Vynález se týká způsobu zpracování odpadů z polyesteru, zejména použitých lahví z polyesterů, při kterém se odpadní směs drtí, promývá, suší a přetavuje na výchozí surovinu. Odpadem jsou zejména materiály na bázi polyethylentereftalátu, označovaného všeobecně též jako PET a známého zejména z obalové techniky, například takzvaných PET lahví. Výchozí recyklovaná surovina má přitom nejčastěji formu granulátu.

Dosavadní stav techniky

Polyestery patří k nejznámějším a nejrozšířenějším zdravotně nezávadným materiálům, používaným například v obalové technice, filmové technice, reprodukční technice atd. Zřejmě nejrozšířenějším masivně používaným typem polyesterů je polyethylentereftalát (PET) a největším zdrojem pro zpracování odpadů z PET jsou použité obaly.

Ekologicky nejpřijatelnějším způsobem likvidace použitých polyesterových obalů je samozřejmě jejich recyklace, jejímž cílem je získat pokud možno plnohodnotné materiály, použitelné pro původní aplikace. Postup jejich druhotného zpracování, například použitých PET lahví, zahrnuje několik operací, a to drcení odpadu, promývání drti, sušení drti a její opětovné přetavování většinou na granulát, který je výchozí surovinou pro výrobu hotových výrobků - obalů a to na extrudérech či vstřikovacích lisech. Při výrobě granulátu uvedeným způsobem vznikají nežádoucí jevy, jako je oxidace a hydrolýza makromolekul polyesteru, což ovšem na druhé straně vede k většímu odpadu při zpracování této recyklované suroviny nebo k méněhodnotným finálním výrobkům. Nepříznivé vlastnosti finálních výrobků se projevují například žlutým zabarvením na čirých výliscích, přičemž další jejich nežádoucí vlastností může být zvětšení propustnosti takto recyklovaných obalů pro CO₂ a dále zvýšení obsahu nízkomolekulámích frakcí, včetně aldehydu v recyklované surovině. Tyto frakce pak přecházejí ze suroviny do obalového produktu a znehodnocují jeho užitné vlastnosti.

K odstranění těchto nedostatků a k zajištění možnosti výroby vysoce jakostních potravinových obalů vyvstala potřeba používat další speciální postupy, které jsou však většinou složité a v každém případě zvyšují podstatně náklady produkce.

Například podle patentů US 5 395 858 a US 5 580 905 se při recyklaci polyestery převádějí na své původní chemické sloučeniny. Polyesterové materiály se míchají z alkalickou směsí a při vyšších teplotách se převádějí na alkalické soli, čímž dochází k jejich zmýdelnění. Tímto postupem se zajistí odstranění různých znečišťujících látek a organických a anorganických sloučenin obsažených v odpadu. Nicméně je tento způsob značně technologicky a ekonomicky náročný.

V české zveřejněné přihlášce vynálezu PV 2001-926 je popsán způsob přečišťování rozdrceného polyesteru zahříváním v bezvodém prostředí alkalické směsi po předchozím jejím vysušení, kdy se polyester částečně zmýdelní ale neroztaví, což umožňuje následné fyzikální čištění a odstranění nečistot. I tento způsob se vyznačuje mnohastupňovým procesem, který je stejně jako v předchozím případě spojen s aplikací alkalických materiálů ve formě alkalických hydroxidů.

Úlohou vynálezu je vytvořit takový postup, kteiý by vedl k získání suroviny z polyesterových odpadů zpracovaných zejména drcením a následným zpracováním použitých PET lahví pro výrobu vysoce jakostních potravinových obalů, aniž by bylo nutno používat složitých a nákladných postupů při výrobě recyklované výchozí suroviny.

-1CZ 293642 B6

Podstata vynálezu

Způsob zpracování odpadů z polyesteru, zejména použitých lahví z polyesterů, při kterém se odpadní směs drtí, promývá, suší a přetavuje na výchozí surovinu, který podle vynálezu spočívá v tom, že do rozdrcené a vysušené odpadní směsi se v množství 4 až 6 % hmotnostních, vztaženo na hmotnost odpadní směsi, přidá modifikátor, který je kombinací polysiloxanů nebo polyhydrosiloxanů s dibutylsebacinátem nebo plastifikátorem ze skupiny ftalátů, nebo je kombinací silazanů se silany, nebo je kombinací hexamethyldisilazanu s tetraethoxysilanem nebo difenylío silandiolem. Při výhodném provedení způsobu je modifikátor kombinací polyhydrosiloxanu s plastifikátorem vybraným ze skupiny, sestávající z dioktylftalátu, dinonylftalátu a dibutylsebacinátu. Jiným výhodným provedením je přídavek modifikátoru, který je kombinací hexamethyldisilazanu a tetraethoxysilanu.

Modifikátor s výhodou obsahuje 20 až 30 % hmotnostních kapalného polyhydrosiloxanu a 70 až 80 % hmotnostních plastifikátoru. Jiným výhodným složením modifikátoru je 55 až 65 % hmotnostních hexamethyldisilazanu a 35 až 45 % hmotnostních difenylsilandiolu.

Výhodně se modifikátor přidává do odpadní směsi při teplotě 125 až 135 °C, načež se odpad 20 podrobí míchání po dobu 50 až 100 minut. Odpadní směs s modifikátorem se výhodně zpracovává na granulát při teplotě 240 až 250 °C.

Způsobem podle vynálezu se dosáhne zvýšené odolnosti recyklovaného odpadového polyesteru proti destrukci materiálu způsobné oxidací a hydrolýzou a zlepšení časového průběhu zpracování 25 při zachování základních parametrů na úrovní standardního zpracovávaného polyesteru. Zároveň dochází k odstranění nežádoucích škodlivých frakcí a snížení průniku plynů u finálních výrobků.

Získaná výchozí surovina se na rozdíl od běžných typů surovin vyznačuje zvýšenou elasticitou při zachování požadované pevnosti, vyšší tepelnou stabilitou a vyšší teplotou krystalizace, až do 30 110 °C.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Odpadové polyesterové lahve v množství 10 kg byly rozdrceny v drtiči, promyty na myčce a získaná odpadová směs byla vysušena v sušičce. Odpadová směs byla vložena do reaktoru 40 mísiče a ohřátá na teplotu 130 ± 5 °C. Při této teplotě byl do reaktoru přidán modifikátor v množství 400 g, který měl následující složení. 25 % hmotn. kapalného polyhydrosiloxanu a 75 % hmotn. dioktylftalátu jako plastifikátoru. Následovalo promíchání směsi při této teplotě po dobu 60 minut. Získaná směs byla poté zpracována na granulát v extrudéru při teplotě udržované v rozmezí 240 až 250 °C. Výsledný granulát byl tmavě šedý a vyznačoval se vysokým 45 leskem.

Příklad 2

Odpadové polyesterové obaly v množství 10 kg byly rozdrceny v drtiči, promyty na myčce a získaná odpadová směs byla vysušena v sušičce. Odpadová směs byla vložena do reaktoru mísiče a ohřátá na teplotu 130 ± 5 °C. Při této teplotě byl do reaktoru přidán modifikátor v množství 500 g, který měl následující složení: 60 % hmotn. hexamethyldisilazanu a 40 %

-2CZ 293642 B6 hmotn. difenylsilandiolu. Následovalo promíchání směsi při této teplotě po dobu 60 minut.

Získaná odpadová směs byla poté zpracována na granulát v extrudéru při teplotě udržované v rozmezí 240 až 250 °C. Výsledný granulát byl čiré barvy s vysokým leskem.

Ve srovnání s běžným produktem se získaná surovina v obou případech vyznačovala zvýšenou elasticitou při zachování požadované pevnosti, vyšší tepelnou stabilitou a vyšší teplotou krystalizace, až do 110 °C.

Průmyslová využitelnost

Způsob podle vynálezu lze použít v procesu druhotného zpracování polyesterových odpadů, zejména pak PET lahví, na kvalitní standardní výchozí surovinu, vhodnou mimo jiné pro výrobu potravinových obalů a jiných výrobků.