CN105189075A - 消费后废弃的膜的回收处理和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于将消费后废弃的线性低密度聚乙烯膜或低密度聚乙烯膜的供料加工成近乎未用过品质的吹塑膜产品的方法和系统。所述方法包括：在粉碎机中撕破膜的供料，其中膜的表面区域暴露，包括使膜分层。在包括表面活性剂的水浴中清洗经撕破的膜的供料。在包括表面活性剂的水浴中对膜进行搅拌，其中从膜除去膜上的污染物。将经清洗的膜磨碎成较小的碎片并且在旋转式摩擦清洗机和沉降漂浮槽中进行对经磨碎的膜的另外的清洗，其中从膜除去另外的污染物。然后，干燥经磨碎的膜并且在不加水的情况下将其压实为近乎未用过品质的吹塑膜产品的粒化物。

Description

消费后废弃的膜的回收处理和系统

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2013年3月12日提交的美国专利申请第13/796,143号和2013年10月25日提交的美国专利申请第14/063,045号的优先权，两者均题为“Post-ConsumerScrapFilmRecyclingProcess”，这两个专利申请均被转让给本发明的受让人，并且在此通过引用将这两个专利申请的全部内容合并于此。

技术领域

本发明涉及用于回收废料的处理，更具体地，涉及用于回收消费后废弃的线性低密度聚乙烯膜和消费后的低密度聚乙烯膜的处理。

背景技术

消费后塑料废品的回收因环保和“绿色”而备受关注。已知大多数的城市的、混合的消费后塑料废品包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料(诸如用在汽水瓶中)和未染色的高密度聚乙烯(HDPE)材料(诸如奶瓶)。在典型的回收过程中，从其他废品中分离出由PET和HDPE构成的容器，随后将其粉碎成较小的碎片、清洗、加热并挤出或造粒(granulize)，以作为其他产品重新使用。

难以回收的一种类型的消费后废料(PC)是聚乙烯膜。一般来说，PC膜材料是“拉伸包装(stretchwrap)”线性低密度聚乙烯(LLDPE)。由于LLDPE的强度特性和拉伸特性，这样的膜用作用于货盘化装载或打包工艺的打包材料和包装材料。另一种类型的PC膜是用作包装和用作袋的低密度聚乙烯(LDPE)。

在包装和保护盒、容器或装运过程中在货盘上的类似物品时使用LLDPE膜。当到达指定的目的地时，从货盘化的材料除去这样的PC膜并废弃。这样的PC膜通常具有在装运过程期间粘附到该膜的外部上的标签以及置于该膜上的各种标记。PC膜一般包绕货盘上的材料数次，使得该膜层层相叠。

PC膜还用于打包其他废料。当从货盘或其他货物除去PC膜时，由于高程度的污染(诸如，污垢、油、生物材料、层状物(layering)、标签粘合剂等)，PC膜或是被扔在填埋场或是被加工为用于其他塑料产品的填料。一般尚未确立重新使用PC膜作为可行的吹塑膜产品，以用作工业膜或袋产品。通常，由于存在高程度的污染，这样的用过的膜的用途受限，这进而引起严重的处理问题以及成品中令人不悦的特性，例如气味、褪色和“有麻点”的外观。

实现本公开内容的设备还必须具有耐用且持久的构造，并且在其整个工作寿命中，还应当要求使用者提供较少的维护或不提供维护。为了提高本公开内容的设备的市场吸引力，该设备还应当具有廉价的构造从而为其供应最广泛的可能市场。最后，还有一个目的是实现所有前述的优点和目的而不招致任何实质的相对缺点。

在本发明的背景技术部分所讨论的主题不应仅仅由于其在本发明的背景技术部分被提及而被认为是现有技术。同样地，在本发明的背景技术部分所提及的或者与本发明的背景技术部分的主题相关联的问题不应被认为先前在现有技术中已认识到。本发明的背景技术部分中的主题仅代表不同的方法，其本身也可以是发明。

发明内容

本公开内容克服了上文中讨论的背景技术的缺点和局限性。

提供了一种用于将消费后废弃的线性低密度聚乙烯膜或低密度聚乙烯膜的供料(supply)加工成近乎未用过品质(near-virginquality)的吹塑膜产品的方法。该方法包括：在粉碎机中粉碎膜的供料，其中将塑料膜撕破和分层，从而使膜的表面区域暴露；利用具有表面活性剂的添加剂在水浴中清洗经粉碎的膜并且在该水浴中对经粉碎的膜进行搅拌，其中从经粉碎的膜中除去污染物；在湿磨机中磨碎经清洗的膜并在旋转式摩擦清洗机(rotatingfrictionwasher)中清洗经磨碎的膜，其中从经磨碎的膜中除去另外的污染物；在清洗后沉降漂浮水浴(postwashsinkfloatwaterbath)中清洗经磨碎的膜，其中经磨碎的膜在清洗后沉降漂浮水浴中经受机械和水力搅拌；干燥经清洗的膜；以及在不加水的情况下将干燥后的经磨碎的膜压实为近乎未用过品质的吹塑膜产品的粒化物。

清洗后沉降漂浮水浴可以包括：水槽，被配置成保持水；与水流体连通的至少一个桨轮；在水槽中的靠近槽底的折流板蜂窝结构(bafflehoneycomb)；以及耦接至水槽并且在水上以多个喷杆(spraybar)延伸的喷水系统，多个喷杆被配置成将喷水流引导至水槽中的水中。清洗后沉降漂浮水浴还可以包括：被配置成将该膜移动至卸料螺旋推运器的瀑布式分离器(waterfallseparator)，该卸料螺旋推运器被配置成从清洗后沉降漂浮水浴除去该膜。

清洗后沉降漂浮水浴的水槽可以被配置成将水沿一个方向从槽的一端移动至槽的另一端。该喷水系统的多个喷杆可以从清洗后沉降漂浮水浴的水槽的一侧延伸至清洗后沉降漂浮水浴的水槽的另一侧，并且可以被配置成将喷水流引导至清洗后沉降漂浮水浴的水槽中的水中，其中该膜被搅拌、分层和浸没。瀑布式分离器可以被配置成将该膜从清洗后沉降漂浮水浴的水槽中移动，并且瀑布式分离器可以包括具有相对面对的叶片的定心螺旋推运器(centeringauger)，该定心螺旋推运器被配置成将该膜移动至卸料螺旋推运器能够接近的瀑布式分离器的中心部分，该卸料螺旋推运器被配置成从清洗后沉降漂浮水浴除去膜。

用于加工膜的供料的方法还可以包括：通过使膜的供料经受磁场来检测膜的供料中的金属，并且于在粉碎机中粉碎膜的供料之前从膜的供料中除去金属。可以将经粉碎的塑料膜通过过滤筛网(filterscreen)排放至水浴。在加工膜的供料的方法中，干燥后的经磨碎的膜包含按重量计不超过百分之十的水含量。还可以在压实步骤后使粒化物形成为丸粒(pellet)。

具有用于在水浴中清洗经粉碎的膜的表面活性剂的添加剂可以是洗涤剂。除了表面活性剂之外，洗涤剂还可以包括苛性钠和纯碱以及过碳酸钠。表面活性剂可以是非离子型表面活性剂，苛性钠可以是氢氧化钠，以及纯碱可以是碳酸钠。非离子型表面活性剂包括低发泡线性醇烷氧基化物(linearalcoholalkoxylate)。

用于加工膜的供料的方法还可以在磨碎和清洗步骤之后并且在清洗后沉降漂浮水浴中的清洗步骤之前包括以下步骤：在水力旋流机中分离至少两种不同类型的经清洗、磨碎的膜，其中较轻的经清洗、磨碎的膜与较重的经清洗、磨碎的膜分离，并且较轻的经清洗、磨碎的膜被提供至清洗后沉降漂浮水浴。用于加工膜的供料的方法在旋转式摩擦清洗机中清洗经磨碎的膜之前还可以包括以下步骤：在涡轮清洗机中清洗经磨碎的膜以提供对经磨碎的膜的另外的清洁以及污染物与经磨碎的膜的分离。

加工膜的供料的方法可以在至少一个清洗过程中利用温度为至少140°F但不超过190°F的热水。

还提供了一种用于将消费后废弃的线性低密度聚乙烯膜或低密度聚乙烯膜的供料加工成近乎未用过品质的吹塑膜产品的系统。该系统包括：粉碎机，用于粉碎膜的供料，其中粉碎机将塑料膜撕破和分层，从而使膜的表面区域暴露；水浴，用于利用具有表面活性剂的添加剂来清洗经粉碎的膜并在该水浴中对经粉碎的膜进行搅拌，其中从经粉碎的膜中除去污染物；湿磨机，用于磨碎经清洗的膜；旋转式摩擦清洗机，用于清洗经磨碎的膜以从经磨碎的膜除去另外的污染物；清洗后沉降漂浮水浴，用于清洗经磨碎的膜并且使经磨碎的膜经受机械和水力力搅拌；干燥机，用于干燥经清洗的膜；以及压实机，用于在不加水的情况下将干燥后的经磨碎的膜压实为近乎未用过品质的吹塑膜产品的粒化物。

在用于加工膜的系统中，清洗后沉降漂浮水浴可以包括：水槽，被配置成保持水；与水流体连通的至少一个桨轮；在水槽中的靠近槽底的折流板蜂窝结构；耦接至水槽并且在水上以多个喷杆延伸的喷水系统，多个喷杆被配置成将喷水流引导至水槽中的水中；以及瀑布式分离器，被配置成将该膜移动至卸料螺旋推运器，该卸料螺旋推运器被配置成从清洗后沉降漂浮水浴除去膜。

清洗后沉降漂浮水浴的水槽可以被配置成将水沿一个方向从槽的一端移动至槽的另一端。该喷水系统的多个喷杆可以从清洗后沉降漂浮水浴的水槽的一侧延伸至清洗后沉降漂浮水浴的水槽的另一侧，并且可以被配置成将喷水流引导至清洗后沉降漂浮水浴的水槽中的水中，其中该膜被搅拌、分层和浸没。瀑布式分离器可以被配置成使膜从清洗后沉降漂浮水浴的水槽移动，并且该瀑布式分离器可以包括具有相对面对的叶片的定心螺旋推运器，该定心螺旋推运器被配置成将膜移动至卸料螺旋推运器能够接近的瀑布式分离器的中心部分，该卸料螺旋推运器被配置成从清洗后沉降漂浮水浴除去膜。

在用于加工膜的系统中，金属检测传送机可以用于通过使膜的供料经受磁场来检测膜的供料中的金属，并且可以于在粉碎机中粉碎膜的供料之前从膜的供料中除去金属。过滤筛网可以用于对将提供至水浴的经粉碎的塑料膜进行筛选。在用于加工膜的系统中，干燥后的经磨碎的膜包含按重量计不超过百分之十的水含量。造粒机可以用于在压实机将干燥后的经磨碎的膜压实之后使粒化物形成为丸粒。

用于加工膜的系统使用的具有表面活性剂的添加剂可以为洗涤剂。除了表面活性剂之外，洗涤剂还可以包括苛性钠和纯碱以及过碳酸钠。表面活性剂可以是非离子型表面活性剂，苛性钠可以是氢氧化钠，以及纯碱可以是碳酸钠。非离子型表面活性剂包括低发泡线性醇烷氧基化物。

用于加工膜的系统还可以包括位于旋转式摩擦清洗机与清洗后沉降漂浮水浴之间的水力旋流机，该水力旋流机用于分离至少两种不同类型的经清洗、磨碎的膜，其中可以将较轻的经清洗、磨碎的膜与较重的经清洗、磨碎的膜分离，然后可以将较轻的经清洗、磨碎的膜提供至清洗后沉降漂浮水浴。用于加工膜的系统还可以包括位于旋转式摩擦清洗机之后以及在水力旋流机之前的涡轮清洗机，该涡轮清洗机用于清洗经磨碎的膜以提供对经磨碎的膜的另外的清洗以及污染物与经磨碎的膜的分离。

还提供了一种用于将消费后废弃膜加工成近乎未用过品质的吹塑膜产品的方法。该方法包括：提供可回收的线性低密度聚乙烯塑料膜的供料和低密度聚乙烯塑料膜的供料之一；以及从塑料膜的供料中除去金属。在除去金属之后粉碎塑料膜，其中粉碎工艺将塑料膜撕破并且使膜的表面区域暴露。将经粉碎的塑料膜通过过滤筛网排放至水浴，在水浴中搅拌经粉碎的塑料膜以弄湿经粉碎的塑料膜的所有表面。然后，从水浴除去塑料膜，并且进行塑料膜的湿磨。

在旋转式摩擦清洗机中再次清洗经磨碎的塑料膜，其中从塑料膜中除去污染物。在水力旋流机中分离至少两种不同类型的经清洗、磨碎的塑料膜，其中将较轻的塑料膜与较重的塑料膜分离。

在清洗后沉降漂浮水浴中进一步清洗较轻的塑料膜，其中该膜经受机械和水力搅拌。清洗后沉降漂浮水浴包括水槽，该水槽被配置成使水从该槽的一端移动至该槽的另一端。存在与水流体连通的至少一个桨轮和在水槽中的靠近槽底的折流板蜂窝结构。喷水系统耦接至水槽并且延伸遍布水，该喷水系统具有从该槽的一侧延伸至该槽的另一侧的多个喷杆。喷杆被配置成将喷水流引导至水槽中的水中，其中该膜被搅拌和浸没。清洗后沉降漂浮水浴还包括被配置成使膜从水槽中移动的瀑布式分离器。瀑布式分离器包括具有相对面对的叶片的定心螺旋推运器，该定心螺旋推运器被配置成将该膜移动至使得该膜通过卸料螺旋推运器能够接近的瀑布式分离器的中心部分，该卸料螺旋推运器被配置成使该膜从清洗后沉降漂浮水浴中移动。

将经磨碎的塑料膜干燥并在不加水的情况下压实为近乎未用过品质的线性低密度聚乙烯塑料和低密度聚乙烯塑料的粒化物。随后，将粒化物储存或用作吹塑膜操作中的原料。

还提供了一种用于将消费后废弃膜加工成近乎未用过品质的吹塑膜产品的方法。该方法包括：提供可回收的线性低密度聚乙烯塑料膜的供料和低密度聚乙烯塑料膜的供料之一；以及从塑料膜的供料中除去金属。然后，在除去金属之后粉碎塑料膜，其中将塑料膜撕破从而使膜的表面区域暴露。将经粉碎的塑料膜通过过滤筛网排放至水浴，在水浴中对膜进行搅拌以弄湿经粉碎的塑料膜的所有表面。该水浴包含表面活性剂(例如，洗涤剂添加剂)以帮助除去污染物。从水浴除去经清洗的塑料膜并对其进行湿磨。然后，再次在旋转式摩擦清洗机中再次清洗经磨碎的塑料膜，其中从塑料膜除去另外的污染物。

使塑料膜受制于水力旋流机以分离至少两种不同类型的经清洗、磨碎的塑料膜。在水力旋流机中将较轻的塑料膜与较重的塑料膜分离。在清洗后沉降漂浮水浴中进一步清洗较轻的塑料膜，其中该膜经受机械和水力搅拌。干燥经磨碎的塑料膜，使得其包含按重量计不超过百分之十的水含量。在不加水的情况下将干燥后的经磨碎的塑料膜压实为近乎未用过品质的聚乙烯塑料的粒化物，并且将其储存或用作吹塑膜操作中的原料。还可以在压实步骤之后将经粒化的塑料膜形成为丸粒。

实现本公开内容的设备具有既耐用又持久、并且在整个工作寿命中将要求使用者提供较少的维护或不提供维护的构造。本公开内容的设备还具有廉价的构造以提高其市场吸引力并且由此为其供应最广泛的可能市场。最后，所有前述优点和目的得以实现，而没有招致任何实质的相对缺点。

附图说明

参照附图来更好地理解本发明的这些优点和其他优点，在附图中：

图1为用于回收消费后废弃(PC)膜的处理的示例性实施例的流程图；

图2为被配置成根据图1所示的流程图加工PC膜的设备的示意性顶视图；

图3为清洗后沉降槽水浴的示例性实施例的示意性顶视图，其示出了在该槽中的水和产品流；

图4为图3所示的清洗后沉降槽水浴的示意性顶视图，该清洗后沉降槽水浴包括机械搅拌系统和水力搅拌系统；

图5为图4所示的清洗后沉降槽水浴的示意性侧视图，其示出了机械搅拌系统的桨轮部件、螺旋推运器部件、折流板系统部件的示例性实施例；

图6为耦接至图2所示的系统设备的水处理设备的示例性实施例的示意性图示；

图7为清洗后沉降槽水浴的示例性实施例的示意性顶视图，其示出了在槽中沿一个方向从槽的一端至槽的另一端的水和产品流；

图8为图7所示的清洗后沉降槽水浴的示意性顶视图，该水浴包括机械搅拌系统和水力搅拌系统，该水浴包括定心螺旋推运器和跨越槽的宽度的多个喷杆；以及

图9为示出图8所示的清洗后沉降槽水浴的示意性侧视图，其示出了机械搅拌系统的桨轮部件、定心螺旋推运器部件、卸料螺旋推运器部件和折流板系统部件的示例性实施例。

具体实施方式

提供了一种用于回收消费后废料(PC)(诸如PC膜)的方法和设备，由于在装运过程中粘附在该膜的外部上的标签和置于该膜上的各种标记以及其他污染物，该PC膜难以回收。为了提供可以重新利用的可行的吹塑膜产品，必须从PC膜除去标签、粘合剂、其他应用的标记以及污染物。本公开内容的目的是将PC膜(LLDPE和LDPE)加工成近乎未用过品质的吹塑膜产品，该吹塑膜产品可以单独使用或与未用过的材料组合使用。

为了本申请的目的，术语“近乎未用过”应当是指与吹塑膜产品的未用过的材料相比的PC膜品质。对这种品质的测试是目视凝胶检测测试(visualgeldetectiontest)。为了本申请的目的，“凝胶”是PC膜的未熔化部分或未熔化的污染物。在该测试中，在12英寸×12英寸的正方形样品上确定凝胶的数量，而与其大小无关。未用过的材料具有介于10至0个凝胶之间的凝胶计数。近乎未用过的材料具有介于1000至11个凝胶之间的凝胶计数。本申请人已对常规的PC产品与利用本公开内容的方法和设备所制造的PC产品进行比较，结果如下：

膜类型	凝胶计数
		常规的PC	52740
本公开内容的PC	720
		未用过的材料	9

参照附图，图1为用于回收消费后废弃膜而使之成为近乎未用过品质的吹塑膜产品的工艺的示例性实施例的流程图。图2为被配置成根据图1所示的流程图加工PC膜的设备布局的示例性实施例的示意性顶视图。应当理解的是，如图2所示的设备的物理布局是示例性的，并且在利用本文所述的方法的特定设施的范围内，预期可以布置的其他配置或设备布局。

将消费后废弃的线性低密度聚乙烯膜或低密度聚乙烯膜或者LLDPE和LDPE膜的组合12(下文中称为“PC膜”)的供料放置在储存传送机14上。可以通过任何方便和常规的方法(诸如，叉式升降机、起重机、升降机以及在某些情况下手动布置)来将PC膜12的供料放置在传送机14上。储存传送机14将PC膜12的供料移动至倾斜传送机15。

PC膜12的供料通常是以通过保持带(retainerband)保持在一起的大包形式存在。在典型的操作中，切断保持带并且将该大包拉开以进行初始目视检查。这样的过程可以手动进行或通过操作者确定的机器来进行。如果最初在PC膜12的供料中看到任何非膜物体，则手动或通过机器除去这样的物体。

然后，储存传送机14将打开包(unbale)的PC膜12的供料通过或接近金属检测器16移动到传送机15，以利于除去某些形式的金属。金属检测器16通常是感应金属检测器，其具有数种形式的磁体(例如电磁体)，以自动检测和帮助除去铁材料。还预期也可以使用在距PC膜12的供料的适当距离内的一系列永磁体来检测和/或除去铁金属物体。还可以使用其他类型的检测器(例如x射线机)来检测非膜物体。

倾角传送机(inclineconveyor)15将PC膜12的供料移动至粉碎机18，例如Vecoplan或Wiema粉碎机，该粉碎机被配置为将PC膜撕破-粉碎成大块(chunk)和碎片，并通过筛网排出经粉碎的膜。筛网尺寸和所得到的膜表面面积可以根据操作要求而变化。筛网的一个实例是具有多个3英寸开口的筛网。

粉碎机18被配置为撕破PC膜12的供料，其中膜的表面区域暴露。粉碎机18还使膜分层。由于通常的装运包装工艺，PC膜彼此层层相叠，并且粉碎机18被配置为使这样的多层分层，即，使膜层彼此分离。被配置为切割膜的粉碎机通常使膜层熔合从而使得清洁膜变得困难(并非不可能)。

通过排放带(dischargebelt)20将经粉碎的PC膜的供料移动至清洗和运输螺杆(washandtransportscrew)22。该清洗和运输螺杆弄湿经粉碎的膜，并将膜传送至预清洗/沉降/漂浮槽设备24。当在漂浮/沉降24设备中时，进一步分离未被金属检测器16识别的高密度材料，例如石头、玻璃或沙子，其沉降至设备24的底部以随后除去。当在漂浮/沉降/漂浮槽设备24中时，通过搅拌来进一步使膜变湿，例如通过一系列的旋转桨来进行。

通过混合在该槽中的表面活性剂(例如，洗涤剂和其他化合物)来完成PC膜的另外的清洁，以进一步清洁膜的所有污染物(诸如墨、粘合剂等)。

表面活性剂是添加到液体中以减小液体的表面张力从而增加液体的展开和润湿性质的物质。例如，表面活性剂用于分散不溶性染料的水悬浮液。这样的添加剂还软化用于将标签粘贴于PC膜的粘合剂。优选的表面活性剂将包括洗涤剂、氧化剂和漂白剂。应当理解的是，表面活性剂可以包括其他化学品或添加剂，包括离子型试剂和非离子型试剂。除了清洁PC膜之外，当在沉降/漂浮槽设备24中时，搅拌还促进具有自粘倾向的PC膜的分层。

将洗涤剂化学品添加至清洗管路的热清洗部分。几个单独的化学品组成完整的洗涤剂系统；所有的化学品都单独地投放(dose)，使得所添加的量可以由操作者独立地改变。洗涤剂系统不含磷酸盐并且不含氯。

洗涤剂化学品的目的是利于从PC膜和薄片除去各种污染物，诸如污垢、纸、粘合剂、油脂和墨。化学品还有助于在污染物会再沉积之前使其离开薄片的表面。

在系统10中持续进行清洗过程。薄片暴露于洗涤剂化学品的确切时间量是不知道的。据估计仅为几分钟；出于此原因，为了在最短的时间量内最大限度地清洗PC膜和薄片，各化学品的浓度保持为高值。

洗涤剂系统包括下列化学品：非离子型表面活性剂、苛性钠(氢氧化钠)、纯碱(碳酸钠)和过碳酸钠，并且下面将全面描述这些化学品。这些化学品在水处理设备60的反应槽90中被引入系统10(参见图6)。

非离子型表面活性剂是低发泡线性醇烷氧基化物。该表面活性剂使污染物增溶，使其在清洗液中保持悬浮并且防止其再沉积到薄片上。由定时定量泵(timeddosingpump)添加表面活性剂。没有在线监测系统中的表面活性剂的浓度，因为这种类型的监测不容易实现。可以对来自系统的水进行取样，并且可以在实验室中使用用于检验水和废水的标准方法(#5540D，如CTAS的非离子型表面活性剂)来确定浓度。替选地，可以进行滴定，诸如在Anal.Chem.1995,67,1872-1880中概述的程序。预期到浓度由于在清洗管线中的薄片和整体水流量的变化而变化很大。然而，基于涉及用水量和剂量表(dosingschedule)的计算，预期在清洗管线的热清洗部分中的表面活性剂的浓度仍远高于表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)，因此保持了足以实现清洗的浓度。

添加苛性钠以在系统中保持恒定的高pH值。经由从内嵌的PH计由反馈系统进行投放的泵来添加苛性钠。已经确定，当pH至少为11时实现了最佳清洁。

添加纯碱以在热清洗系统中保持高水平的碱度。纯碱由于其高碱度而有助于破坏酸性污染物，并且纯碱还与剩余的钙离子相结合，否则剩余的钙离子会对表面活性剂产生干扰。纯碱作为固体粉末被直接添加到清洗管线的热清洗部分。使用内嵌的电导率计对在清洗管线的热清洗部分中的纯碱的量进行监测。添加纯碱以保持大于15mS的电导率值。

在清洗管线中添加过碳酸钠作为漂白剂，并且过碳酸钠有助于保持碱度。在清洗管线的热清洗部分中在升高的温度下分子在溶液中离解，产生了“活性氧”(HOO-)，这促进了漂白机制。将过碳酸钠作为固体粉末直接添加到清洗管线的热清洗部分。使用近似等量的纯碱和过碳酸钠。在清洗管线中不对活性氧的量进行测量，然而，过碳酸钠对以上所述的整体电导率值、监测和目标值有贡献。

贯穿清洗管线的水保持非常软，CaCO₃小于5ppm。这有助于克服另外由于使用无磷清洁系统可能导致的问题。这还能够使得洗涤剂系统的效率最大化，尤其是考虑到在洗涤剂与薄片之间的暴露时间短。

在由操作者确定的一段时间之后，将PC膜碎片从沉降/漂浮槽设备24被传送至第一造粒机26。该第一造粒机26进一步减小从粉碎机和沉降/漂浮槽24接收到的PC膜面积的大小。在第一次粒化过程之后的典型颗粒大小为约四分之三英寸。在第一造粒机26中的粒化过程还促进湿标签与膜基底的进一步分离。将PC膜从第一造粒机26传送至摩擦清洗机28。

在摩擦清洗机28中清洗经粒化的PC膜，该摩擦清洗机28被配置有倾斜的圆柱形料槽和倾斜的快速运行的桨式螺杆(paddlescrew)以对从第一造粒机26排出的经磨碎的材料进行脱水和清洁。该螺杆借助于轴承固定在壳体中并且包封在不锈钢筛网中。在该料槽的下端处馈给经粉碎和粒化的材料以及水，其中该螺杆将材料向上输送并以一定的速度(例如1000rpm)自旋。

在摩擦清洗机28中清洗粒化的PC膜、同时将其传输至在料槽的顶部的出口。污染物和水通过细致的不锈钢筛网被传递至料槽壁，同时高速螺杆的摩擦进一步清洁PC膜。应当理解的是，摩擦清洗机28可以位于清洗槽之前或之后。如图1所示，摩擦清洗机28位于涡轮清洗机30之后。如图1所示，摩擦清洗机28还位于湿磨机26之后。在图2中，涡轮清洗机30位于摩擦清洗机28之后。

可用冷水或热水来操作涡轮清洗机30。在热水浴的情况下，温度范围可以在120°F至170°F的范围内，其中优选的温度是至少140°F但不大于约190°F的水温。除了给予PC膜的旋转运动之外，热水还用来影响PC膜在清洗机中的另外的清洁。超过190°F的温度易于使PC膜变形和/或熔化。

通过泵32将粒化的PC膜12的供料移动至水力旋流器，其也称为水力旋流机34，诸如，例如HerboldMeckesheim制造的水力旋流机。水力旋流机34在来自泵32的水压下进行操作，该泵32使水以螺旋状移动以进一步分离污染物与PC膜，并进一步通过水力旋流机34内移动的水的旋转力来分离PC膜的各层。

PC膜在水力旋流机34的上端与主水流一起离开水力旋流机34，其中任何沉降材料(较高密度的材料)处于下端。水力旋流机34与泵32和涡轮清洗机30协作地进行操作，以提供PC膜的另外的清洁并且使污染物与PC膜分离。来自水力旋流机34的水持续将污染物输送至振动筛选设备38和第二摩擦清洗机36。

经粒化的PC膜离开摩擦清洗机36，此时，该经粒化的PC膜在过程10中被配置为薄片。将薄片传送并沉积到预定长度(例如60英尺)的大的顶部开口槽66中的清洗后沉降漂浮水浴64中。薄片直接浸入该水浴中并且使用几种方法(机械和水力)对其进行搅拌。桨轮68、70(在一些构造中，可以使用螺旋推运器来移动水中的薄片)迫使PC膜处于水面下以彻底弄湿材料并且将其与其他薄片碎片分离。在该水浴64中，较重的膜沉降至槽66的底部，并且主要产品漂浮至表面，原因是聚乙烯膜是密度较小。通过当前流动或者按顺序推进桨轮以及还通过喷水系统78使膜沿着水面移动。喷水系统78的喷水流被配置成通过供给管80和多个喷杆82提供足够的力，以有助于推进漂浮的薄片，并且通过驱动在水下的膜的薄片、使其分离而起到提供另外的分离功能的作用，这还有助于冲洗自先前的清洗循环28、30、36起积累在膜上的任何残留物的产物。然后，经传送的漂浮薄片被从该浴排放至瀑布式分离器84、进入卸料螺旋推运器86和传送系统，该传送系统除去多余的水并且将半湿膜(semiwetfilm)传送到一对涡轮干燥机44。

清洗后沉降漂浮水浴设备64被配置成从PC膜(薄片)除去任何碎片而不另外将其与膜分离。该设备64还冲洗自先前的清洗循环起积累在膜上的任何残留物的薄片。来自最后的清洗设备34、36的膜沉积到沉降漂浮槽66的一端中(参见图3)。

在一个实施例中，沉降漂浮槽66被配置成将一般漂浮在水面上的膜从该槽66的一端移动至该槽的另一端、然后返回。(参见图3、图4和图5)。

在另一实施例中，清洗后沉降漂浮水浴设备64的沉降漂浮槽66被配置成将一般漂浮在水面上的膜沿一个方向从槽66的一端98移动至该槽的另一端100。(参见图7、图8和图9)。

由于膜通常易于漂浮在水面上，所以槽66设置有搅拌装置以不仅使膜在槽66内移动而且在其在槽66中的整个迁移过程中使膜沉浸并浸没，即，迫使膜碎片在水下。槽66的底部包括被配置有竖直折流板77和角度折流板(angledbaffle)76的折流板蜂窝结构72。折流板的数量和角度折流板76的角度由设备64的使用者根据槽66的长度来确定。折流板76的角度可以为由使用者确定的角度，而相邻折流板76可以具有不同的角度。竖直折流板74可以具有相同的高度或不同的相邻高度。还可以对折流板74、76的各种组合进行布置。在优选的配置中，该槽为60英尺长并且在顶部敞开。

由于水在槽66中移动，因此折流板蜂窝结构72在水流中引起湍流，其搅拌膜的漂浮薄片。通过与水表面流体连通的桨轮68促进薄片和水在槽66中移动。桨轮68可以为其结构的大部分在槽66的水位下方的浮出式桨轮(emersionpaddlewheel)。除了桨轮68之外，多个表面式桨轮70耦接至槽66以帮助水和膜的漂浮薄片从该槽的一端98移动至另一端100(参见图8和图9)。适当的电机耦接至桨轮68、70。桨轮68、70可以以如由操作者或控制器确定的不同的每分钟转数来进行操作。

除了给予水和漂浮膜的机械搅拌之外，喷水系统78耦接至槽66(参见图8)。供给管80耦接至泵，其中该供给管延伸超出敞开的槽。喷杆82通常垂直于供给管80从供给管80延伸。在一个实施例中，供给管80沿着沉降槽66的中心线延伸，其中喷杆82延伸至槽的每侧102，从而覆盖槽的整个宽度。在另一实施例中，供给管80沿着槽66的一侧延伸并且喷杆82从供给管延伸槽66的整个宽度。

喷管82被配置有喷嘴，这些喷嘴将水从供给管80喷出，其中力足以使膜薄片在槽内移动而且驱使膜薄片处于水下，这利于积累在膜薄片上的任何残留物的另外的分离、分层和冲洗。这样的水力搅拌有助于上述机械搅拌更充分地冲洗、清洁和分离膜薄片。

在一个实施例中，在漂浮槽66的一端处，瀑布式分离器84利于将膜薄片移动至卸料螺旋推运器86(参见图4和图5)。螺旋推运器86将膜薄片移动至干燥站(dryerstation)44以在系统10中继续。

在另一实施例中，瀑布式分离器84包括定心螺旋推运器92。瀑布式分离器84将膜薄片排放至定心螺旋推运器92。定心螺旋推运器92旋转(耦接至适当的电机)并且被配置有相对面对的(左手边94和右手边96)螺杆叶片部分。随着定心螺旋推运器92旋转，膜薄片朝向瀑布式分离器84的中心部分85移动至卸料螺旋推运器86(参见图8和图9)。螺旋推运器86将膜薄片移动至干燥站44以在系统10中继续。

在离开清洗后沉降漂浮水浴64后，PC膜沉积在第一涡轮干燥机44中。涡轮干燥机44从PC膜除去水分，并通过气动输送系统42使PC膜沉积在第二涡轮干燥机44中。第二涡轮干燥机44从PC膜除去另外的水分。现在的PC膜通常呈单独薄片的形式，并且随后沉积在膜薄片缓冲筒仓(buffersilo)48中。

在热干燥设备中进行另外的干燥，该热干燥设备使用热量来从PC薄片除去另外的水分。一系列气动输送管和系统42使第一涡轮干燥机、第二涡轮干燥机、热干燥设备(如果包括的话)和膜薄片缓冲筒仓48互相连接。应当理解的是，另外的涡轮干燥机和热干燥设备可以安装在系统中并耦接至气动输送管。

气动输送系统管42将PC膜薄片从膜薄片缓冲筒仓48移动到塑料压实机(plastcompactor)设备50，该塑料压实机设备50可以为任何市售的这种装置。在一种这样的塑料压实机中，塑料压实机50利用旋转盘和固定压实盘来进行操作，其中两种盘均配置有螺杆适配的且可更换的捏合轨道(kneadingrail)。借助于进料螺杆将PC膜从进料筒仓(feedsilo)48连续传送通过固定盘的中心而进入塑料压实机50的加工区域。通过与压实盘的摩擦以及压实盘(compactordisk)之间的摩擦来快速地加热材料。在塑料压实机设备的操作期间，PC材料由于摩擦而升温并开始软化。PC表面开始熔合，从而得到蠕虫状形成物。在塑料压实机50中的额外加热还减少了PC膜中的水分。在本文中所述的方法的典型操作中，PC膜的水分含量按重量计不超过10％。

将蠕虫状形成物从塑料压实机设备50移动至第二造粒机52，该第二造粒机52将蠕虫状形成物缩小至所需的附聚粒化物尺寸。通过改变第二造粒机52内部的筛网来选择附聚PC膜的特定尺寸。塑料压实机设备50从PC膜进一步除去任何另外的水分并且在不加水的情况下将干燥后的经磨碎的膜压实为近乎未用过品质的吹塑膜产品的粒化物。

在该方法的一个实施例中，控制器用于控制设备的多种功能，包括水温、气压时间段、特定的加工粒度(machinegranularsize)和操作速度。

控制器可以是与系统的各个设备耦接的微处理器。控制器还可以是与一系列外围设备或台式计算机、或膝上型计算机、或智能手机耦接的服务器。还预期该控制器被配置为控制每个单独的机器并且可以远离任何设备。控制器与各个设备之间的通信可以通过硬连线或无线装置进行。耦接至控制器的存储器/数据库可以远离控制器。控制器通常包括输入装置(例如，鼠标或键盘)以及显示装置(例如，监视屏或智能电话)。这样的装置可以硬连线至控制器或者以无线方式与适当的软件、固件和硬件连接。显示装置还可以包括耦接至控制器的打印机。显示装置可以被配置为发邮件或传真报告，如由使用者确定。控制器可以耦接至网络，例如局域网或广域网，其可以是硬连线网络和无线网络之一，例如蓝牙网络或互联网，例如通过WI-FI连接或“云”连接。

在另一实施例中，水处理设备60耦接至各种清洗设备，以循环和过滤在该系统内所使用的水以持续使用。水质在该过程的各个阶段将不同，其中水的循环和过滤由操作者控制和/或与控制器协作控制。在图6所示的示意图中示出了水处理设备60的示例性实施例。

在又一实施例中，安装一个或多个测试站以测试加工中的PC膜的品质。一种这样的测试是上述“凝胶计数”测试；然而，可以如由操作者确定那样实现其他适当的测试，例如，pH测试和通过软水测试站进行的测试。测试站可以耦接至控制器以通过配置控制器来自动监视、测试和报告结果。一般由操作者确定在过程的各个阶段进行测试。

为了本公开内容的目的，术语“耦接”是指两个部件(电或机械)直接或间接相互连结。这样的连结可以在性质上是固定的或者在性质上是可移动的。可通过使两个部件(电的或机械的)与任何另外的中间构件彼此一体化地形成为单个整体或者将这两个部件与任何另外的构件相互附接来实现这样的连结。这样的连结可以在性质上是永久的，或者替选地在性质上是可除去的或可释放的。

尽管已参照具体实施例及其应用示出并描述了本方法和设备的以上描述，但其是为了例示和描述的目的而呈现的，而非意在穷举或将本公开内容限于所公开的具体实施例和应用。对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，只要不偏离本公开内容的精神或范围，就可对本文中描述的方法和设备进行多种改变、修改、变型或变更。选择和描述具体实施例和应用是为了提供对本方法的原理及其实际应用的最好说明，从而使得本领域普通技术人员能够以各个实施例以及利用适于预期的具体用途的各个修改来利用本方法和设备。因此，当根据公平、合法和同等授权的宽度来解释时，所有这样的改变、修改、变型和变更应当被视为在所附的权利要求书确定的本公开内容的范围之内。

尽管本申请在其所附的权利要求中详述了特征的具体组合，但是本发明的各种实施例涉及本文所描述的任何特征的任何组合，而不管这样的组合是否是目前得到保护以及任何特征的这样的组合在本申请或将来的申请中是否可以得到保护。以上所讨论的任何示例性实施例的特征、元件或部件中的任一个均可以单独受到保护或与以上所讨论的任何其他实施例的特征、元件或部件中的任一个共同受到保护。

Claims (30)

1.一种用于将消费后废弃的线性低密度聚乙烯膜或低密度聚乙烯膜的供料加工成近乎未用过品质的吹塑膜产品的方法，包括：

在粉碎机中粉碎所述膜的供料，其中所述塑料膜被撕破和分层，从而使所述膜的表面区域暴露；

利用具有表面活性剂的添加剂在水浴中清洗经粉碎的膜并且在所述水浴中对经粉碎的膜进行搅拌，其中从经粉碎的膜中除去污染物；

在湿磨机中磨碎经清洗的膜并在旋转式摩擦清洗机中清洗经磨碎的膜，其中从经磨碎的膜中除去另外的污染物；

在清洗后沉降漂浮水浴中清洗经磨碎的膜，其中经磨碎的膜在所述清洗后沉降漂浮水浴中经受机械搅拌和水力搅拌；

干燥经清洗的膜；以及

在不加水的情况下将干燥后的经磨碎的膜压实为近乎未用过品质的吹塑膜产品的粒化物。

2.根据权利要求1所述的用于加工所述膜的供料的方法，还包括：

通过使所述膜的供料经受磁场来检测所述膜的供料中的金属，并且于在所述粉碎机中粉碎所述膜的供料之前从所述膜的供料中除去金属。

3.根据权利要求1所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，经粉碎的塑料膜通过过滤筛网排放至所述水浴。

4.根据权利要求1所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，所述添加剂包括洗涤剂。

5.根据权利要求4所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中。除了所述表面活性剂之外，所述洗涤剂还包括苛性钠和纯碱以及过碳酸钠。

6.根据权利要求5所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，所述表面活性剂包括非离子型表面活性剂，所述苛性钠包括氢氧化钠，以及所述纯碱包括碳酸钠。

7.根据权利要求6所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，所述非离子型表面活性剂包括低发泡线性醇烷氧基化物。

8.根据权利要求1所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，所述清洗后沉降漂浮水浴包括：

水槽，被配置为保持水；

与所述水流体连通的至少一个桨轮；

在所述水槽中的靠近槽底的折流板蜂窝结构；

耦接至所述水槽并且在所述水上以多个喷杆延伸的喷水系统，所述多个喷杆被配置成将喷水流引导至所述水槽中的所述水中；以及

瀑布式分离器，被配置成将所述膜移动至卸料螺旋推运器，所述卸料螺旋推运器被配置成从所述清洗后沉降漂浮水浴除去所述膜。

9.根据权利要求8所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽被配置成将水沿一个方向从所述槽的一端移动至所述槽的另一端。

10.根据权利要求8所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，所述喷水系统的多个喷杆从所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽的一侧延伸至所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽的另一侧，并且被配置成将喷水流引导至所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽中的所述水中，其中所述膜被搅拌、分层和浸没。

11.根据权利要求8所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，所述瀑布式分离器被配置成将所述膜从所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽中移动，并且其中，所述瀑布式分离器包括具有相对面对的叶片的定心螺旋推运器，所述定心螺旋推运器被配置成将所述膜移动至所述卸料螺旋推运器能够接近的所述瀑布式分离器的中心部分，所述卸料螺旋推运器被配置成从所述清洗后沉降漂浮水浴除去所述膜。

12.根据权利要求1所述的用于加工所述膜的供料的方法，在所述磨碎和清洗步骤之后并且在所述清洗后沉降漂浮水浴中的清洗步骤之前，还包括以下步骤：

在水力旋流机中分离至少两种不同类型的经清洗、磨碎的膜，其中较轻的经清洗、磨碎的膜与较重的经清洗、磨碎的膜进行分离，并且所述较轻的经清洗、磨碎的膜被提供至所述清洗后沉降漂浮水浴。

13.根据权利要求12所述的用于加工所述膜的供料的方法，在旋转式摩擦清洗机中清洗经磨碎的膜之前，还包括以下步骤：

在涡轮清洗机中清洗经磨碎的膜以提供对经磨碎的膜的另外的清洁以及污染物与经磨碎的膜的分离。

14.根据权利要求1所述的用于加工所述膜的供料的方法，其中，经干燥后的经磨碎的膜包含按重量计不超过百分之十的水含量。

15.根据权利要求1所述的用于加工所述膜的供料的方法，还包括：

在所述压实步骤之后使所述粒化物形成为丸粒。

16.一种用于将消费后废弃的线性低密度聚乙烯膜或低密度聚乙烯膜的供料加工成近乎未用过品质的吹塑膜产品的系统，包括：

粉碎机，用于粉碎所述膜的供料，其中所述粉碎机将所述塑料膜撕破和分层，从而使所述膜的表面区域暴露；

水浴，用于利用具有表面活性剂的添加剂来清洗经粉碎的膜并在所述水浴中对经粉碎的膜进行搅拌，其中从经粉碎的膜中除去污染物；

湿磨机，用于磨碎经清洗的膜；

旋转式摩擦清洗机，用于清洗经磨碎的膜以从经磨碎的膜中除去另外的污染物；

清洗后沉降漂浮水浴，用于清洗经磨碎的膜并且使经磨碎的膜经受机械搅拌和水力搅拌；

干燥机，用于干燥经清洗的膜；以及

压实机，用于在不加水的情况下将干燥后的经磨碎的膜压实为近乎未用过品质的吹塑膜产品的粒化物。

17.根据权利要求16所述的系统，还包括：

金属检测传送机，用于通过使所述膜的供料经受磁场来检测所述膜的供料中的金属，并且于在所述粉碎机中粉碎所述膜的供料之前从所述膜的供料中除去金属。

18.根据权利要求16所述的系统，还包括：

过滤筛网，经粉碎的塑料膜通过所述过滤筛网从所述粉碎机排放至所述水浴。

19.根据权利要求16所述的系统，其中，所述添加剂包括洗涤剂。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，除了所述表面活性剂之外，所述洗涤剂包括苛性钠和纯碱以及过碳酸钠。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述表面活性剂包括非离子型表面活性剂，所述苛性钠包括氢氧化钠，以及所述纯碱包括碳酸钠。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述非离子型表面活性剂包括低发泡线性醇烷氧基化物。

23.根据权利要求16所述的系统，其中，所述清洗后沉降漂浮水浴包括：

水槽，被配置为保持水；

与水流体连通的至少一个桨轮；

在所述水槽中的靠近槽底的折流板蜂窝结构；

耦接至所述水槽并且在所述水上以多个喷杆延伸的喷水系统，所述多个喷杆被配置成将喷水流引导至所述水槽中的水中；以及

瀑布式分离器，被配置成将所述膜移动至卸料螺旋推运器，所述卸料螺旋推运器被配置成从所述清洗后沉降漂浮水浴除去所述膜。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽被配置成将水沿一个方向从所述槽的一端移动至所述槽的另一端。

25.根据权利要求23所述的系统，其中，所述喷水系统的多个喷杆从所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽的一侧延伸至所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽的另一侧，并且被配置成将喷水流引导至所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽中的所述水中，其中所述膜被搅拌、分层和浸没。

26.根据权利要求23所述的系统，其中，所述瀑布式分离器被配置成将所述膜从所述清洗后沉降漂浮水浴的所述水槽中移动，并且其中，所述瀑布式分离器包括具有相对面对的叶片的定心螺旋推运器，所述定心螺旋推运器被配置成将所述膜移动至所述卸料螺旋推运器能够接近的所述瀑布式分离器的中心部分，所述卸料螺旋推运器被配置成从所述清洗后沉降漂浮水浴除去所述膜。

27.根据权利要求16所述的系统，还包括：

位于所述旋转式摩擦清洗机与所述清洗后沉降漂浮水浴之间水力旋流机，所述水力旋流机用于分离至少两种不同类型的经清洗、磨碎的膜，其中较轻的经清洗、磨碎的膜与较重的经清洗、磨碎的膜分离，并且所述较轻的经清洗、磨碎的膜被提供至所述清洗后沉降漂浮水浴。

28.根据权利要求27所述的系统，还包括：

位于所述旋转式摩擦清洗机之后以及所述水力旋流机之前的涡轮清洗机，所述涡轮清洗机用于清洗经磨碎的膜以提供对经磨碎的膜的另外的清洗和污染物与经磨碎的膜的分离。

29.根据权利要求16所述的系统，其中干燥后的经磨碎的膜包含按重量计不超过百分之十的水含量。

30.根据权利要求16所述的系统，还包括：

造粒机，在所述压实机已对干燥后的经磨碎的膜进行压实之后，所述造粒机使所述粒化物形成为丸粒。