargónová, kyselina kaprínová, kyselina undekanová, kyselina laurová, kyselina tridekánová, kyselina myristová, kyselina pentadekánová, kyselina palmitová, kyselina margarínová, kyselina stearová, kyselina nonadekánová, kyselina arachová, kyselina behenová, kyselina lignocerová a kyselina melissová. Príklady pre rozvetvené nasýtené alkánkaroxylové kyseliny sú kyselina izomaslová, kyselina izovalérová a kyselina tuberkolosterárová Príklady pre nerozvetvené jednoducho nenasýtené alkénkarboxylové kyseliny sú kyselina krotónová, kyselina palmitolejová, kyselina olejová a kyselina eruková. Príklady pre nerozvetvené dvakrát nenasýtené alkénkarboxylové kyseliny sú kyselina sorbová a kyselina linolová. Príklady pre nerozvetvené trikrát nenasýtené alkénkarboxylové kyseliny sú kyselina linolénová a kyselina oleostearová. Príkladom pre nerozvetvené štyrikrát nenasýtené alkénkarboxylové kyseliny je kyselina arachidónová. Príkladom pre nerozvetvené päťkrát nenasýtené alkénkarboxylové kyseliny je kyselina klupadónová. Príkladom pre nerozvetvené šesťkrát nenasýtené alkénkarboxylové kyseliny je kyselina dokosahexaénová. Môžu byť získavané napríklad z kvasných produktov, kvasiniek, živočíšnych a rastlinných tukov alebo z toho získavaných produktov, ako je mliečny tuk, maslo, kokosový olej, olej z puškvorca, palmový olej, podzemnicový olej, repkový olej, kakaový olej, karnaubský vosk, včelí vosk, lanolín, sójový olej, kukuričný olej, krotónový olej, olej jadier révy, olej z jarabiny, hovädzí loj a rybí tuk. Zodpovedajúce deriváty mastných kyselín a mastné alkoholy sú podľa vynálezu zahrnuté tiež.

Pri mastných kyselinách a mastných alkoholoch teda môže ísť o nasýtené, raz alebo viackrát nenasýtené zlúčeniny, ktoré sa získavajú resp. vyrábajú z olejnatých rastlín a ostatných rastlinných produktov i zvieracích produktov.

Výhodné je, keď je prídavná zložka nenasýtená, a čím je väčší stupeň nenasýtenosti mastnej kyseliny, tým je vhodnejšia.

Ako prídavná zložka Z je vhodný a preferovaný napríklad ľanový olej a/alebo kukuričný olej.

Po dodaní týchto prídavných zložiek napodiv dochádza k zlepšeniu tepelnej stálosti zmesi počas termického spracovávania, ktoré značne prekračuje tepelnú stálosť, ktorú je možné dosiahnuť bez prídavnej zložky. Prídavná zložka pritom tiež pôsobí ako sprostredkovateľ znášanlivosti a spojovací prostriedok. Vztiahnuté na objem zmesi z A a X, dodáva sa prídavná zložka v množstve od 0,01 % do 10 %, predovšetkým potom od 0,1 % do 5 % a najlepšie od 0,3 % do 3 %. Väčšie množstvá sú možné, ale spravidla nie sú nutné.

Rovnako, ako pri obvyklých postupoch, môžu byť podľa vynálezu tiež bez problémov použité procesné a funkčné aditíva, aby sa vyhovelo rôznym požiadavkám na vlastnosti (aj pri produktoch).

Pri termickom a mechanickom pôsobení na zmesi podľa vynálezu je možné, že sa vzájomným pôsobením prídavnej zložky s plastmi nachádzajúcimi sa v zmesi, vyvolá chemická a/alebo fyzikálna reakcia, ktorá spôsobí, že sa spolu homogénne alebo aspoň čiastočne homogénne, zviažu rôzne plastické hmoty. Látky, ktoré pri tomto pochode žiadne homogénne alebo čiastočne homogénne spojenie nedosiahnu, sú mechanickým pôsobením počas procesu spracovávania vo svojej forme a veľkosti tak zmenené, že sú vo vznikajúcom plastovom výrobku úplne alebo z väčšej časti viazané.

Miešanie nosného materiálu A, materiálu ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X a prídavnej zložky Z navzájom sa vykonáva napríklad v mixéri resp. v miešacom zariadení.

Viacstupňové termické spracovanie takto získanej zmesi podľa preferovanej formy uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu zahrnuje tri stupne, pričom teplota

I. v prvom stupni je 60 až 130 °C, predovšetkým potom 80 až 120 °C a najlepšie 90 až 120 °C, napr. 100 °C,

II. v druhom stupni je 130 až 180 °C, predovšetkým potom 140 až 170 °C a najlepšie 140 až 160 °C a

III. v treťom stupni je 160 až 380 °C, predovšetkým potom 170 až 320 °C a najlepšie 180 až 280 °C.

Podľa ďalšej preferovanej formy uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu zahrnuje viacstupňové termické spracovanie štyri stupne, pričom teplota

I. v prvom stupni je 60 až 120 °C, predovšetkým potom 80 až 110 °C a najlepšie 100 °C,

II. v druhom stupni je 120 až 160 °C, predovšetkým potom 130 až 160 °C a najlepšie 140 až 160 °C,

III. v treťom stupni je 160 až 220 °C, predovšetkým potom 160až210°Canajlepšie 160 až 200 °Ca

IV. vo štvrtom stupni je 180 až 380 °C, predovšetkým potom 200 až 300 °C a najlepšie 220 až 280 °C.

Aplikovaných môže byť napríklad aj viac stupňov. Vhodných je pritom aj 5 až 12 stupňov.

Viacstupňové termické spracovanie sa uskutočňuje napríklad v bežnom vstrekovacom zariadení alebo extrudéri (pozri A. Jungbauer, Recycling von Kunststoffen, 1. vyd., Wúrzburg, Vogel-Verlag, 1994, hlavne str. 40 a ďalšie), pričom zmes materiálu je za neustáleho premiešavania, hnetenia a stláčania pozdĺž celej cesty transportovaná dopredu, napr. závitovkou. Transportná cesta je rozdelená na úseky, ktoré sa líšia svojou teplotou, pričom rôzne teploty príslušným spôsobom nezávisle od seba dosahujú od 60 °C do 380 °C a môžu byť napríklad také, ako je uvedené pre trojstupňový alebo štvorstupňový spôsob. V ďalšom sú uvádzané niektoré príklady, ktoré vhodný teplotný režim znázorňujú. Môžu byť však v rámci uvedeného rozsahu menené v závislosti od použitého materiálu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklady 1 až 8

	Príklad
1	2	3	4
Teplota hmoty	Zóna 1	100	100	100	100
(v°C)	Zóna 2	140	160	160	160
(Extrudér)	Zóna 3	160	180	180	200
	Zóna 4	180	200	220	280

SK 285516 Β6

	Príklad
5	6	7	8
Teplota hmoty	Zóna 1	100	100	100	100
(v°C)	Zóna 2	140	160	160	160
(Vstrekovacie	Zóna 3	160	180	180	200
zariadenie)	Dýza	140	140	160	160

Veľkosť zŕn materiálu, ktorý je zavádzaný do príslušného zariadenia na termické spracovanie, má výhodný priemer 0,1 mm až 5 mm, predovšetkým potom 0,5 mm až 5 mm a najlepšie 1 mm až 5 mm. Voľba príslušnej teploty v zóne závisí napríklad od veľkosti zŕn a zložení nasadzovanej materiálovej zmesi a môže byť vo vopred danom rozsahu príslušne prispôsobená spracovávanej materiálovej zmesi.

Termické spracovanie sa vykonáva predovšetkým vo vstrekovacom zariadení alebo extrudéri.

Materiál, ktorý je vytlačovaný napríklad dýzou zo vstrekovacieho zariadenia alebo extrudéra, potom, keď tam bol tepelne spracovaný, môže byť bezprostredne v nadväznosti tvarovaný a ponechaný na schladnutie. Alternatívne môže byť tvarovanie vykonané až neskôr, pričom sa potom, pokiaľ je to nutné, plastická hmota znovu ohreje, aby sa mohla uviesť do požadovanej formy.

Zariadením vhodným na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu je napríklad vstrekovacie zariadenie firmy Storck, napr. Modeli ST 1600-330, zariadenie na liatie vstrekom firmy Battenfeld, Modeli BC-T a vstrekovacie zariadenie firmy Dr.-Ing. Sommer, Modeli DS Variant 16-2033.

Sú však vhodné aj ľubovoľné iné zodpovedajúce zariadenia, pokiaľ umožňujú požadované mechanické a termické spracovanie podľa vynálezu.

Materiál vytlačený po termickom spracovaní môže byť lisovaný, striekaný, nadúvaný alebo extrudovaný, pričom môže zaujať každú požadovanú formu. Vytvárané môžu byť napríklad tvarovo stále alebo flexibilné produkty ako dosky, fólie, tyče, fošne, trámy, rúry, hadice, prvky na debnenie, vystrojovanic a izoláciu, opláštenie, ochranné elementy na tvár a proti teplu, rovnako ako prvky na ochranu pred mechanickým poškodením, sformované dielce na vypĺňanie dutín, konštrukčné elementy, tehly, oporné prvky, strešné škridle, časti náradia alebo spojovacie prvky, dlaždice a podobne. Tento výpočet nie je možné považovať za obmedzujúci.

Produkty, ktoré sú zhotovené z plastického materiálu vyrobeného podľa vynálezu, sú kvalitatívne veľmi cenné produkty, pričom výrobné náklady sú podstatne cenovo výhodnejšie oproti porovnateľným produktom z novo/prvotne vyrobených plastov alebo z druhovo jednotných plastických látok (po ich recyklácii) ako zodpovedajúceho jednotného materiálu. Je možné dosiahnuť cenové úspory napríklad až 50 %, v jednotlivých prípadoch i viac.

V nasledujúcom sú uvedené vlastnosti podľa vynálezu zhotovenej podlahovej krytiny, ktorá bola vyrobená z odpadu káblov, mäkkého PVC, PE a gumového granulátu. Údaje ukazujú, že materiál spĺňa požiadavky, ktorc sú na taký materiál kladené.

1. Plošná hmotnosť podľa DIN 53352 14,35 kg/m²

2. Hustota podľa DIN 53479 1,49 g/cm²

. Pevnosť v ťahu podľa DIN 53455	8,75 N/mm²
. Pomerné predĺženie po pretrhnutí podľa
DIN 53455	70%
. Vrubová húževnatosť podľa DIN 53453	17,73 J/cm²
. Rozmerová zmena pôsobením tepla na-
podobnením podľa DIN 51962 sklado-	žiadna zmena formy
vaní cez 6 hodín pri 80 °C merané pri	max. 0,29 %
120 °C po 6 hodinách
. Horľavosť podľa DIN 51960 trieda 1	(ťažko zápalná)
. Chovanie pri opálení plameňom podľa
DIN53438	Trieda F1/9,8 mm
. Klzkosť napodobnením podľa DIN 53375
Koža podrážok obuvi	μ = 0,53
Gumové podrážky obuvi	μ = 0,70
PUR/PVC podrážky obuvi	μ = 0,68
0. Tvrdosť tlakom guľôčky podľa DIN 53456
Pri zaťažení hlavnou záťažou	49,03 N
elastická regenerácia po 20 minútach	41 %
elastická regenerácia po 40 minútach	48%
Tvrdosť tlakom guľôčky	6,4 N/mm²
Úplné zacelenie po 4 hodinách
1. Regenerácia elasticity po náraze úde-
rovou energiou 0,5 Nm	15%
2. Tepelná vodivosť napodobnením pod-
ľa DIN 52612 zvýšenie teploty z 20 na
40 °C za	20 minút
3. Chemicko-fyzikálne pôsobenie skú-
šobných látok podľa DIN 51958
lúh sodný 1 %	stály
lúh sodný 10 %	stály
lúh sodný 15 %	stály
kyselina dusičná 10 %	stály
kyselina dusičná 30 %	podmienečne stály
kyselina soľná 10 %	stály
kyselina sírová 3 %	stály
kyselina sírová 30 %	stály
kyselina octová 5 %	podmienečne stály
minerálny olej SAE20W/50	stály

Materiál ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X môže byť rovnako jednotnou látkou, ako môže obsahovať rôzne plastické hmoty či plastom cudzie zložky v ľubovoľných alebo približne rovnakých podieloch.

Ako materiál X prichádzajú do úvahy samotné alebo vo forme ich ľubovoľných zmesí, pričom ale sú odlišné od nosného materiálu A, resp. sčasti znečistené neznámymi látkami: PVC (mäkký PVC, tvrdý PVC, napr. kobercové zvyšky), HDPE, LDPE, PP, PA (PA6, PA 6.6, PA 11, PA 12, PA GV 30 H), PMMA, POM, PUR (napr. elastoméry alebo nadúvané hmoty), ABS, SAN, PS, PC, TPE (termoplastické polyméry), PE/PA zmesi, zvyšky kobercových vlákien, piliny, plastové obaly potravín, plastickou hmotou laminovaný papier alebo plastom laminovaná lepenka, plastové nákupné tašky (napr. tzv. plastové vrecká) a PPO (polyfenyloxid).

Bolo zhotovených 9 dosiek vzoriek s rozmermi 15 cm x x 15 cm x 0,5 cm, ktoré ako nosný materiál A obsahujú plasty uvedené v nasledujúcej tabuľke, jeden alebo viac tiež tam uvedených materiálov ľubovoľného alebo neznámeho zloženia X a tiež 5 % ľanového oleja ako prídavnej zložky. Uvedené množstvá sa vzťahujú na objem celkovej zmesi.

Doska 1: 10 % HDPE (vysokohustotný polyetylén), 90 % pilín

Doska 2: 25 % HDPE, 75 % pilín

Doska 3: 50 % PP, 50 % zmesi M všetkých v odseku 2 vymenovaných materiálov (približne rovnaké podiely) Doska 4: 30 % HDPE + 20 % ABS, 50 % zmesi M Doska 5: 50 % HDPE, 50 % zmesi M

Doska 6: 25 % PE + 25 % PA, 50 % zmesi M

Doska 7: 10 % HDPE + 20 % LDPE (nízkohustotný polyetylén) + 20 % SAN, 50 % zmesi M

Doska 8: 25 % PP + 25 % ABS/SAN, 50 % zmesi M Doska 9: 30 % PP + 20 % ABS/SAN, 50 % zmesi M

Claims

1. Spôsob recyklácie a výroby plastických hmôt, zmesi plastických hmôt a plastových materiálov s použitím nových, spracovaných alebo použitých plastických hmôt a zmesí plastických hmôt alebo triedeného a netriedeného plastového odpadu, vyznačujúci sa tým, že

a) nosný materiál A, ktorý obsahuje jednotný druhovo čistý plast alebo rozličné plasty obsahujúce prvotne vyrobený plastový materiál alebo odpadový plastový materiál, a ktorý okrem komponentov obsahujúcich plasty obsahuje až do 10 % objemových iných materiálov ako nečistotu, materiál X, vybraný z odpadového materiálu obsahujúceho plasty, ktorý je rozdielny od komponentov obsahujúcich plasty materiálu A, z domového odpadu, objemného odpadu, papiera a lepenky, zvlášť odpadového papiera, odpadovej plastom laminovanej lepenky a plastom laminovaného papiera, odpadu do depónie, kovu, dreva a zvyškov dreva, pilín, gumových materiálov a sklenených vlákien, a prídavná zložka Z, vybraná z mastných kyselín, zmesí obsahujúcich mastné kyseliny prírodného alebo syntetického pôvodu, derivátov mastných kyselín, ktoré v podmienkach spôsobu spracovania môžu uvoľňovať mastné kyseliny, a mastných alkoholov, zmiešaná v pomere 0,01 až 10 % obj. vztiahnuté na zmes A a X, sa spolu zmiešajú, pričom objemový pomer A ku X je 1 : 50 až 50 : 1 a zmes A a X obsahuje aspoň 50 % plastu, tak, že neplastové komponenty sú zabudované počas tvorby homogénnej alebo čiastočne homogénnej hmoty,

b) táto zmes je za neustáleho mechanického miešania, hnetenia alebo stláčania transportovaná dopravným zariadením a pozdĺž dopravnej cesty je po úsekoch podrobovaná následnému postupnému viacstupňovému tepelnému pôsobeniu, pričom veľkosť častíc materiálu uvádzaného do zariadenia na tepelné spracovanie má priemer 1 až 5 mm a viacstupňové tepelné spracovanie zahŕňa tri stupne, pričom teplota

1. v prvom stupni je 60 až 130 °C;

H. v druhom stupni je 130 až 180 °C a III. v treťom stupni je 160 až 380 °C a

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že nosný materiál A zahŕňa komponent, ktorý obsahuje plastickú hmotu vybranú z termoplastov, termosetov a elastomérov, v čom sú zahrnuté aj kompozity, ktoré obsahujú tieto plasty a reakčne vstrekované plasty.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že plastická hmota je vybraná z polymérov akrylonitril/butadién/styrén, polyetylénov vrátane vysokohustotných, strednohustotných a nizkohustotných polyetylénov, polykarbonátov, polytetrafluóretylénov, polyetyléntereftalátov, polymérov etylén/vinylacetát, polymetylénov, polyoxymetylénov, polymérov styrén/akrylonitril, polystyrénov, polyamidov, polypropylénov, polyvinylchloridov a polyuretánov.

4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že plastická hmota zahŕňa polyetylén a/alebo polypropylén.

5. Spôsob podľa nároku 1, 2, 3 alebo 4, vyznačujúci sa tým, že nosný materiál A zahŕňa zvyšky kobercov a/alebo zvyšky látok.

6. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že nosný materiál A, okrem zložky obsahujúcej plastickú látku, obsahuje ako nečistotu iný materiál až do 5 % obj.

7. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že iný materiál je vybraný z gumy, podlahových krytín, skla a sklenených vlákien, papiera, dreva a zvyškov dreva, pilín, vlny a piesku.

8. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že nosný materiál A je vopred roztriedený, takže podiel komponentu v nosnom materiáli A, ktorý obsahuje plastickú hmotu, je upravený na 90 % až 100 % obj.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že vytriedená frakcia sa použije ako materiál X.

10. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že nosný materiál A a materiál X sa pred zmiešaním rozdrobia.

11. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa nosný materiál A a materiál X prípadne ukladajú do zásoby po roztriedení, po rozdrobení a pred premiešaním.

12. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa nosný materiál A a materiál X navzájom zmiešajú v objemovom pomere 50 : 50.

13. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že nosný materiál A okrem komponentu obsahujúceho plastickú hmotu neobsahuje žiadny iný materiál.

14. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že viacstupňové tepelné spracovanie zahŕňa tri stupne, pričom teplota

I. v prvom stupni je 80 až 120 °C,

II. v druhom stupni je 140 až 170 °C a

III. v treťom stupni je 170 až 320 °C.

15. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že viacstupňové tepelné spracovanie zahŕňa tri stupne, pričom teplota

I. v prvom stupni je 90 až 120 °C,

II. v druhom stupni je 140 až 160 °C a

III. v treťom stupni je 180 až 280 °C.

16. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že miešanie nosného materiálu A obsahujúceho plastový odpad, materiálu X a prídavnej zložky Z sa uskutočňuje v mixéri alebo miešacom zariadení a/alebo transport a tepelné spracovanie prebieha vo vstrekovacom zariadení alebo v extrudéri.

17. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že prídavná zložka Z sa pridáva v množstve 0,1 % až 5 %, vztiahnuté na objem zmesi A a X.

18. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že sa prídavná zložka dodáva v množstve 0,3 % až 3 %, vztiahnuté na objem zmesi A a X.

19. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že prídavná zložka Z obsahuje ľanový olej a/alebo kukuričný olej.

20. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že miešanie a tepelné spracovanie prebieha vo vstrekovacom zariadení alebo v extrudéri.

SK 285516 Β6

21. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že z dýzy vytlačovaná tepelne spracovaná zmes sa tvaruje a necháva sa vychladnúť.

22. Spôsob podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že tepelne spracovaná zmes vytlačovaná z dýzy sa tvaruje na rozmerovo stále alebo flexibilné dosky, fólie, tyče, fošne, trámy, rúry, hadice, prvky na debnenie, obklady a izoláciu, opláštenie, vizuálne ochranné elementy a ochranné elementy proti teplu, a prvky na ochranu pred mechanickým poškodením, vopred sformované dielce na vypĺňanie dutín, konštrukčné elementy, tehly, oporné prvky, strešné škridle, dlaždice, trávnikové dlaždice, časti náradia alebo spojovacie prvky.

23. Použitie mastných kyselín, zmesí obsahujúcich mastné kyseliny, derivátov mastných kyselín, ktoré môžu v podmienkach spôsobu spracovania uvoľňovať mastné kyseliny, a mastných alkoholov, najmä ľanového oleja a/alebo kukuričného oleja, ako prídavných zložiek pre zmes obsahujúcu plastickú hmotu pri jej spracovaní alebo príprave a použitie týchto zmesí pri spôsobe podľa niektorého z nárokov 1 až 22.