BRPI1013650B1 - processo para neutralizar produtos de degradação ou decomposição ácidas e/ou básicas de tintas de impressão, adesivos ou impurezas orgânicas - Google Patents

Abstract

NEUTRALIZAÇÃO ATRAVÉS DE AGENTE DE VOLUME A invenção diz respeito a um método para ajustar o valor pH e/ou neutralizar compostos ácidos e/ou base, em particular produtos de degradação ou decomposição, como parte do reprocessamento e reciclagem de um particular materiais termoplásticos, no curso dos quais as partículas de polímeros são constantemente movidas e aquecidas num reator, em que, para propósitos de neutralização, é adicionado pelo menos um agente de volume, especificamente numa quantidade que corresponde pelo menos à carga ácido ou base antecipada

Description

A presente invenção diz respeito a um processo de acordo com a reivindicação 1, bem como uma utilização específica de agentes de volume de acordo com a reivindicação 15 .

Os materiais plásticos são muitas vezes adicionados durante o processo de produção e/ou no curso da mistura de diversos aditivos e/ou agregados. Estes aditivos servem para ajustar as características do material às necessidades da correspondente utilização e para melhorar as características químicas, elétricas ou mecânicas. Entre o grupo dos aditivos e/ou agregados contam-se por exemplo plastificantes, estabilizadores, corantes, materiais de reforço e também agentes de volume.

Sob agentes de volume entendem-se em regra, e também no texto em causa, materiais que se juntam a materiais plásticos, para aumentar o seu volume e/ou peso. Os agentes de volume são normalmente adicionados em grandes quantidades e/ou peso. Agentes de volume são em primeira linha diluentes, que não representam uma parte significativa do produto final e que tornam a produção de materiais plásticos mais barata. Os agentes de volume ativos melhoram adicionalmente as características mecânicas do material. Outras designações para agentes de volume são agentes de diluição, diluentes ou extensores.

Com o conceito de agentes de volume clássicos quer-se também dizer determinadas características do próprio material adicionado. Assim, um agente de volume clássico é em regra em pó, relativamente inerte e barato, bem como disponível.

Na indústria de processamento de materiais plásticos foi chegado a um entendimento do que normalmente é designado por agente de volume. Materiais líquidos, materiais reativos, etc., não são definitivamente designados no ramo como agentes de volume.

Agentes de volume correntes são entre outros giz, areia, diatomite, fibra de vidro, óxido de zinco, quartzo, serradura, goma, grafite, negro de fumo, talco e carbonato, em especial carbonato de cálcio.

A partir do estado da técnica são conhecidos vários materiais plásticos que são cheios com um agente de volume, por exemplo um pó mineral inerte. Também são conhecidos vários processos, com os quais os agentes de volume podem ser integrados num polímero. Os agentes de volume podem assim, por exemplo, ser adicionados numa fusão de plástico. Há ainda a possibilidade de uma "mistura fria", em que o material plástico e o agente de volume são misturados um com o outro a baixas temperaturas e de seguida a mistura é aquecida e fundida. Para além disso, é por exemplo descrito na EP 1401623, que o material polímero é primeiro levado a um estado amolecido e só depois é adicionado o agente de volume.

Em todos estes processos o objetivo é que seja desenvolvido o melhor efeito possível do agente de volume clássico, por exemplo na medida em que se distribui uniformemente nos polímeros. Desta forma pode-se alcançar o efeito ótimo de volume e/ou expansão. Normalmente, são adicionados desta forma a um polímero cerca de 20 a 60% de peso de agente de volume, fazendo com que o produto final fique muito mais barato.

Na transformação, reprocessamento e/ou reciclagem de materiais plásticos surge contudo um problema, que é exatamente aumentado pela grande quantidade de materiais auxiliares e aditivos. Normalmente, o material plástico em questão é aquecido no decorrer do reprocessamento até que por fim derreta e possa ser transformado e/ou extrudido. Aqui pode ser problemático o fato de em regra na reciclagem não estarem presentes plásticos "puros", mas sim apenas plásticos "compostos", e o fato dos materiais plásticos estarem contaminados através dos referidos materiais aditivos, mas também através de outras substâncias.

Em tais "contaminações" externas, isto é, em materiais que foram consciente ou inconscientemente adicionados ao polímero, e que, em especial através da utilização, aderem ao polímero, podem-se tratar de materiais orgânicos ou inorgânicos. Em particular, são aqui mencionadas matérias colantes como por exemplo acrilato ou acetato de vinila, ou ainda tintas, como por exemplo corantes ou pigmentos, que são introduzidos na impressão de por exemplo película de polímero, contaminações orgânicas através de resíduos alimentares, etc. Todas estas contaminações são em geral termicamente sensíveis e decompõem-se a altas temperaturas, isto é, no aquecimento ou fusão.

Mas também os materiais plásticos em si podem ser sensíveis, por exemplo por causa da oxidação, radiação e/ou luz ou calor. Estes fatores podem levar à decomposição das cadeias de polímeros ou a outras reações de degradação. Em particular, sabe-se que muitos materiais plásticos são sensíveis à ação do calor. Acima de uma temperatura característica do material correspondente, nomeadamente a temperatura de decomposição, ocorre a decomposição da estrutura molecular das cadeias de polímeros. Tenta-se que todas estas reações "interiores" sejam minimizadas através da adição de estabilizadores, por exemplo inibidores de luz, estabilizadores de calor, produtos ignífugos, etc. Em estabilizadores trata-se de substâncias ativas e reativas, que através da sua reatividade interrompem os mecanismos de decomposição ou tornam mais lenta a velocidade de reação. Assim, por exemplo os estabilizadores de calor, em particular compostos de bário, zinco, estanho e cádmio ou sais de chumbo, complexificam as ligações duplas sensíveis das cadeias de polímeros e protegem-nos desta forma da decomposição.

Na prática, nem sempre é possível adaptar os parâmetros de processo, em particular a temperatura de processamento, aos componentes mais sensíveis. Ê assim que se decompõem por exemplo pigmentos orgânicos, tintas de impressão ou ligantes de cores a cerca de 120° C, sendo que a temperatura de processamento da maior parte dos polímeros é quase sempre bem longe deste valor, por exemplo acima de 220°C. Acima de tudo, na extrusão final, na qual o material é derretido a alta pressão e a alta temperatura, a maior parte dos aditivos orgânicos não conseguem suportar e decompõem-se mais tarde.

Através deste processo, isto é, tanto através da decomposição das "contaminações" externas, como também através das próprias reações de degradação internas, chega- se à formação de produtos de degradação e decomposição. Estes influenciam negativamente como se sabe em grande medida a qualidade do produto final e perturbam a matriz de material plástico e/ou levam a mudanças de cor, formação de bolhas e a outros erros no material.

Entre estes produtos de decomposição encontram-se contudo também compostos base ou ácidos, por exemplo ácido clorídrico, ácido nítrico ou ácido acético. Estes compostos não influenciam apenas a qualidade do produto final em si, mas colocam um problema para as máquinas utilizadas durante o reprocessamento e/ou reciclagem, que são em regra muito caros, por exemplo sob a forma de uma ameaça de corrosão. Esta ameaça existe em cada nível do processamento, começando na fase de aquecimento no compactador de corte, mas também em instalações subsequentes da cadeia de processamento, por exemplo na extrusora, e acima de tudo onde ácidos quentes entram em contacto com as superfícies metálicas do aparelho ou partes do aparelho. Se se pode tratar de produtos finais de qualidade inferior ou não significativa de forma relativamente sem problemas e sem grandes custos, isto não é possível em mecanismos inteiros sem parar toda a produção, sendo que também a troca de peças sobresselentes leva muito tempo e em tais mecanismos é muito cara.

É assim objetivo da presente invenção resolver este problema e prolongar a durabilidade dos dispositivos aplicados na reciclagem de materiais plásticos.

Este objetivo é atingido através da condução do processo de acordo com a reivindicação 1.

A invenção baseia-se na descoberta surpreendente de que através da adição consciente de agentes de volume clássicos em determinadas quantidades o valor pH de uma mistura de material plástico aquecida pode ser regulado e/ou a degradação e/ou decomposição de produtos pode ser neutralizada. Esta funcionalidade de agentes de volume clássicos, nomeadamente o fato de que os agentes de volume podem ser usados não apenas para o enchimento e/ou expansão de polímeros, não era até ao momento conhecida.

Em várias pesquisas foi mostrado que através da adição de agentes de volume clássicos podem ser neutralizados compostos base e ácidos de forma eficaz, pelo que em consequência a corrosão diminui e a durabilidade das máquinas aumenta. Várias pesquisas comparativas mostraram o resultado surpreendente de que em processos de acordo com a invenção, mesmo depois de apenas um curto espaço de tempo, a corrosão diminui significativamente, e em particular os componentes de metal são visivelmente menos afetados. Foi também revelado pelos testes que os componentes móveis do dispositivo, por exemplo o rolo da extrusora ou a misturadora são sujeitos a um menor desgaste, como é aqui o caso.

Acima de tudo, de um ponto de vista prático, o processo de acordo com a invenção é interessante, uma vez que em regra se sabe em relação aos materiais que devem ser reciclados, que estes são contaminados e/ou se se trata de polímeros fortes ou fracos e/ou polímeros que libertam grandes quantidades de produtos de decomposição ácidos ou base. Para os libertar num posterior aumento de temperatura esperado e/ou para neutralizar os resultantes produtos de decomposição, pode-se adicionar conscientemente de acordo com a invenção uma determinada quantidade de um agente de volume. Tal representa para além disso uma medida muito eficaz e valiosa, uma vez que os agentes de volume clássicos são em regra baratos, de fácil aquisição e além disso têm um efeito extremamente eficaz, uma vez que cobrem uma grande superfície. Os custos de um agente de volume utilizado são significativamente inferiores aos danos provocados nos componentes das máquinas pela corrosão na cadeia de processamento. Para além disso, os agentes de volume clássicos são muito fáceis de trabalhar nos polímeros, de acordo com processos conhecidos, e igualmente são aí distribuídos e não prejudicam as características dos materiais. Por fim, o valor pH é mantido o mais possível uniforme em zona neutra durante todo o processo de preparação, e são evitadas oscilações abruptas do valor pH no decorrer da cadeia de processamento, pelo que a qualidade do produto final é aumentada.

O processo de acordo com a invenção é de seguida descrito em maior detalhe de acordo com as reivindicações dependentes através dos procedimentos de processo vantaj osos.

É assim vantajoso, que o agente de volume a ser utilizado seja um material em pó, em particular mineral, de preferência para expansão e/ou meio de expansão seja giz, areia, diatomite, fibra de vidro, óxido de zinco, quartzo, serradura, goma, grafite, negro de fumo, talco e carvão ativado, e de preferência um carbonato, em particular carbonato de cálcio. Estes agentes de volume encontram-se em regra facilmente disponíveis, e são correspondentemente baratos, o seu peso e dose pode ser aferido facilmente, podem ser armazenados durante muito tempo e são também vantajosos para a neutralização.

De acordo com uma outra variante de processo é vantajoso se o agente de volume usado for um agente com um diâmetro de partícula médio com um valor D 50 de menos de 50 pm, em particular entre 2 e 15 pm, e/ou com uma superfície específica de 2 a 11 m2/g, em particular 5 a 9 m2/g. Tais agentes de volume são particularmente eficazes, podem ser facilmente dispersos no polímero e distribuem-se de forma ótima, pelo que é assim assegurada uma distribuição homogênea uniforme no polímero e é garantida uma neutralização eficaz contínua.

Ê ainda vantajoso prever um agente de volume barato, que não seja tratado superficialmente e não tenha qualquer revestimento, por exemplo de ácido esteárico.

De acordo com uma outra realização preferencial do processo é previsto que a quantidade e/ou rendimento do agente de volume adicionado fique entre 0,1 a 0,15 peso%, de preferência entre 1 e 10 peso %, em que os dados de peso% se relacionam com o peso total da mistura de polímero e agente de volume. Foi provado que em regra chega uma quantidade menor para a neutralização, do que normalmente é necessária para a obtenção do efeito clássico de expansão e enchimento.

É ainda vantajoso que o agente de volume seja adicionado em pó ou na forma de um concentrado ligado à matriz de polímero sob a forma de granulado. Desta forma, o agente de volume pode ser bem doseado e a quantidade desejada pode ser introduzida de forma controlada no polímero.

Um processo vantajoso é caraterizado por num primeiro passo o material polímero a reciclar ser apresentado num receptáculo e/ou reator eventualmente que pode ser evacuado, equipado com um dispositivo de mistura e/ou trituração, sendo de seguida adicionada pelo menos uma parte da quantidade do agente de volume ao polímero ainda não aquecido, e/ou pelo menos adicionada uma quantidade do agente de volume ao polímero aquecido a uma temperatura máxima de 30°C abaixo do seu ponto de amolecimento VICAT (10 N) .

Em particular é vantajoso se pelo menos uma parte da quantidade, de preferência toda a quantidade, do agente de volume for adicionada ao polímero aquecido a uma temperatura acima de 30 °C mas abaixo do seu ponto de amolecimento VICAT (10 N), todavia ainda abaixo do seu ponto de fusão, em que a mistura, eventualmente sob condições de vácuo de s 150 mbar, é permanentemente misturada, movida e eventualmente triturada em pedaços por um determinado tempo de permanência.

Em especial é vantajoso quando toda a quantidade de agente de volume é adicionada ao polímero amolecido e ainda não derretido. Desta forma, pode-se por um lado distribuir o agente de volume muito cedo no polímero e formar uma mistura homogênea. Além disso, o agente de volume cola-se à superfície amolecida do floco de polímero assim que o pó entra em contacto com o polímero, pelo que é assegurada igualmente uma distribuição efetiva. Uma parte importante dos compostos ácidos e de base resulta muitas vezes primeiro de temperaturas elevadas, em especial durante o derretimento. Contudo, já durante a fase de preparação no compactador de corte decompõem-se muitos aditivos, em particular corantes orgânicos de impressão superficial. Por este motivo é vantajoso quando o agente de volume não é adicionado primeiro na extrusora, isto é na fusão ou imediatamente antes, mas sim logo no início para começar a contrariar a decomposição o mais cedo possível para assim neutralizar a respetiva decomposição do produto logo no início. Os ácidos e as bases são assim afastados imediatamente a seguir à sua formação e o valor pH é mantido durante todo o curso da preparação o mais possível uniforme em zona neutra, o que evita oscilações fortes do valor pH no curso da cadeia de reprocessamento e aumenta em geral a qualidade do material.

Como referido, é formada uma parte importante dos ácidos e bases primeiro a uma temperatura elevada na extrusora. De acordo com a experiência, é possível a alimentação de um agente de volume na zona de captação da extrusora, mas o agente de volume tem de se distribuir no polímero num período de tempo relativamente curto, mas uniformemente, no interior da extrusora. É vantajoso quando uma mistura já homogênea de polímeros e agente de volume resulta na extrusora e é aí derretida. Desta forma, o pó neutralizador é distribuído de forma ainda mais rápida e melhor no polímero derretido e é aí no local, quando a temperatura sobe e o produto de decomposição, isto é os ácidos e bases, são formados com mais resistência.

Em regra, o processo de acordo com a invenção decorre a pressão normal e/ou num compactador de corte clássico, que não tem necessariamente de ser passível de ser evacuado e/ou não tem de ser formado adequado ao vácuo. Isto é o caso, em regra, nos polímeros resistentes, como por exemplo PE, PP, etc.

Em polímeros específicos, em especial em polímeros sensíveis a degradação hidrolítica e eventualmente higroscópicos, como por exemplo poliéster, em particular PET, é acima de tudo vantajoso quando o processo é conduzido de tal forma que o meio para reduzir a umidade residual e/ou para atraso da oxidação seja aplicado.

Ê especialmente vantajoso que a estrutura molecular de PET possa ser destruída através de determinados fatores:

Um primeiro mecanismo de degradação é conseguido através da degradação térmica das cadeias moleculares. As ligações entre as moléculas individuais são destruídas através de um grande aquecimento. Por esta razão, deve-se ter em conta um tempo de permanência correspondente e uma temperatura de processamento adequada para alcançar um produto de alta qualidade.

Um segundo mecanismo de degradação é a degradação hidrolítica, isto é PET, tal como outros policondensados, susceptível a água e/ou umidade.

A água e/ou a umidade vem fundamentalmente de duas fontes: por um lado PET tem uma estrutura higroscópica, isto é, PET absorve a umidade. Esta fica armazenada nos espaços intermédios intermoleculares, e permanece como a denominada umidade interior no próprio polímero e/ou no seu interior. A umidade interna do polímero original depende das condições ambientais. PET tem um certo equilíbrio na umidade interna que fica cerca de 3 000 ppm nas zonas de clima temperado.

Para além disso, existe umidade adicional na superfície exterior do polímero e/ou dos flocos de polímero (umidade externa) , que tem de ser levada em conta no processamento.

Se existir demasiada umidade durante o processamento e/ou durante a reciclagem ou extrusão de PET, seja de que origem for - as cadeias de polímeros de PET são divididas de forma hidrolítica e são novamente formados parcialmente numa reação química os produtos de saída, nomeadamente acido tereftálico e etilenoglicol. Esta degradação hidrolítica do comprimento da cadeia das moléculas leva a uma forte degradação de viscosidade, bem como a uma deterioração das características mecânicas do produto final e/ou a alterações desvantajosas das características do material plástico. O dano pode ser tão elevado ao ponto de o material não poder mais ser utilizado par a preparação de garrafas, películas, etc.

O poliéster é antes de tudo, a altas temperaturas, muito sensível à umidade, principalmente na fusão de polímeros a cerca de 2 80 °C estes reagem extremamente depressa à água e PET é degradado em matéria de segundos. Para voltar a preparar PET na reciclagem tem de ser levada todavia energia em forma de calor ao material, em particular na extrusão final.

Para proteger o policondensado bem como a degradação hidrolítica e manter as cadeias de polímeros, tem de ser retirada toda a umidade possível ao material antes de ser novamente preparado e/ou antes de ser submetido a uma forte subida da temperatura e devem ser providenciados uma temperatura e tempo de permanência adequados durante o processamento.

Se por exemplo for trabalhada e/ou processada PET úmida e se esta PET for levada a um compactador de corte, deve ser procurado através de medidas adequadas a interrupção da degradação hidrolítica do poliéster. Para obter um produto final de qualidade, é necessário na reciclagem e/ou no tratamento de policondensados sensíveis, como o poliéster, que a umidade interior bem como a umidade exterior que adere à superfície do material plástico, seja o mais possível reduzida. Só através de uma respetiva secagem, em especial abaixo de 100 ppm, se consegue manter a degradação hidrolítica controlada.

Para isso existem várias possibilidades de processos técnicos à disposição. Pode ser procurado, por exemplo, afastar a umidade exterior aderente ao material plástico através de aplicação de um vácuo ou através de aumento da temperatura.

Aqui também se devem levar em consideração outros problemas técnicos. Há a tendência, por exemplo, de PET amorfo ou parcialmente cristalino ficar colado após o aquecimento, o que na prática coloca um grande problema. Este problema apenas pode ser resolvido estando sempre a mexer a solução.

É ainda necessário ter atenção porque muitos tipos de material plástico são muito sensíveis a processos de degradação oxidantes, pelo que igualmente o comprimento da cadeia das moléculas de material plástico é reduzido, o que também pode acarretar alterações desvantajosas para as características do material plástico, como por exemplo a cor, a resistência, etc. Para impedir esta degradação oxidante, há a possibilidade de realizar o processamento de materiais plásticos com esta sensibilidade sob ausência de ar, por exemplo em atmosfera de gás inerte.

A preparação eficiente e econômica de policondensados e/ou poliéster é, por causa dos muitos processos de degradação a que tem de se pôr travão, muito problemática e exige um processamento especial. Tudo isto faz com que a reciclagem de policondensados, em especial poliésteres e muito em especial PET seja muito problemática e delicada, de forma a que apenas seja possível uma reciclagem econômica de tais materiais plásticos com o desenvolvimento de processos de tratamento especiais.

Isto é válido, é claro, também para a produção de policondensados e/ou poliésteres cheios com agentes de volume. Adicionalmente, em policondensados cheios deve-se levar todavia em consideração que através do próprio agente de volume é introduzida grande quantidade de umidade, que tem um efeito negativo no comprimento da cadeia. O carbonato de cálcio possui assim, por exemplo, uma superfície específica muito grande e liga grandes quantidades de umidade e com efeito mais de 1000 ppm a 20° e 60° de umidade do ar.

A redução da umidade é também vantajosa para impedir que produtos de degradação ácidos ou base possam ocorrer de todo.

Como meio de reduzir a umidade podem ser aplicados meios mecânicos, como por exemplo pré-secadores, instalações de vácuo, ou semelhantes e/ou podem ser utilizados respetivos materiais de saída secos e/ou podem ser previstos tempos de permanência da preparação suficientemente longos.

De acordo com uma modalidade de realização preferencial podem ser aplicados como meios de redução da umidade também meios químicos, em especial óxido de cálcio, em que a quantidade usada depende da umidade residual esperada, em que a quantidade e/ou o rendimento de óxido de cálcio fica entre 0,01 e 3 de peso%, de preferência entre 0,1 e 1 da mistura total. O óxido de cálcio e/ou a cal viva e/ou a cal anidra reagem com a água sob forte aumento de calor. Desta forma, e através das suas características mecânicas, pode-se obviar ao afastamento da umidade.

Neste contexto é especialmente vantajoso quando se prevê que o meio de secagem químico seja adicionado ao polímero ao mesmo tempo que o agente de volume, em especial juntar ao polímero o óxido de cálcio juntamente com o carbonato de cálcio. Desta forma, a redução da umidade residual e a neutralização podem ser combinadas de forma eficaz uma com a outra. Da reação de óxido de cálcio com água residual resulta por exemplo hidróxido de cálcio, portanto cal viva, sob a forma de um pó branco. Tanto o óxido de cálcio como o hidróxido de cálcio são igualmente muito base. Neste contexto é vantajoso se o óxido de cálcio for adicionado juntamente e simultaneamente com o carbonato de cálcio, uma vez que desta forma pode ocorrer um imediato efeito de neutralização. O mesmo é válido para outras combinações de meios de secagem e agentes de volume clássicos. Desta forma pode ser alcançado um efeito combinatório simultâneo de neutralização e secagem.

As quantidades necessárias de óxido de cálcio são muito pequenas, pelo que em relação aos baixos custos do produto em si não ocorre nenhum aumento significativo dos custos para o reprocessamento. Em todo o caso, o potencial dano causado pela corrosão das máquinas seria sempre maior do que os possíveis custos de possíveis aditivos.

Os produtos de degradação e/ou decomposição formam-se através da própria degradação térmica, oxidante e/ou fotoquímica e/ou induzida pela radiação dos polímeros, por exemplo de laminados barreira em películas multi-camada, por exemplo etileno acetato de vinila (EVA), etileno álcool vinílico (EVOH), cloreto de polivinilideno (PVDC), etc. Para além disso, são também formados através de degradação dos aditivos ou materiais auxiliares contidos nos polímeros a reciclar, em especial de adesivos e cores de impressão.

Em particular, trata-se nos compostos especialmente corrosivos de compostos ácidos, nomeadamente ácidos inorgânicos, por exemplo ácido clorídrico, ou de ácidos orgânicos, por exemplo ácido acético.

É ainda previsto de forma vantajosa que o material após a preparação seja submetido a um passo de compressão, em especial a uma fusão e/ou a uma extrusão.

Para além disso é objetivo da presente invenção a utilização particular de um agente de volume, em especial de acordo com o processo de acordo com uma das reivindicações, para ajuste do valor de pH e/ou neutralização de compostos ácidos e/ou base, em particular de produtos de degradação e/ou decomposição, no curso da preparação e reciclagem de, em particular materiais termoplásticos, em cujo decurso as partículas de polímero são postas em permanentemente movimento num reator e são aquecidas, especificamente numa quantidade que corresponde pelo menos ao peso ácido ou de base.

O agente de volume é formado e adicionado aqui em especial de acordo com as características do processo de acordo com a invenção. Todas as características das reivindicações de processo servem assim também para a utilização do agente de volume e apresentam outros desenvolvimentos vantajosos da reivindicação também para a utilização de um agente de volume. Estas características não serão por isso aqui repetidas.

Para poder realizar de forma vantajosa o processo de acordo com a invenção, pode ser por exemplo aplicado um dispositivo que apresente um receptáculo e/ou reator e/ou compactador de corte para o material plástico a trabalhar, que alimente o material polímero a tratar através de uma abertura de introdução, através da qual o material seja trazido por uma torneira ligada à parede lateral do contentor, em que no fundo do contentor esteja pelo menos uma ferramenta de mistura rotativa num eixo vertical e a abertura de entrada da torneira fique pelo menos próxima da altura da ferramenta.

O material plástico a tratar é colocado neste receptáculo e/ou reator e tratado sob permanente mistura e movimento e/ou trituração a uma temperatura elevada. Para mistura e aquecimento do material plástico encontra-se localizado pelo menos uma, eventualmente em vários planos sobrepostos, ferramenta de mistura e trituração que gira sobre um eixo vertical, com arestas de trabalho que atuam de forma a mexer ou triturar o material. Através desta ferramenta de trituração e mistura, o material polímero é revirado com energia mecânica, pelo que daí resulta um aquecimento e uma mistura e movimento simultâneo do material polímero. O aquecimento resulta aqui da transformação da energia mecânica.

O doseamento do agente de volume ocorre na maior parte das vezes no terço superior do reator. Isto possibilita um tempo de permanência suficiente, que pode ser usado para a secagem e mistura do agente de volume com os flocos. Ê possível tanto um doseamento por cima como também por baixo do nível de material superior. Ê preferível o doseamento sob o nível de material superior, em particular no terço inferior.

O processo de acordo com a invenção pode ser realizado com vários dispositivos conhecidos: os dispositivos descritos de forma precisa e específica nas publicações EP 123 771, EP 0 390 873, AT 396 900, AT 407 235, AT 407 970, AT 411 682, AT 411 235, AT 413 965, AT 413 673 ou AT 501 154, são incorporados com todas as suas disposições vantajosas na presente publicação e representam um componente integral da publicação. Dispositivos do género são usados na prática e são por exemplo conhecidos como "Sistema PC de reciclagem de plásticos Erema" ou como "Instalações Vacurema de um ou dois níveis".

Para o processo de acordo com a invenção é vantajoso que em um correspondente tempo de permanência, o processo seja levado a cabo a uma temperatura elevada bem como sendo permanentemente mexido. O tratamento é feito a uma temperatura abaixo da temperatura de fusão e de preferência acima da temperatura de transição do vidro, do material plástico em que o material polímero se move regular e permanentemente e é mexido. A fluidez do material permanece regular. Desta forma o material plástico é cristalizado em um passo, seco e/ou limpo. Para um bom produto final é vantajoso um movimento suave, mas estável, do material polímero.

Desta forma, o engrumar e/ou o colar do material a temperaturas críticas é evitado, até que uma cristalização suficiente da superfície das partículas evite que as próprias partículas isoladas se colem. Além disso, é possível, através do movimento, uma temperatura de reprocessamento mais elevada. No contentor de tratamento é assegurado, com o movimento suave e estável e o evitar da colagem, que a temperatura no contentor fique suficientemente alta e que cada partícula seja aquecida e fique à temperatura correspondente. Ao mesmo tempo, através do movimento é promovida uma remoção das moléculas migrantes da superfície das partículas.

Os parâmetros exatos dependem do material polímero a tratar: a temperatura oscila entre os 70° e os 240 °C, a velocidade periférica da ferramenta de mistura fica entre os 2 a 35 m/s. Pode, eventualmente, em polímeros sensíveis como por exemplo PET, ser aplicado um vácuo de cerca de < 150 mbar. O material e agente de volume ficam no reator por um tempo de permanência médio de cerca de 10 minutos a 200 minutos antes de serem condensados. Estes valores são contudo apenas valores de referência aproximados.

O processo de acordo com a invenção é de seguida representado mediante dois exemplos de realização vantajosos:

Exemplo 1:

São introduzidas em um compactador de corte películas de resíduos de polietileno com uma impressão de cerca de 25% da sua superfície com um rendimento de 4 00 kg/h, em cujo interior roda uma ferramenta de mistura e/ou trituração a 650 rotações por minuto. As ferramentas de mistura e/ou agitação têm um efeito de trituração do material e asseguram em simultâneo que o material seja aquecido através de fricção e a uma temperatura que fica acima da temperatura da transição do vidro, mas todavia abaixo da temperatura de fusão, isto é fica pouco acima da temperatura de amolecimento VICAT de 85%C. No compactador de corte é formado assim um misturador de coágulos. Através do movimento permanente é evitado o aglomerar do material e os flocos de polímeros ficam sempre em pedaços e fluem livremente. Os flocos atravessam o compactador de corte com um tempo de permanência médio de 8 a 15 minutos.

Ao compactador de corte está ligada na zona inferior uma extrusora. A ferramenta de mistura encaminha o material amolecido para a zona de entrada da extrusora.

Ê ainda localizado um dispositivo de doseamento do pó no compactador de corte e são alimentados 4 kg por hora de carbonato de cálcio para uma zona inferior do contentor, na qual o material está já em um estado amolecido. Em alternativa, a adição pode também ocorrer por cima. O agente de volume é assim misturado com o material amolecido no interior de forma homogênea e a mistura é de seguida derretida na extrusora, eventualmente desgaseifiçada, filtrada e granulada.

Exemplo 2:

Este exemplo de realização decorre fundamentalmente de forma semelhante ao exemplo 1, mas apresenta contudo algumas diferenças:

São introduzidas em um compactador de corte películas de resíduos de polipropileno com uma impressão de cerca de 60 a 80% da sua superfície com um rendimento de 350 kg/h, em cujo interior roda uma ferramenta de mistura e trituração a 650 rotações por minuto. As ferramentas de mistura e/ou agitação têm um efeito de trituração do material e asseguram em simultâneo que o material seja aquecido através de fricção e a uma temperatura que fica acima da temperatura da transição do vidro, mas todavia abaixo da temperatura de fusão, isto é fica pouco acima da temperatura de amolecimento VICAT de 149% C. Os flocos de polímeros ficam sempre a fluir livremente. Os flocos atravessam o compactador de corte com um tempo de permanência médio de 8 a 15 minutos.

Ao compactador de corte está ligada na zona inferior uma extrusora. A ferramenta de mistura encaminha o material amolecido para a zona de entrada da extrusora.

É ainda localizado um dispositivo de doseamento do pó no compactador de corte e são alimentados 5/6 kg por hora de carbonato de cálcio a uma zona inferior do contentor, na qual o material está já num estado amolecido. Em alternativa a adição pode também ocorrer por cima.

São ainda adicionados 2,8 kg/h, correspondendo a 0,8 peso%, de óxido de cálcio CaO através do dispositivo de doseamento de pó.

O carbonato de cálcio e o óxido de cálcio são assim misturados com o material amolecido no interior de forma homogênea e a mistura é de seguida derretida na extrusora, eventualmente desgaseifiçada, filtrada e granulada.

Em ambas estas realizações de processo, os cenários frequentes de quotidianos de reciclagem mostram, como provado, que os componentes de dispositivo são notoriamente menos atacados e corroídos.

Claims (8)

1. Processo para neutralizar produtos de degradação ou decomposição ácidas e/ou básicas de tintas de impressão, adesivos ou impurezas orgânicas, produzidos durante o processamento e reciclagem de plásticos de poliéster termoplásticos que são sensíveis à degradação hidrolítica e higroscópica, especialmente PET, caracterizado por na primeira etapa, o material de polímero a ser reciclado é colocado num dispositivo de mistura e cominuição equipado com um compactador de corte, e onde as partículas de polímeros no compactador de corte são continuamentemente agitadas e aquecidas,em que pelo menos um agente de volume, em especial mineral, em forma de pó, o agente de volume é normalmente usado como um expansor ou como meio de expansão, por exemplo giz, terras diatomáceas, óxido de zinco, talco, carbono ativado e/ou carbonato, em especial carbonato de cálcio, é adicionado ao polímero amolecido mas ainda não fundido para neutralizar os produtos de degradação ou decomposição, em que pelo menos uma porção, preferencialmente a quantidade inteira, do agente de volume é adicionado ao polímero aquecido a uma temperatura de cerca de 30 °C abaixo do seu ponto de amolecimento VICAT, com uma força de pelo menos 10 N, contudo ainda abaixo do seu ponto de fusão, e em uma quantidade que corresponde a pelo menos à carga ácida e básica esperada, em que a mistura é continuamentemente misturada, agitada, e opcionalmente cominuída por um certo tempo de permanência, e é mantida em forma volumosa ou de fluxo livre, em que o processo é realizado em um compactador de corte que pode ser evacuado sob condições de vácuo de < 150 mbar, e em que após o processamento, o material é submetido a uma etapa de compressão, em especial fusão e/ou extrusão, em que meios adicionais podem ser usados para redução da umidade residual, em que óxido de cálcio é usado como secador químico para redução da umidade, em que a quantidade aplicada depende da umidade residual esperada e fica em uma faixa de 0,01% e 3% em peso da mistura total, e em que o óxido de cálcio é simultaneamente adicionado ao polímero junto com o agente de volume.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as tintas de impressão, pigmentos ou corantes, em particular de impressão, são adesivos na forma de acrilatos ou vinil acetatos e/ou que os contaminantes orgânicos são resíduos de comida.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato do agente de volume usado ser um agente de volume com um tamanho de partícula médio e/ou com um valor Dso de menos de 50 pm, em particular entre 2 e 15 pm, e/ou com uma superfície específica de 2 a 11 m2/g, em particular 5 a 9 m2/g.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato do agente de volume ser não superficialmente tratado e ser livre de revestimento, por exemplo, de ácido esteárico.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato da quantidade do agente de volume adicionado ser de 0,1% a 15% em peso, de preferência entre 1% e 10% em peso, em que o peso total se refere à mistura de polímero e do agente de volume.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do óxido de cálcio ser adicionado ao polímero junto com carbonato de cálcio.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato dos produtos de degradação e/ou decomposição serem formados, por um lado, através da degradação térmica, oxidativa e/ou petroquímica e/ou radiação induzida dos polímeros, por exemplo dos laminados barreira em películas multi- camada, por exemplo etileno acetato de vinila (EVA), etileno álcool vinílico (EVOH), cloreto de polivinilideno (PVDC), etc., e/ou serem formados através dos aditivos ou materiais auxiliares contidos no polímero a ser reciclado, em especial adesivos, tintas de impressão, etc.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato dos compostos a neutralizar serem ácidos inorgânicos, por exemplo ácido clorídrico ou ácido nitrico, ou ácidos orgânicos, por exemplo ácido acético.