DE10102062A1 - Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigtem Polykondensat-Material - Google Patents

Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigtem Polykondensat-Material

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von verunreinigtem Polykondensat-Material, insbesondere Polyethylen-Terephthalat (PET), wird eine Oberflächenschicht des aufzubereitenden Polykondensat-Materials entfernt, bevor das Material aufgeschmolzen und in der Schmelze gefiltert wird. Wahlweise schließt sich dem Verfahren ein Schritt zur Erhöhung der intrinsischen Viskosität durch Schmelzphasen- oder Festphasen-Polykondensation an.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigtem Poly­ kondensat-Material, wie z. B. Polyethylen-Terephthalat, das z. B. für Einweg- oder Mehrwegflaschen verwendet wird.
Während ihrer Lebensdauer kommen Verbrauchsprodukte oftmals mit feinen Feststoff­ teilchen in Berührung. Ein derartiges Verbrauchsprodukt kann z. B. aus Polykondensat, insbesondere aus Polyethylen-Terephthalat (PET) bestehen, wie es z. B. für Flaschen verwendet wird. Geraten nun Feststoffteilchen zwischen irgend eine harte Oberfläche und eine relativ weiche Oberfläche einer PET-Flasche, so können sie aufgrund der zwi­ schen den Flächen stattfindenden Reibung in die Oberfläche der relativ weichen Fla­ schenwand oder des Flaschenbodens eindringen. Diese Feststoffteilchen werden dann in der Oberfläche der Flaschenwand fest eingeschlossen. Ein herkömmliches Wasch­ verfahren, bei dem mit einer mindestens eine Detergenzie enthaltenden und in Bewe­ gung gehaltenen Waschflüssigkeit gearbeitet wird, vermag diese eingeschlossenen Partikel nicht aus der Oberfläche der ggf. zu Schnipseln verkleinerten PET-Flaschen zu entfernen.
Zahlreiche mechanische Wiederaufbereitungsverfahren zielen darauf ab, gebrauchtes Polykondensat-Material, wie z. B. PET-Flaschen zu verwenden. Üblicherweise enthalten diese Verfahren Schritte zur Oberflächenreinigung, zum Aufschmelzen und zur Umfor­ mung, um ein neues Produkt zu erhalten. Wenn man die Bereiche der Flaschenwand wiederverwendet, die eingeschlossene Teilchen enthalten, um neue Flaschen herzu­ stellen, verursachen die Teilchen Fehler am Material. Es ist zwar bekannt, die grösse­ ren Teilchen durch Schmelzfiltration im Rahmen des mechanischen Wiederaufberei­ tungsverfahrens zu entfernen. Dabei verwendet man üblicherweise Filtergrössen, die Teilchen einer Grösse von 60 Mikrometer oder darüber entfernen. Einige besonders feine Filter können Teilchen einer Grösse von 30 Mikrometer oder darüber entfernen. Allerdings treten durch diese Filter die äusserst kleinen Teilchen hindurch, und wenn sie auch keine mechanischen Defekte bewirken, verursachen sie dennoch optische De­ fekte, die für einige Anwendungen der Flaschen nicht akzeptierbar sein könnten.
Die Verwendung noch kleinerer Filter ist bei einem mechanischen Wiederaufberei­ tungsverfahren nicht wünschenswert, da feinere Filter einen grösseren Staudruck bei einem Filter gegebener Grösse hervorrufen oder eine grössere Filterfläche benötigen, wodurch letztendlich die Verweilzeit in der Schmelze erhöht wird. Beides trägt zur Qua­ litätsminderung des Polykondensat-Materials bei, indem das Molekulargewicht verrin­ gert und eine Verfärbung des Polykondensats bewirkt werden.
Die Schmelzfiltration ist daher für die Entfernung der äusserst feinen Teilchen, insbe­ sondere der Feststoffteilchen, ungeeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem auch die äusserst feinen Teilchen aus dem aufzubereitenden Polykondensat-Material entfernt werden, die durch herkömmliche Schmelzfiltration nicht wirtschaftlich und unter Beibehaltung der Qualität des Polykondensat-Materials entfernt werden können.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäss Anspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Indem man die Oberfläche des aufzubereitenden Polykondensat-Materials vor dem Aufschmelzen entfernt, werden die vorwiegend direkt an und unter der Oberfläche ein­ geschlossenen feinen Teilchen dem Material entzogen, sodass sie nicht mehr durch äusserst feine Filter entfernt werden müssen.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dicke der entfernten Oberflächenschicht des Polykondensat-Materials der maximalen Grösse der zu entfernenden eingeschlos­ senen Teilchen entspricht. Dies lässt sich dadurch begründen, dass ein Feststoffteil­ chen nur solange einer äusseren Reibungskraft ausgesetzt ist, durch die es in die Fla­ schenwand gedrückt wird, bis es vollständig in die Wand eingedrungen ist.
Da grössere Teilchen durch Schmelzfiltration entfernt werden, betrifft die Oberflä­ chenentfernung nur die eingeschlossenen Feststoffteilchen, deren Grösse kleiner als die kleinste Filteröffnung ist.
Insbesondere beträgt die Dicke der vor dem Aufschmelzen entfernten Oberflächen­ schicht etwa 15 bis 30 Mikrometer. Dies entspricht den kleinstmöglichen Filteröffnun­ gen, mit denen eine Schmelzfiltration in Verbindung mit der Oberflächenentfernung durchführbar ist, ohne eine Unwirtschaftlichkeit des Verfahrens und Beeinträchtigung der Qualität des Polykondensat-Materials in Kauf nehmen zu müssen.
Prinzipiell würde es genügen, die Oberfläche der gesamten Flasche zu entfernen. Aller­ dings ist es in den meisten Fällen zweckmässig, die Flaschen vor der Oberflächenent­ fernung zu Schnipseln bzw. Flocken zu zerkleinern, um eine bessere Handhabung und mechanische Prozessführung zu ermöglichen.
Beispiel
Gebrauchte PET-Flaschen wurden zu PET-Flocken bzw. PET-Schnipseln zerkleinert, gewaschen und extrudiert, wobei ein Schmelzfilter verwendet wurde, das Teilchen ab einer Grösse von 30 Mikrometer zurückhält. Das gewonnene extrudierte Produkt ent­ hielt 16 sichtbare Defekte pro 1000 m2.
Durch Hinzufügen eines Schritts zum Entfernen der Oberfläche der zerkleinerten und gewaschenen PET-Flocken bzw. PET-Schnipsel konnte die Zahl der sichtbaren Defekte auf weniger als 1 pro 1000 m2 verringert werden.

Claims (16)

1. Verfahren zum Aufbereiten von gebrauchtem Polykondensat-Material, ins­ besondere Polyethylen-Terephthalat (PET), mit den folgenden Schritten:
  • - Entfernen einer Oberflächenschicht des Polykodensat-Materials;
  • - Schmelzen des Polykondensat-Materials; und
  • - Erhöhen des Molekulargewichts des Polykondensat-Materials.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der entfernten Oberflächenschicht des Polykondensat-Materials im wesentlichen gleich der maximalen Grösse der durch Oberflächenentfernung zu entfernenden eingeschlosse­ nen Teilchen entspricht.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das gebrauchte Polykondensat-Material flockenförmiges bzw. schnip­ selförmiges Material ist, das man durch Zerkleinern bzw. Zermahlen des Verbraucher­ produktes erhält.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass nach dem Schmelzen des reinen Polykondensat-Materials ein Schritt zur Schmelzfiltration durchgeführt wird, um jegliche nicht-schmelzenden Teilchen zu entfer­ nen, die in dem im wesentlichen reinen Polykondensat-Material enthalten sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der entfernten Oberflächenschicht etwa der Grösse der kleinsten Filteröffnungen entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der entfernten Oberflächenschicht etwa 15 bis 30 Mikrometer entspricht.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass 0,2 bis 20%, vorzugsweise 2 bis 6% jeder Oberfläche entfernt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter Filteröffnungen von mindestens 20 Mikrometer hat.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das gebrauchte Polykondensat-Material ein Polyester ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das gebrauchte Polykondensat-Material PET-Flaschen sind.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsische Viskosität (durch Lösungsviskosität gemessene IV) des Polykondensats um 0,02 oder mehr über die anfängliche intrinsische Viskosität des Polyesters angehoben wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsi­ sche Viskosität durch Schmelzphasen-Polykondensation erhöht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsi­ sche Viskosität durch Festphasen-Polykondensation erhöht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsi­ sche Viskosität durch kontinuierliche Festphasen-Polykondensation erhöht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsi­ sche Viskosität erhöht wird, nachdem das Polykondensat geschmolzen und erneut verfestigt wurde.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsi­ sche Viskosität erhöht wird, bevor das Polykondensat geschmolzen wurde.
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