BRPI1014685B1

BRPI1014685B1 - Método e disposição para reciclar materiais plásticos

Info

Publication number: BRPI1014685B1
Application number: BRPI1014685-7A
Authority: BR
Inventors: Klaus Feichtinger; Manfred Hackl; Gerhard Wendelin
Original assignee: Erema Engineering Recycling Maschinen Und Anlagen Gesellschaft
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2019-10-01
Also published as: AT508951A1; WO2010118447A1; CA2756733A1; BRPI1014685B8; RU2519157C2; BRPI1014685A2; KR101448824B1; US9808963B2; EP2853374B1; US20120091609A1; EP2419255B1; PT2419255E; PL2853374T3; CN102395456B; ES2530728T3; EP2419255A1; RU2011146552A; KR20120014155A; UA102746C2; PL2419255T3

Abstract

método e disposição para reciclar materiais plásticos a invenção diz respeito a um método e a uma montagem e disposição para a reciclagem de materiais plásticos, compreendendo as seguintes etapas: a) reprocessamento da matéria-prima, em que o material, se necessário, é reduzido e levado a uma forma líquida e aquecido e misturado em permanência, ao mesmo tempo que se preserva a sua granulação e capacidade de fluir, e opcionalmente a sua viscosidade é aumentada e/ou é-lhe retirado o gás, amaciado, seco e/ou cristalizado; b) fundir o material reprocessado, pelo menos até ao ponto em que a filtragem seja possível; c) filtrar o material fundido de forma a remover impurezas; d)homogeneizar o fundido filtrado; e) desgaseificar o fundido homogeneizado; e f) descarregar e/ou subsequentemente processar o fundido, tal como por granulação ou processamento de película soprada, com as ditas etapas de processamento a serem levadas a cabo consecutivamente na ordem listada (fig.2).

Description

MÉTODO E DISPOSIÇÃO PARA RECICLAR MATERIAIS PLÁSTICOS [001] A invenção diz respeito a um método para reciclagem de materiais plásticos de acordo com a reivindicação 1, bem como uma montagem para tal, de acordo com a reivindicação 8.

[002] Já há muito que são conhecidos, a partir do estado da técnica, sequências de método semelhantes. Assim, sabe-se que o material plástico tem de ser reciclado, primeiro preparado em um compactador de corte a temperaturas elevadas e, eventualmente, sob aplicação de vácuo, em seguida derretido em uma extrusora e sendo depois o fundido filtrado, para desgaseificar e, por fim, por exemplo, para granulação. São, por exemplo, conhecidos dispositivos para execução de tal método a partir da EP 123 771 B, da EP 390 873 B ou da AT 396 900 B.

[003] Existem ainda em numerosos métodos e dispositivos para otimizar etapas isoladas, como por exemplo, a desgaseificação do fundido. Assim, pode ser previsto o aperfeiçoamento de uma zona despressurizada em frente das aberturas de desgaseificação, para assegurar uma desgaseificação segura do material plástico. Existem também ainda dispositivos nos quais se procura manter o mais possível reduzidas as bolhas de gás incluídas no material plástico, para permitir que as bolhas de gás saiam do fundido antes de essa ser levada para a última abertura de desgaseificação. Em particular, trata-se de dispositivos que transportam o material plástico em uma forma tubular.

[004] Existem também várias formas de realização de diversos filtros de fusão para eliminação de materiais estranhos sólidos e/ou resíduos de polímeros não fundidos.

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2/2 2 [005] Tudo isto serve, em primeira linha, para aumentar a qualidade do produto final.

[006] A presente invenção tem por objetivo obter um método melhorado de reciclagem de materiais plásticos, que assegure um produto final de alta qualidade, em que o método pode ser em simultâneo realizado com elevada produtividade.

[007] É ainda objetivo da invenção alcançar um dispositivo para execução desse método e/ou para reciclagem de materiais plásticos, que tenha igualmente essas vantagens.

[008] Este objetivo é alcançado no método de reciclagem de materiais plásticos ao fazer com que o método compreenda as seguintes etapas de tratamento:

a) reprocessamento da matéria-prima, em que o material, se necessário, é reduzido e levado a uma forma líquida e aquecido e misturado em permanência, ao mesmo tempo que se preserva a sua granulação e capacidade de fluir, e opcionalmente a sua viscosidade é aumentada e/ou é-lhe retirado o gás, amaciado, seco e/ou cristalizado;

b) fundir o material reprocessado, pelo menos até ao ponto em que a filtragem seja possível,

c) filtrar o material fundido de forma a remover impurezas,

d) homogeneizar o fundido filtrado,

e) desgaseificar o fundido homogeneizado, e

f) transportar e/ou subsequentemente processar o fundido, tal como por granulação ou processamento de película soprada, em que as ditas etapas de processamento deverão ser levadas

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3/2 2 a cabo consecutivamente na ordem listada.

[009] Foi provado que a realização do método precisamente na sequência dessas etapas de processamento conduz a uma elevada qualidade de produto, ao mesmo tempo que assegura uma execução do método eficiente. Em especial, foi reconhecido como vantajoso para o fundido, que a etapa de homogeneização só seja levada a cabo após a filtragem, contudo antes da desgaseificação, uma vez que dessa forma a homogeneização não é afetada por eventuais impurezas grossas ou materiais estranhos sólidos e/ou grumos de material plástico e, ao mesmo tempo, a subsequente desgaseificação pode ser executada com eficácia e eficiência, em que as bolhas de vidro podem ser quase totalmente eliminadas do fundido. Dessa forma, consegue-se obter um material final de elevada qualidade, pronto para vários tipos de posterior processamento.

[0010] Na prática, podem ser formados aglomerados incômodos, por exemplo, através de sujidades, de agentes de volume ou, em copolímeros, através de outros polímeros. Geralmente, estes aglomerados influenciam a qualidade final do material plástico de várias formas, em especial as características mecânicas e óticas do produto final. É assim que, por exemplo, impurezas como fibras de papel, aglomerados de tintas de impressão, restos de cola de etiquetas, etc., que se encontrem ainda na matriz após a filtragem, podem levar a perdas de resistência à tração dos polímeros ou a defeitos óticos. Substâncias incômodas, que fiquem ainda no fundido apesar da filtragem, devem assim de forma vantajosa ser distribuídas o mais possível finas e uniformemente. Isto serve igualmente para impurezas,

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4/2 2 polímeros e agentes de volume. Quanto mais finas e uniformemente as substâncias incômodas são distribuídas na matriz, menos negativos são os efeitos que têm no produto final. Essa distribuição resulta de acordo com a invenção através da homogeneização que se segue à filtragem.

[0011] Adicionalmente, é conseguida ainda uma posterior redução das partículas através da homogeneização. Essa redução das partículas incômodas conduz igualmente a um aumento da qualidade do produto final, por exemplo, a melhores valores mecânicos em peças injetadas, a menores danos óticos em películas, ou concretamente à obtenção de uma maior resistência ao impacto em uma distribuição fina de poliolefina em uma matriz PET.

[0012] O eventual gás residual seria igualmente levado a um défice no processamento fino, como por exemplo, na formação de bolhas, fissuras na película, etc. No método de acordo com a invenção, o filtro de fusão recolhe assim facilmente os materiais que libertam gás do fundido, os resíduos são distribuídos e reduzidos no curso da homogeneização e através das tensões de caco que se acumulam as impurezas sensíveis à temperatura são desintegradas. Na subsequente desgaseificação do fundido este gás é eliminado.

[0013] Por um lado, os materiais sensíveis à temperatura são esforçados termicamente pela homogeneização e forçados a gás de escape. Por outro lado, as partículas distribuídas que restam são distribuídas de forma tão fina pela matriz de polímeros que podem ser melhor protegidas por outros esforços térmicos através do polímero que os rodeia e têm assim menos tendência para a produção de gás.

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5/2 2

Nas etapas de processamento que se seguem, por exemplo, em uma torre de película de sopro, só é produzida uma película sem gás e/ou sem bolhas e sem aglomerados.

[0014] São assim eliminadas impurezas e substâncias incômodas de maior volume através da filtragem. As substâncias incômodas que passam pelo filtro e ficam no fundido são distribuídas pela homogeneização de forma fina e uniforme. Dessa forma prejudicam menos o produto final e/ou são quase totalmente eliminadas na desgaseificação que se segue.

[0015] Se o fundido, como é parcialmente feito no estado da técnica, for homogeneizado logo antes da filtragem, as impurezas são também reduzidas e podem passar as superfícies de filtragem e não serem filtradas. Isto é, contudo, desvantajoso e deve ser evitado.

[0016] Após a filtragem, as substâncias prejudiciais que ainda restarem devem ser reduzidas e distribuídas o mais possível através da homogeneização: através da sua melhor relação superfície/volume as partículas finas libertam então mais gás e podem ser eliminadas de forma mais eficiente e completa por meio da desgaseificação. Isto é promovido adicionalmente por uma distribuição uniforme na matriz, uma vez que através disso a superfície é ainda mais aumentada. Para, além disso, a homogeneidade do material melhora através da distribuição uniforme e com isso melhoram também as suas características mecânicas e óticas.

[0017] É assim essencial que sejam seguidas todas as etapas de processamento anteriormente descritas, bem como seguir a sequência e/ou sucessão exata da cadeia do

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6/2 2 método .

[0018] São ainda descritos outros aperfeiçoamentos do método através das características das reivindicações dependentes:

[0019] De acordo com uma execução do método preferencial, é vantajoso que as etapas de processamento acima descritas se sigam temporalmente e espacialmente diretamente uns aos outros sem etapas intermediárias. Na verdade, é possível que haja etapas intermediárias entre as etapas de processamento descritas, por exemplo, que o material ou o fundido seja ocasionalmente armazenado temporariamente ou que não seja transportado por parafusos não comprimidos ou semelhante, ou que sejam incluídas outras etapas de processamento. Apesar disso, provou-se que uma sequência imediata direta das etapas de processamento descritas é vantajosa em especial em relação à produtividade e eficiência do método. Em regra, também aumenta a qualidade do produto final se se abdicar de etapas intermediárias e o material for processado rapidamente em uma cadeia do método contínua e sem interrupções. Essa forma de realização do método é assim preferível do ponto de vista qualitativo e econômico [0020] Uma outra realização do método vantajosa é caracterizada por o fundido ser cisalhado e misturado e submetido à tensão de cisalhamento e tensão de tração intensiva e fortemente acelerada. O processo de homogeneização é um processo relativamente complexo. Aqui é vantajoso que o material seja submetido a cisalhamento e a mistura, em que ao mesmo tempo resulta um aumento da temperatura do fundido bem como uma mistura das partículas

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7/2 2 cortadas com as partículas menos cortadas. Dessa forma, pode-se obter um fundido uniforme com substâncias prejudiciais finas e muito pequenas distribuídas, que podem assim ser desgaseificadas de forma ideal e eficaz.

[0021] De acordo com uma outra realização vantajosa do método, prevê-se que a temperatura do material e/ou do fundido, durante ou pelo menos no fim da homogeneização e antes do começo da desgaseificação esteja pelo menos tão alta, de preferência mais alta do que as temperaturas de todos as outras etapas do tratamento. A homogeneização é assim protegida uma vez que a temperatura durante a homogeneização é mais elevada do que no resto do processo. Dessa forma, o fundido pode ser melhor preparado para a desgaseificação que se segue. A investigação mostrou que a qualidade do produto final é surpreendentemente mais elevada quando a homogeneização é realizada a temperaturas assim aumentadas.

[0022] Neste contexto, é particularmente vantajoso quando se prevê que a temperatura do material e/ou do fundido é menor quando da descarga e/ou a temperatura no processamento subsequente é menor ou no máximo é igual à temperatura durante e/ou no fim da homogeneização. Foi surpreendentemente provado que a qualidade do produto final aumenta quando a temperatura do fundido após a homogeneização é novamente reduzida e/ou quando a desgaseificação e em particular a descarga e um eventual processamento subsequente são realizados a uma temperatura comparativamente menor.

[0023] Para um melhoramento vantajoso da capacidade de desgaseificação pode ser previsto que durante a

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8/2 2 homogeneização ou imediatamente antes ou depois da homogeneização, mas, contudo, após a filtragem e antes da desgaseificação, para melhoria da capacidade de desgaseificação, os meios de formação de células, por exemplo, dióxido de carbono, nitrogênio ou água, sejam introduzidos no fundido.

[0024] Para a qualidade do produto final e a eficiência do método é igualmente vantajoso quando se prevê que o fundido seja arrefecido após a desgaseificação e na ou antes da descarga e/ou processamento subsequente, em especial em 20%, de preferência entre 5 e 10%.

[0025] Uma disposição de acordo com a invenção para reciclagem de materiais plásticos para realização do método descrito compreende:

a) pelo menos uma unidade de preparação, em especial um compactador de corte e/ou contentor com ferramentas de mistura e trituração rotativas, em que o material, caso seja necessário, é triturado e levado a uma forma fluida e aquecido e permanentemente misturado mantendo a sua granulação e capacidade de fluir, e eventualmente é desgaseificado, amaciado, seco e aumenta a sua viscosidade e/ou é cristalizado,

b) pelo menos uma unidade de fundição para fusão do material a ser tratado pelo menos para que seja possível uma filtragem do fundido,

c) pelo menos uma unidade de filtragem para filtragem do fundido,

d) pelo menos uma unidade de homogeneização para homogeneização do fundido filtrado,

e) pelo menos uma unidade de desgaseificação para

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9/2 2 desgaseificação do fundido homogeneizado e

f) pelo menos uma unidade de descarga para descarga e/ou pelo menos uma unidade de processamento subsequente para tratamento do fundido, em que as referidas unidades são ligadas e agrupadas processualmente na sequência indicada umas após as outras e o material plástico e/ou o fundido passa por essas unidades nessa sequência.

[0026] Através da ligação processual umas às outras dessas unidades é delineado um caminho do material e/ou do fundido através do dispositivo de acordo com a invenção e/ou da cadeia de processamento. Dessa forma, e com essa disposição, a produtividade melhora e a qualidade do material, como anteriormente descrito, aumenta.

[0027] Na verdade, é possível em aperfeiçoamentos vantajosos da disposição que sejam ligadas outras unidades pelo meio, mas segundo um desenvolvimento vantajoso da disposição é possível que as unidades sejam ligadas e agrupadas processualmente umas às outras em termos de espaço de forma imediata e direta, sem mais unidades ligadas de permeio. Dessa forma, os caminhos do material e/ou do fundido são curtos e o dispositivo pode ser reduzido às unidades mais indispensáveis. Isto faz com que os custos sejam reduzidos e acelera também a execução do processo e os tempos de funcionamento, assegurando pelo menos a mesma, e muitas vezes uma maior, qualidade do produto.

[0028] É ainda vantajoso quando é previsto um comando para a respetiva regulação independente das respetivas temperaturas dos materiais e/ou do fundido nas

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10/22 unidades isoladas. Uma regulação independente da temperatura em cada unidade individual e em cada passo individual de processamento é vantajosa para ajustar a qualidade do produto.

[0029] Assim, ficou surpreendentemente provado em ensaios realizados que é vantajoso que o comando ajuste as temperaturas de tal forma que a temperatura do material e/ou do fundido esteja durante ou pelo menos no fim da homogeneização na unidade de homogeneização e antes do início da desgaseificação na unidade de desgaseificação, pelo menos à mesma temperatura, de preferência a uma temperatura mais alta do que em todas as outras etapas do processamento nas outras unidades, em especial que a temperatura do material e/ou do fundido na descarga na unidade de descarga e/ou da temperatura durante o processamento subsequente na unidade de processamento subsequente seja menor do que, ou no máximo a mesma do que a temperatura durante e/ou no fim da homogeneização na unidade de homogeneização. A qualidade de um tal produto final foi melhorada sob várias perspectivas.

[0030] Um desenvolvimento vantajoso da disposição de acordo com a invenção prevê que a unidade de homogeneização, em especial o parafuso, seja construída de forma a que o fundido seja aí cortado e misturado e/ou submetido a uma tensão de cisalhamento e a uma tensão de tração intensiva e seja fortemente acelerada. Dessa forma, é possível dispor a zona de cisalhamento e a zona de mistura de forma a que as relações de corrente no parafuso permitam atingir uma boa homogeneização.

[0031] Uma disposição vantajosa caracteriza-se por

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11/22 as unidades individuais de processamento (2) a (5), de preferência (2) a (6), em especial (2) a (7), sejam ordenadas axialmente umas após as outras e/ou fiquem em um eixo longitudinal comum. Dessa forma, pode-se alcançar uma disposição que poupe espaço, em que o material e/ou o fundido assume um caminho claro previamente traçado.

[0032] Para melhorar a capacidade de desgaseificação pode ser prevista uma unidade de adição de meios de formação de células, por exemplo, dióxido de carbono, nitrogênio ou água, no fundido, em que a unidade recolhe os meios de formação de células durante a homogeneização ou imediatamente antes ou depois da homogeneização, todavia após a filtragem e antes da desgaseificação.

[0033] É igualmente vantajoso quando é previsto que, em particular na unidade de descarga, seja previsto um dispositivo de refrigeração para o fundido que sai da unidade de desgaseificação, por exemplo, um cilindro ou um parafuso, que é apropriado para arrefecer o fundido após a

desgaseificação	e na ou antes da descarga	e/ou	do
processamento	subsequente, em especial até	20%,	de
preferência de	5% até 10%.
[0034]	O processo, de acordo com a invenção,	bem

como o	dispositivo,	de acordo	com a	invenção,	são	em
seguida	descritos a	título	de	exemplo	com a ajuda	das
figuras	em anexo.
[0035] Fig.1	mostra	um	esquema	desenhado	de	uma

disposição de acordo com a invenção.

[0036] Fig.2 mostra um desenvolvimento concreto de uma disposição de acordo com a invenção.

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12/22 [0037] Fig.3a e 3b mostram os resultados de estudos comparativos com películas impressas.

[0038] Fig.4 e 5 mostram os resultados de estudos comparativos com películas com etiquetas com cola.

[0039] Na Fig.1 mostra-se em esquema um dispositivo e/ou uma disposição para reciclagem de materiais plásticos. A disposição compreende da esquerda para a direita uma unidade de tratamento 1, em que se trata normalmente de um compactador de corte e/ou um contentor de tratamento, em cujo interior ferramentas de mistura e trituração processam e eventualmente trituram o material plástico aí depositado. O material é mantido aí em uma forma permanentemente fluida e/ou que possa fluir livremente e é mantido através de ação de mistura e trituração apesar da temperatura mais elevada sempre em pedaços e com capacidade de fluir. Na unidade de tratamento 1, o material ainda não é fundido, mas no melhor dos casos aquecido a uma temperatura perto do respetivo ponto de amolecimento VICAT. Dependendo do polímero a ser processado, o polímero é logo nessa fase inicial do processo desgaseificado, amaciado, seco, cristalizado e/ou aumentado na sua viscosidade. Eventualmente pode ainda ser aplicado vácuo no contentor de tratamento 1. Vários aperfeiçoamentos de unidade de tratamento 1 desse tipo são bastante conhecidos a partir do estado da técnica. Apenas a título de exemplo remetemos para as patentes EP 123 771, EP 390 873, AT 396 900, AT 407 235, AT 407 970.

[0040] Na zona inferior da unidade de tratamento 1 encontra-se ligada uma unidade de fundição 2, em especial uma extrusora de compactação. A unidade de fundição 2 serve para fundir o material a ser tratado para que a filtragem

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13/22 do material seja possível. Na disposição de acordo com a Fig.1, a unidade de fundição 2 encontra-se imediata e diretamente ligada à unidade de tratamento 1, em que são conhecidas a partir do estado da técnica várias possibilidades de ligação, por exemplo, radial ou tangencial. Essa tem a vantagem de a ferramenta de mistura e movimento da unidade de tratamento 1 meter o material plástico suavizado em certa medida na zona de recolha da unidade de fundição 2.

[0041] Em alternativa, o material pode também ser transportado por meio de uma unidade intermédia para a unidade de fundição 2, por exemplo, através de um dispositivo de passagem não comprimido, por exemplo, um parafuso de compressão, em particular um parafuso com profundidade constante, que liga em certa medida indiretamente a unidade de tratamento 1 à unidade de fundição 2, mas que ainda assim assegura uma corrente de material contínua para a unidade de fundição 2.

[0042] Ligada à unidade de fundição 2 encontra-se uma unidade de filtragem 3 para filtragem do fundido. São conhecidos igualmente filtros de fusão desse gênero a partir do estado da técnica com várias formas de realização. Dessa forma, são, por exemplo, eliminadas substâncias estranhas sólidas, polímeros estranhos e/ou grupos de polímeros não fundidos.

[0043] Em ligação com isto, o fundido chega a uma unidade de homogeneização 4. Aqui trata-se em regra de um corpo rotativo, por exemplo, um parafuso, cujo design apresenta uma determinada sequência de zonas de cisalhamento e zonas de mistura. A mistura interior para

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14/22 homogeneização dos polímeros é executada através de relações de corrente complexas no interior do corpo rotativo e/ou do parafuso e/ou das respetivas secções do parafuso. Contracorrentes axiais no sentido da alimentação entram também em ação correntes radiais e correntes axiais contra o sentido de alimentação, as denominadas correntes de fuga. Nas zonas de cisalhamento ocorre um aumento de temperatura do fundido, em que nas zonas de mistura ocorre uma mistura das partículas cortadas com as partículas menos cortadas e, dessa forma, uma certa equalização da temperatura. Assim, as partículas prejudiciais são reduzidas, distribuídas e o fundido é eficazmente homogeneizada e preparada para a desgaseificação.

[0044] Imediatamente a seguir é prevista uma unidade de desgaseificação 5, para eliminar do fundido homogeneizado eventuais bolhas de gás e bolsas de gás. A partir do estado da técnica são também conhecidos vários dispositivos para retirar eficazmente o gás do fundido. Assim, por exemplo, o parafuso pode ser construído muito longo, pode ser prevista uma zona descomprimida, ou o material plástico pode ser desgaseificado através de uma película fina ou mangueira.

[0045] À direita, no esquema da Fig.1 encontram-se previstas uma unidade de descarga 6 e uma unidade de processamento subsequente 7. A unidade de descarga 6 serve para transferir o fundido desgaseificada para a unidade de processamento subsequente 7. Na última, trata-se, por exemplo, de uma unidade de granulação, uma instalação de película de gás ou uma instalação de fundição por injeção, que fazem com que o fundido fique novamente em uma forma

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15/22 sólida, por exemplo, em granulado ou em uma película.

[0046] No exemplo de realização mostrado na Fig.1, as unidades 1 a 7 encontram-se ligadas umas às outras e o material plástico e/ou fusão passa pelas unidades 1 a 7 na sequência indicada de forma contínua da esquerda para a direita. Para além disso, segundo a disposição da Fig.1, as unidades individuais estão agrupadas diretamente umas nas outras em termos de espaço e o material passa de cada unidade diretamente e sem etapas intermediárias para a próxima unidade. Outras unidades, em especial eventuais instalações intermediárias, parafusos de transporte ou semelhante são também possíveis, mas não são, contudo, contempladas na Fig.1. Através disto, o dispositivo de acordo com a Fig.1 fica relativamente curto e compacto.

[0047] As unidades 2 a 7, isto é, da unidade de fundição 2 à unidade de processamento subsequente 7, ficam em um eixo longitudinal comum e/ou são ordenadas axialmente umas após as outras. Dessa forma, todo o conjunto do dispositivo torna-se muito estreito e poupa-se espaço.

[0048] É ainda previsto um comando que ajusta as temperaturas de cada unidade individual independentemente umas das outras. Dessa forma, pode ser ajustado cada processo de temperatura na cadeia de processamento.

[0049] De forma preferencial, a temperatura é ajustada de forma a que a temperatura T4 na unidade de homogeneização 4 e/ou a temperatura T4 do material e/ou do fundido durante a homogeneização, pelo menos no fim da homogeneização, contudo em todo o caso antes do início da desgaseificação na unidade de desgaseificação 5, esteja à mesma temperatura ou mais elevada do que em cada uma das

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16/22 outras etapas de processamento e/ou em todas as outras unidades da disposição. Assim, a temperatura T2 na unidade de fundição 2, a temperatura T3 na unidade de filtragem 3, a temperatura T5 da unidade de desgaseificação 5, a temperatura T6 na unidade de descarga 6, bem como a temperatura T7 na unidade de processamento subsequente 7, são respectivamente menores e/ou estão no máximo à mesma temperatura que a temperatura T4 da unidade de homogeneização 4.

[0050] Para, além disso, é prevista uma unidade 8 para adição de meios de formação de células através da qual pode ser, por exemplo, adicionado dióxido de carbono, nitrogênio ou água. Dessa forma, a capacidade de desgaseificação é melhorada. A adição desses meios de formação de células ocorre em especial na unidade de homogeneização 4 e/ou mesmo antes ou logo depois da homogeneização, em todo o caso, contudo, sempre após a filtragem ou também antes da desgaseificação.

[0051] Na unidade de descarga 6 encontra-se ainda ordenado um dispositivo de refrigeração do fundido 9, para arrefecer o fundido que sai da unidade de desgaseificação 5. Aqui trata-se, por exemplo, de um cilindro ou de um parafuso. A temperatura do fundido reduz-se aqui em 20%, de preferência 5% a 10%.

[0052] Na Fig.2 encontra-se, no seguimento e na base das realizações da Fig.1, representada em detalhe uma forma de realização concreta de um dispositivo vantajoso para execução do método de acordo com a invenção.

[0053] Este dispositivo compreende como unidade de tratamento 1 um contentor em forma de panela e/ou um

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17/22 compactador de corte 1, no qual é vertido pela parte de cima o material plástico a ser tratado. Na zona do piso 33 do contentor 1 encontra-se uma ferramenta 34 de forma conhecida localizada em um eixo vertical, no meio do contentor 1 e acionada para rotação sobre um veio 35 que passa pelo piso 33 por meio de um motor 36. A ferramenta 34 tem pelo menos dois braços radiais 37 que são previstos com arestas de trabalho 38 feitas como arestas de corte do material plástico. Essas arestas de trabalho 38 misturam o material plástico introduzido e eventualmente levam também a cabo uma trituração do mesmo.

[0054] O material plástico assim processado passa para a unidade de fundição 2 e, para ser preciso, para uma estrutura de acondicionamento 10 de uma primeira secção do parafuso 11. Essa secção do parafuso 11 projeta-se para dentro de uma abertura 12 existente na estrutura de acondicionamento 10. Na rotação da ferramenta 34 sobre o eixo do veio 35 o material plástico que circula pelo contentor 1 sobe em forma de coágulos misturados ao longo das paredes do contentor, ação que é assinalada através da seta 13. A força centrífuga exercida sobre o material plástico circulante protege a entrada do material plástico através da abertura 12 na estrutura de acondicionamento 10 do parafuso 11 ligada tangencialmente ao contentor 1. Em alternativa, a estrutura de acondicionamento do parafuso 10 pode também ligar-se de forma aproximadamente radial ao contentor 1. O diâmetro do núcleo da primeira secção do parafuso 11 aumenta no sentido contrário ao da abertura 12, em que o material plástico tirado da secção do parafuso 11 é comprimido e plastificado.

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18/22 [0055] O material plastificado sai da estrutura de acondicionamento 10 da primeira secção do parafuso 11 através de abertura 14 para uma unidade de filtragem 3 e flui por canais de ligação 15 para pelo menos um filtro 16, que filtra as impurezas grossas existentes no fundido de material plástico.

[0056] Após passar pela unidade de filtragem 3, o material plástico plastificado segue por canais de ligação 15 e por aberturas de entrada de corrente 17 para uma unidade de homogeneização 4 que se encontra no interior de uma outra estrutura de acondicionamento 18. Na unidade de homogeneização 4 encontra-se ordenado coaxialmente com o parafuso 11 um homogeneizador 40 sob a forma de um corpo rotativo cilíndrico, em que o homogeneizador 40 roda na estrutura de acondicionamento 18 e através disto exerce um efeito de corte e mistura na película /ou mangueira de polímeros. Para aumentar a ação de mistura e também os efeitos de corte, encontra-se ordenado na superfície exterior do homogeneizador 40 um grande número de elevações 41. Já nessa secção, os eventuais gases que se formem podem ser libertados.

[0057] Na estrutura de acondicionamento 18 encontra-se ainda uma segunda secção do parafuso 19 ordenada de forma rotativa, que se liga coaxialmente ao homogeneizador 40. Essa segunda secção do parafuso 19 leva o material plástico plastificado para uma zona de desgaseificação e/ou uma unidade de desgaseificação 5, para aberturas de desgaseificação 20, através das quais os gases que saem do material plástico podem ser desviados, reunidos e eventualmente ser empregues em outra utilização.

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19/22 [0058] Após passar pelas aberturas de desgaseificação 20, o material plástico passa por uma unidade de descarga 6 em forma de um parafuso de descarga com pouca capacidade de corte, para uma saída 21, na qual podem ser ligadas ferramentas e/ou unidades de processamento subsequente 7, por exemplo, dispositivos de granulação.

[0059] De forma apropriada, ambas as secções de parafuso 11, 19 são ordenadas em orifícios 40 e/ou 41 de ambas as estruturas de acondicionamento 10 e/ou 18, orifícios que se encontram ordenados coaxialmente em relação uns aos outros e apresentam o mesmo diâmetro. A localização coaxial de ambas as secções de parafuso 11, 19 e do homogeneizador 40 possibilita de forma simples que ambas as secções de parafuso 11, 19 se juntem a um único corpo de construção com o mesmo núcleo e acionar conjuntamente ambas as secções de parafuso 11, 19 por um lado, portanto pelo lado esquerdo da Fig.2. O sentido de rotação de ambas as secções de parafuso 11, 19 é assinalado por meio de uma seta 23.

[0060] Para propiciar a desgaseificação do material plástico processado na estrutura de acondicionamento 18, a unidade de desgaseificação 5 tem na zona da abertura de entrada de corrente 17 e da abertura de desgaseificação 20 uma zona descomprimida 27, que é formada por um diâmetro reduzido do núcleo da secção de parafuso 19. Após a abertura de desgaseificação 20 este diâmetro reduzido de núcleo passa novamente para o diâmetro total de núcleo da unidade de descarga 6, para manter o material plástico novamente sob pressão e, com isso, suficientemente

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20/22 plastificado.

[0061] Também no exemplo de realização mostrado na Fig.2 vemos as unidades 1 a 7 ligadas umas a seguir às outras e o material plástico e/ou o fundido percorre as unidades 1 a 7 continuamente na sequência determinada. Para, além disso, as unidades individuais são agrupadas diretamente umas nas outras em termos de espaço e o material passa de cada unidade individual diretamente e sem etapas intermediárias para a próxima unidade vizinha que se encontra no sentido da corrente. As unidades 2 a 6, isto é, a unidade de fundição 2 até à unidade de descarga 6, ficam para, além disso, em um eixo longitudinal comum e/ou cujos parafusos são ordenados axialmente uns a seguir aos outros, pelo que todo o dispositivo fica muito estreito e poupa espaço.

[0062] Sem se desviarem do núcleo da invenção, há vários aperfeiçoamentos possíveis da disposição. Por exemplo, nas unidades correspondentes é possível a utilização de parafusos simples, parafusos duplos ou parafusos múltiplos. Para, além disso, as etapas individuais do método podem decorrer à temperatura ambiente ou sob proteção de vácuo.

[0063] Para cada unidade individual são possíveis vários aperfeiçoamentos construtivos, que o especialista pode retirar do estado da técnica. As temperaturas, os tempos de funcionamento, e ou restantes parâmetros são em primeira linha dependentes do material a processar e/ou reciclar e podem ser adaptados pelo especialista. As vantagens de acordo com a invenção apenas podem, todavia, ser alcançadas se o especialista utilizar o método e/ou o

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21/22 dispositivo da presente invenção.

[0064] Os exemplos que se seguem demonstram os efeitos técnicos vantajosos do método de acordo com a invenção e/ou dispositivo:

[0065] Aqui foram tratados materiais plásticos sujos, por exemplo, impressos ou películas com etiquetas com cola, em ensaios comparativos em um dos dispositivos do estado da técnica sem homogeneização de acordo com o método normal, e paralelamente a isso, no dispositivo de acordo com a invenção de acordo com o método de acordo com a invenção com homogeneização, em que os parâmetros diretamente comparáveis, como por exemplo, as temperaturas, os rendimentos, tempos de funcionamento, pressões, etc., no compactador de corte ou no processamento subsequente foram mantidos o mais possível idênticos.

[0066] Exemplo: processamento de películas plásticas imprimidas.

[0067] As ilustrações das Fig. 3a e 3b mostram uma comparação dos produtos iniciais e dos produtos finais obtidos a partir deles. Na zona esquerda da Fig. 3a e 3b está representada a película de entrada a tratar com a forma de uma película imprimida a cores. No lado direito encontra-se uma película preparada regenerada a 100% após o processamento.

[0068] Pode-se reconhecer que através do método conhecido e/ou no dispositivo conhecido não ocorreu uma desgaseificação total do material e que restaram no produto final pequenas bolhas de gás provocadas pelas cores de impressão decompostas. Através do método de acordo com a invenção, em especial através da homogeneização antes da

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22/22 desgaseificação, o resultado da desgaseificação é melhorado e não se conseguem praticamente reconhecer bolhas de gás.

[0069] Exemplo: Processamento de película LD-PE com etiquetas de papel.

[0070] As ilustrações das Fig. 4 e 5 mostram novamente em comparação do lado esquerdo o resultado de um método anterior e no lado direito o resultado do método de acordo com a invenção. Os materiais iniciais eram películas de embalagens transparentes de LD-PE sujas e com etiquetas de papel. A parte de sujidade representava 1% do peso total. As ilustrações 4 e 5 mostram imagens microscópicas de películas, produzidas a 100% a partir do material reciclado obtido após o processamento. A finura de filtragem corresponde na FIg.4 a 110 qm e na Fig.5 a 125 qm.

[0071] Reconhece-se que no lado direito (método de acordo com a invenção) as impurezas, em especial partículas de papel, resíduos de cola, mas também bolhas de gás são menos, menores e também mais finas do que as do lado esquerdo (estado da técnica). As características mecânicas e óticas dessas películas são assim melhores.

[0072] Em todos os casos reduziu-se assim significativamente a porção de impurezas no produto final e a qualidade aumentou.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para reciclar materiais plásticos compreendendo as seguintes etapas de processamento:

a) preparação da matéria-prima, em que o material, caso seja necessário, é triturado e levado a uma forma líquida e enquanto preserva sua granulação e sua capacidade de fluir, é aquecido e permanentemente misturado e opcionalmente desgaseificado, amaciado, seco, aumentado na sua viscosidade e/ou cristalizado,

b) fusão do material processado, pelo menos até ser possível uma filtragem,

c) filtragem do fundido para remover impurezas,

d) homogeneização do fundido filtrado,

e) desgaseificação do fundido homogeneizado, e

f) descarga e/ou processamento subsequente do fundido, por exemplo, através de granulação, processamento da película soprada, em que estas etapas de processamento ocorrem consecutivamente na ordem listada, sendo o método caracterizado pelo fato da temperatura (T4) do material ou do fundido durante, pelo menos, contudo, no fim da homogeneização de acordo com a etapa de processamento d) e antes do início da desgaseificação ser pelo menos igualmente alta, de preferência mais alta do que as temperaturas em todas as outras etapas de tratamento a) a f) .
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das etapas de processamento a) a f) ocorrerem, consecutivamente, temporalmente e espacialmente imediatamente e diretamente sem etapas intermediárias.

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3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato do fundido ser cisalhado e misturado durante a homogeneização ou ser submetido a uma tensão de cisalhamento ou tensão de tração intensa e ser fortemente acelerada.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato da temperatura (T6) do material ou do fundido durante a descarga ou da temperatura (T7) durante o processamento subsequente ser inferior, ou no máximo igual à temperatura (T4), durante ou no fim da homogeneização.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de durante a homogeneização ou imediatamente antes ou depois da homogeneização, contudo, após a filtragem e antes da desgaseificação, meios de formação de células, por exemplo, dióxido de carbono, nitrogênio e água, são introduzidos no fundido para melhorar a capacidade de desgaseificação.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do fundido, após a desgaseificação e durante ou antes a descarga ou processamento subsequente, ser arrefecida para até 20%, de preferência em 5 a 10%.
7. Disposição para reciclar materiais plásticos para executar um método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, compreendendo:

a) pelo menos uma unidade de preparação (1), em particular, um compactador de corte conhecido por si mesmo ou container com misturadores rotativos e ferramentas de trituração, em que o material, caso seja necessário, é

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3/5 triturado e levado a uma forma tipo líquida e enquanto preserva sua granulação e capacidade de fluir, é aquecido e permanentemente misturado e opcionalmente desgaseificado, amaciado, seco, aumentado em sua viscosidade e/ou cristalizado,

b) pelo menos uma unidade de fundição (2) para fusão do material preparado, pelo menos até ser possível a filtragem, em especial uma extrusora,

c) pelo menos uma unidade de filtragem (3) para filtragem do fundido,

d) pelo menos uma unidade de homogeneização (4) para homogeneização do fundido filtrado,

e) pelo menos uma unidade de desgaseificação (5) para desgaseificação do fundido homogeneizado, e

f) pelo menos uma unidade de descarga (6) para descarga e/ou pelo menos uma unidade de processamento subsequente (7) para processamento do fundido, em que as unidades denominadas (1) a (6) ou (7), na ordem listada, são cada uma operada em sucessão e acopladas uma depois da outra ou na outra e o material plástico ou o fundido passe através dessas unidades (1) a (6) ou (7) nessa sequência, caracterizada por um controle para a regulação das respectivas temperaturas do material ou do fundido ser fornecido nas unidades (1) a (6) ou (7).
8. Disposição, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato das unidades (1) a (6) ou (7) serem operadas espacialmente, imediatamente e diretamente uma depois da outra, sem outras unidades operadas no meio e serem acopladas processualmente uma após a outra.
9. Disposição, de acordo com a reivindicação 7 ou 8,

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4/5 caracterizada pelo fato das temperaturas poderem ser reguladas pelo controle de forma que a temperatura (T4) do material ou do fundido durante, pelo menos, no fim da homogeneização na unidade de homogeneização (4) e antes do início da desgaseificação na unidade de desgaseificação (5) ser pelo menos igualmente alta, de preferência mais alta do que em todos as outras etapas de tratamento nas outras unidades, em especial a temperatura (T6) do material ou do fundido durante a descarga na unidade de descarga (6) ou a temperatura (T7) durante o processamento subsequente na unidade de processamento subsequente (7) ser menor, ou no máximo igual à temperatura (T4) durante ou no final da homogeneização na unidade de homogeneização (4).
10. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizada pelo fato da unidade de homogeneização (4), em especial, um parafuso, ser construído de tal forma que o fundido é cisalhado e misturado nele ou é submetido a uma tensão de cisalhamento e a uma tensão de tração intensiva e ser fortemente acelerada.
11. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada pelo fato das unidades (2) a (5), de preferência (2) e (6), em especial (2) a (7), serem ordenadas axialmente umas atrás das outras, ou ficarem em um eixo longitudinal comum.
12. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizada por uma unidade (8) para adição de meios de formação de células, por exemplo, dióxido de carbono, nitrogênio ou água, no fundido ser fornecida em que a unidade (8) introduz os meios de

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5/5 formação de células durante a homogeneização ou imediatamente antes ou depois da homogeneização, contudo após a filtragem e antes da desgaseificação.
13. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizada por, em especial na unidade de descarga (6), um dispositivo de refrigeração (9) para o fundido que sai da unidade de desgaseificação (5), por exemplo, um cilindro ou um parafuso, ser fornecido o qual é adequado para arrefecer o fundido após a desgaseificação e durante ou antes da descarga ou processamento subsequente, em especial por até 20%, de preferência 5 a 10%.