EP4658428A1 - Verfahren zur gewinnung von polycarbonat-recycling-material aus polycarbonat-haltigem abfall - Google Patents

Verfahren zur gewinnung von polycarbonat-recycling-material aus polycarbonat-haltigem abfall

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Publication number
EP4658428A1
EP4658428A1 EP24701650.4A EP24701650A EP4658428A1 EP 4658428 A1 EP4658428 A1 EP 4658428A1 EP 24701650 A EP24701650 A EP 24701650A EP 4658428 A1 EP4658428 A1 EP 4658428A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polycarbonate
containing waste
waste
starting material
recycling
Prior art date
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Pending
Application number
EP24701650.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd GARSKA
Joseph SCHEITHAUER
Christoph BONTENACKELS
Thomas KOSTADINOV
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Covestro Deutschland AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covestro Deutschland AG filed Critical Covestro Deutschland AG
Publication of EP4658428A1 publication Critical patent/EP4658428A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • B09B3/45—Steam treatment, e.g. supercritical water gasification or oxidation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00—Type of solid waste
    • B09B2101/75—Plastic waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to a process for obtaining polycarbonate recycling material from polycarbonate-containing waste, in particular from polycarbonate-containing medical and/or laboratory waste, the polycarbonate recycling material obtained or obtainable by this process and its use.
  • Recycling also known as waste recycling
  • waste recycling is an interesting way to conserve resources and reduce environmental pollution. More and more companies in the “Life Science’7”“Health Care” sector are striving to reduce their emissions, particularly Scope 3 emissions at the end of the product life cycle, often for the reasons mentioned above, as well as for cost reasons and regulatory requirements, which is why recycling concepts are desirable there too. Recycling involves obtaining so-called secondary raw materials (also known as recyclates) from waste, which can then be used in a wide variety of applications.
  • waste from the life sciences/health care sector e.g. medical and laboratory products
  • life sciences/health care sector e.g. medical and laboratory products
  • waste from the life sciences/health care sector is still incinerated today. This is because it is subject to strict regulatory requirements in many countries. This is particularly true for infectious waste.
  • a large proportion of medical and laboratory waste is only partially contaminated waste.
  • this waste is also mostly disposed of in incineration plants.
  • this aforementioned waste often contains products whose materials/raw materials could be returned to the recycling cycle after decontamination, albeit in other applications.
  • One of these materials/raw materials, which is frequently used in large quantities in medical and laboratory products is aromatic polycarbonate.
  • the object of the present invention was therefore to provide a process for obtaining polycarbonate recycling material from polycarbonate-containing waste, in particular from polycarbonate-containing medical and/or laboratory waste.
  • the polycarbonate recycling material obtained should be decontaminated and continue to have good material properties and thus be able to be fed into the recycling cycle.
  • the object was achieved by a process for obtaining polycarbonate recycling material from polycarbonate-containing waste, in particular from polycarbonate-containing medical and/or laboratory waste, wherein the extraction comprises the following steps:
  • melt volume flow rate MVR of the polycarbonate recycling material is 0.0 to 50.0% higher than that of the polycarbonate starting material of the polycarbonate-containing waste, whereby the melt volume flow rate MVR is determined in each case at 300 °C with a test weight of 1.2 kg in accordance with DIN ISO 1133-1:2022.
  • medical and/or Eabor waste containing polycarbonate is understood to mean waste that originates from human or veterinary medical care and research in accordance with the European Waste Catalogue AW 18 (List of Waste Chapter 18 - WASTES FROM HUMAN OR ANIMAL HEALTH CARE AND/OR RELATED RESEARCH).
  • polycarbonate recycling material is understood to mean the polycarbonate obtained from polycarbonate-containing waste or from polycarbonate-containing medical and/or laboratory waste and by the process according to the invention.
  • the polycarbonate recycling material preferably consists of 50.0 to 100.0% by weight of polycarbonate, more preferably 99.0 to 100.0% by weight, based on the total weight of the polycarbonate recycling material, wherein the polycarbonate preferably comprises or consists of aromatic polycarbonate.
  • the polycarbonate-containing waste can also include polysulfone fibers, labels, waste containers for transporting the contaminated waste, such as bags, boxes, bins, etc., in particular garbage bags, polypropylene components, polyurethane components, inorganic components, in particular metals, glass or mixtures thereof, thermoplastic materials, elastomeric materials and/or thermosetting materials.
  • the mass fraction of polycarbonate in the total weight of the polycarbonate-containing waste is preferably at least from 20.0 to 100.0 wt. %, more preferably from 20.0 to 90 wt. %, even more preferably from 30.0 to 80.0 wt. %.
  • the polycarbonate components of the polycarbonate-containing waste preferably contain or consist of aromatic polycarbonate.
  • “Polycarbonate” in the sense of the invention is understood to mean both aromatic homopolycarbonates and aromatic copolycarbonates.
  • the polycarbonates can be linear or branched in a known manner. Mixtures of polycarbonates can also be used according to the invention.
  • the sterilization, comminution and/or washing of the polycarbonate-containing waste in step I) is preferably carried out at a temperature of 120 to 150 °C, more preferably 130 to 140 °C, even more preferably 134 to 138 °C and/or preferably a pressure of 1.5 to 4.0 bar, more preferably 2.5 to 3.5 bar, even more preferably 3.0 to 3.4 bar. It is also preferred that the polycarbonate-containing waste is exposed to steam, preferably water vapor, during sterilization, comminution and/or washing.
  • Step I) according to the invention results in the components of the resulting polycarbonate-containing material mixture not melting together and/or clumping together during sterilization, comminution and/or washing and are nevertheless decontaminated in a process-safe manner.
  • the polycarbonate-containing material mixture obtained in step I) is to be understood in such a way that the individual components do not melt together and/or clump during sterilization, comminution and/or washing despite the high temperatures close to the heat distortion temperature of polycarbonate required for sterilization.
  • the sorting of the polycarbonate-containing material mixture according to the polycarbonate components to obtain the polycarbonate recycling material can be carried out manually and/or by means of an automated sorting system, wherein the sorting by means of the automated sorting system is preferably carried out via density; sensor sorting, in particular near-infrared, mid-infrared, visual, laser-based, X-ray and/or magnetic sensor sorting; an impact reactor; an air sifter; electrostatic and/or a sink-float process.
  • the polycarbonate starting material of the polycarbonate-containing waste has a melt volume flow rate MVRp of polycarbonate waste of at most 50 cm 3 /10 min, preferably from 1 to 50 cm 3 /10 min, more preferably 5 to 35 cm 3 /10 min, determined at 300 °C with a test weight of 1.2 kg according to DIN ISO 1133-1:2022.
  • the melt volume flow rate MVR of the polycarbonate recycling material is preferably 0 to 40.0% higher than that of the polycarbonate starting material of the polycarbonate-containing waste, more preferably 0 to 35.0%, even more preferably 0 to 30%. Moreover, it is preferred that the melt volume flow rate MVR of the polycarbonate recycling material is
  • the polycarbonate starting material is a polycarbonate with an average molecular weight of 25,000 to 27,000 g/mol;
  • the polycarbonate starting material is a polycarbonate with an average molecular weight of 27,000 to 29,000 g/mol;
  • the polycarbonate starting material is a polycarbonate with an average molecular weight of 30,000 to 33,000 g/mol; the average molecular weight is determined in each case by means of gel permeation chromatography (GPC), calibrated against bisphenol A polycarbonate standards using dichloromethane as eluent, calibration with linear polycarbonates (from bisphenol A and phosgene) of known molar mass distribution from PSS Polymer Standards Service GmbH, Germany, calibration according to method 2301-0257502-09D (from 2009 in German) from Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen. The eluent is dichloromethane.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the optional processing of the polycarbonate recycling material in step III) preferably comprises a melting process, in particular extrusion, granulation and/or compounding of the polycarbonate recycling material.
  • the invention relates to a polycarbonate recycling material obtained or obtainable by the process according to the invention.
  • the invention also relates to the use of the polycarbonate recycling material according to the invention in or as granules, film, sheet and/or filaments, in particular in the automotive industry, electrical industry, furniture industry and/or medical technology.
  • the invention relates to a process for obtaining polycarbonate recycling material from polycarbonate-containing waste, in particular from polycarbonate-containing medical and/or laboratory waste, wherein the extraction comprises the following steps:
  • melt volume flow rate MVR of the polycarbonate recycling material is 0.0 to 50.0% higher than that of the polycarbonate starting material of the polycarbonate-containing waste, whereby the melt volume flow rate MVR is determined in each case at 300 °C with a test weight of 1.2 kg in accordance with DIN ISO 1133-1:2022.
  • the invention relates to a method according to the first embodiment, characterized in that the polycarbonate-containing waste comprises, in addition to polycarbonate components, polysulfone fibers; labels; waste containers for transporting the contaminated waste, in particular waste bags; polypropylene components; polyurethane components; inorganic components, in particular metals, glass or mixtures thereof; thermoplastic materials; elastomeric materials; and/or thermosetting materials.
  • the invention relates to a process according to the first or second embodiment, characterized in that the mass fraction of polycarbonate in the total weight of the polycarbonate-containing waste is at least from 20.0 to 100.0 wt.%, preferably from 20.0 to 90 wt.%, more preferably from 30.0 to 80.0 wt.%.
  • the invention relates to a process according to one of the preceding embodiments, characterized in that the polycarbonate components of the polycarbonate-containing waste contain or consist of aromatic polycarbonate.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the sterilization, the comminution and/or the washing in step I) at a temperature of 120 to 150 °C, preferably 130 to 140 °C, further preferably from 134 to 138 °C and/or a pressure of 1.5 to 4.0 bar, preferably from 2.5 to 3.5 bar, more preferably from 3.0 to 3.4 bar.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the polycarbonate-containing waste is exposed to steam, preferably water vapor, during sterilization, comminution and/or washing.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the sorting of the polycarbonate-containing material mixture according to the polycarbonate components to obtain the polycarbonate recycling material is carried out manually and/or by means of an automated sorting system, wherein the sorting by means of the automated sorting system is preferably carried out via density; sensor sorting, in particular near infrared, mid-infrared, visual, laser-based, X-ray and/or magnetic sensor sorting; an impact reactor; an air sifting; electrostatic and/or a sink-float process.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the polycarbonate starting material of the polycarbonate-containing waste has a melt volume flow rate MVRp of polycarbonate waste of at most 50 cm 3 / 10 min, preferably from 1 to 50 cm 3 / 10 min, more preferably 5 to 35 cm 3 / 10 min, determined at 300 °C with a test weight of 1.2 kg according to DIN ISO 1133-1:2022.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the melt volume flow rate MVR of the polycarbonate recycling material is 0 to 40.0% higher than that of the polycarbonate starting material of the polycarbonate-containing waste, preferably 0 to 35.0%, more preferably 0 to 30%.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the melt volume flow rate MVR of the polycarbonate recycling material is
  • the polycarbonate starting material is a polycarbonate with an average molecular weight of 21 000 to 23 000 g/mol;
  • polycarbonate starting material 0 to 25 % higher than that of the polycarbonate starting material of the polycarbonate-containing waste, if the polycarbonate starting material is a polycarbonate with an average molecular weight of 23 000 to 25 000 g/mol; 0 to 35 % higher than that of the polycarbonate starting material of the polycarbonate-containing waste, if the polycarbonate starting material is a polycarbonate with an average molecular weight of 25 000 to 27 000 g/mol;
  • the polycarbonate starting material is a polycarbonate with an average molecular weight of 27,000 to 29,000 g/mol;
  • the polycarbonate starting material is a polycarbonate with an average molecular weight of 30,000 to 33,000 g/mol; the average molecular weight is determined in each case by gel permeation chromatography (GPC; eluent dichloromethane, calibration against bisphenol A polycarbonate standards).
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the further processing comprises a melting process, in particular an extrusion, a granulation and/or a compounding of the polycarbonate recycling material.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the polycarbonate recycling material consists of 50.0 to 100.0 wt.% polycarbonate, preferably 99.0 to 100.0 wt.%, based on the total weight of the polycarbonate recycling material, wherein the polycarbonate preferably comprises or consists of aromatic polycarbonate.
  • the invention relates to a polycarbonate recycling material obtained or obtainable by a process according to any one of embodiments one to twelve.
  • the invention relates to the use of a polycarbonate recycling material according to embodiment thirteen in or as granules, film, plate and/or filaments, in particular in the automotive industry, electrical industry, furniture industry and/or medical technology.
  • melt volume flow rate was determined at 300 °C with a test weight of 1.2 kg according to DIN ISO 1133-1:2022.
  • Dialysers (Fresenius Hemoflow F7HPS and Fresenius plasmaFlux P2 dry) with a polycarbonate housing in which polysulfone filter fibers are embedded at the side ends using a polyurethane casting compound.
  • the dialysers also have a printed label.
  • the material composition (total 207.5 g) is as follows:
  • the waste (20 kg) was placed in the MACS 800 from EET Ermafa Environmental Technologies GmbH and sterilized, crushed and washed (in combination) at temperatures of 136°C and pressures of 3.2 bar for 1 hour under exposure to steam.
  • the resulting polycarbonate-containing material mixture was then manually sorted according to the polycarbonate components to obtain the polycarbonate recycling material (approximately 12 kg).
  • the MVR value of the resulting polycarbonate recycling material was then determined using the above-mentioned method. This value was 10.3 cm 3 /10 min and corresponds to the process range for a polycarbonate material with an average molecular weight between 26,000-28,000 g/mol. Therefore, the resulting polycarbonate recycling material is very suitable for further processing.
  • Polycarbonate materials Makrolon® 2405, Makrolon® 2807 and Makrolon® 3100 from Covestro AG, Leverkusen, in different phases of normal processing, namely:
  • Blood powder Spray-dried pig's blood (manufacturer: SOLINA GERMANY GmbH, Bonn) for use in the food industry, purchased from mtg-gewuerze.de
  • the plate-shaped test specimens with a thickness of 3.2 mm for shredding and contamination were produced on an injection molding machine of type 720S from Arburg GmbH + Co KG, Loßburg, in an injection compression molding process at a melt temperature of 300 ° C, a mold temperature of 100 ° C, a filling time of 1.6 s, a holding pressure of 200 bar, a holding pressure duration of 5.5 s, a residual cooling time of 48.0 s, a stamping path of 2.4 mm, a stamping force of 1500 kN and a stamping duration of 53.5 s.
  • the pig's blood used for this was first prepared by mixing 1 kg of blood powder with 5 kg of lukewarm water. The test specimens were then stored in the mixed pig's blood for 1 hour. The plate-shaped test specimens contaminated with pig's blood (10 kg each per material) were then placed in the MACS 800 from EET Ermafa Environmental Technologies GmbH, shredded using the shredder unit integrated in the machine and washed and sterilized (in combination) at temperatures of 136°C and pressures of 3.2 bar for 1 hour under exposure to steam. The samples were then subjected to an examination of the MVR value as in experiment 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Polycarbonat-Recycling-Material aus Polycarbonat-haltigem Abfall, insbesondere aus Polycarbonat-haltigem medizinischen und/oder Labor-Abfall, wobei die Gewinnung die folgenden Schritte umfasst: I) Sterilisation, Zerkleinerung und Waschen des Polycarbonat-haltigen Abfalls unter Erhalt einer Polycarbonat-haltigen Materialmischung, wobei die Sterilisation, die Zerkleinerung und/oder das Waschen bei einer Temperatur von 120 bis 200 °C und einem Druck von 1,5 bis 15 bar erfolgt; II) Sortierung der Polycarbonat-haltigen Materialmischung nach den Polycarbonat-Bestandteilen unter Erhalt des Polycarbonat-Recycling-Materials; III) Optional weitere Aufarbeitung des Polycarbonat Recycling-Materials; wobei die Schmelze-Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um 0,0 bis 50,0 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wobei die Schmelze-Volumenfließrate MVR jeweils bei 300 °C mit einem Prüfgewicht von 1,2 kg gemäß DIN ISO 1133-1:2022 ermittelt wird.

Description

Verfahren zur Gewinnung von Polycarbonat-Recycling-Material aus Polycarbonat-haltigem Abfall
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Polycarbonat-Recycling-Material aus Polycarbonat-haltigem Abfall, insbesondere aus Polycarbonat-haltigem medizinischen und/oder Labor-Abfall, das durch dieses Verfahren erhaltene oder erhältliche Polycarbonat-Recycling-Material sowie dessen Verwendung.
Stand der Technik
Das Recycling (auch Abfallverwertung genannt) stellt eine interessante Möglichkeit dar, um Ressourcen zu schonen und die Umweltbelastung zu verringern. Immer mehr Unternehmen aus dem „Life Science‘7„Health-Care “-Bereich sind oft aus den vorgenannten Gründen sowie aus Kostengründen und regulatorischen Anforderungen bestrebt, ihre Emissionen, hier insbesondere die am Ende des Produktlebenszyklus anfallenden Scope 3 Emissionen, zu reduzieren, weshalb auch dort Recyclingkonzepte wünschenswert sind. Beim Recycling werden nämlich aus den Abfällen so genannte Sekundärrohstoffe (auch als Rezyklate bezeichnet) gewonnen, welche anschließend wiederum in verschiedensten Anwendungen zum Einsatz kommen können. Dabei ist es jedoch wichtig, dass die erhaltenen Rezyklate brauchbare Materialeigenschaften aufweisen und den regulatorischen Ansprüchen nach REACH (EC 1907/2006) hinsichtlich des Anteils an gefährlichen Stoffen und Substances of Very High Concern (SVHC) für den Einsatz als neues Produkt genügen, damit diese auch wieder als Ausgangsmaterial für die weitere Verarbeitung eingesetzt werden können.
Abfälle aus dem „Life Science “/„Health-Care “-Bereich (beispielsweise Medizin- und Laborprodukte) werden heute jedoch weiterhin zum größten Teil verbrannt. Dies liegt darin begründet, dass diese in vielen Länder strengen regulatorischen Anforderungen unterliegen. Dies gilt insbesondere für die infektiösen Abfälle. Ein Großteil der Medizin- und Laborabfälle stellen jedoch auch nur teils kontaminierte Abfälle dar. Allerdings werden auch diese Abfälle überwiegend in Verbrennungsanlagen entsorgt. In diesen vorgenannten Abfällen befinden sich jedoch oft Produkte, deren Materialien/Rohstoffe nach einer Dekontamination wieder dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden könnten, obgleich auch in anderen Anwendungen. Einer dieser Materialien/Rohstoffe, welcher in Medizin- und Laborprodukten häufig und in großen Mengen zum Einsatz kommt, stellt aromatisches Polycarbonat dar.
Es besteht somit ein Bedarf an einem Verfahren mit dem Polycarbonat aus Polycarbonat-haltigem Abfall, insbesondere aus Polycarbonat-haltigem medizinischen und/oder Labor-Abfall, gewonnen werden kann, wobei das erhaltene Rezyklat weiterhin gute beziehungsweise gleichwertige Materialeigenschaften aufweist und den regulatorischen Anforderungen nach REACH (EC 1907/2006) an den Einsatz als Produkt in der gleichen oder einer anderen Anwendung, beispielsweise auch außerhalb der Medizintechnik, genügt.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand demnach in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Gewinnung von Polycarbonat-Recycling-Material aus Polycarbonat-haltigem Abfall, insbesondere aus Polycarbonat-haltigem medizinischen und/oder Labor-Abfall. Im Besonderen sollte das erhaltene Polycarbonat-Recycling-Material dekontaminiert sein sowie weiterhin gute Materialeigenschaften aufweisen und damit dem Wertstoffkreislauf zugefiihrt werden können.
Lösung der Aufgabe und detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Gewinnung von Polycarbonat-Recycling-Material aus Polycarbonat-haltigem Abfall, insbesondere aus Polycarbonat-haltigem medizinischen und/oder Labor-Abfall, wobei die Gewinnung die folgenden Schritte umfasst:
I) Sterilisation, Zerkleinerung und Waschen des Polycarbonat-haltigen Abfalls unter Erhalt einer Polycarbonat-haltigen Materialmischung, wobei die Sterilisation, die Zerkleinerung und/oder das Waschen bei einer Temperatur von 120 bis 200 °C und einem Druck von 1,5 bis 15 bar erfolgt;
II) Sortierung der Polycarbonat-haltigen Materialmischung nach den Polycarbonat- Bestandteilen unter Erhalt des Polycarbonat-Recycling-Materials;
III) Optional weitere Aufarbeitung des Polycarbonat Recycling-Materials; wobei die Schmelze-Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um 0,0 bis 50,0 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wobei die Schmelze-Volumenfließrate MVR jeweils bei 300 °C mit einem Prüfgewicht von 1,2 kg gemäß DIN ISO 1133-1:2022 ermittelt wird.
Im Zuge der Entwicklungsarbeiten, die zu der vorliegenden Erfindung geführt haben, wurde überraschenderweise festgestellt, dass die Verwendung der vorgenannten Schritte zur Gewinnung von Polycarbonat aus Polycarbonat-haltigen Abfall zu dekontaminierten Rezyklaten mit guten Materialeigenschaften führt. Das erhaltene Polycarbonat Recycling-Material kann aufgrund dessen als Ausgangsmaterial für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Der Polycarbonat-haltige Abfall muss somit nicht mehr durch Verbrennung entsorgt werden, wodurch sich die Emissions- und Umweltbilanz des Polycarbonat-Materials deutlich verbessert.
Unter Polycarbonat-haltigem medizinischen und/oder Eabor-Abfall wird im Rahmen der Erfindung Abfall verstanden, der gemäß dem europäischen Abfallverzeichnis AW 18 (List of Waste Chapter 18 - WASTES FROM HUMAN OR ANIMAL HEALTH CARE AND/OR RELATED RESEARCH) aus der humanmedizinischen oder tierärztlichen Versorgung und Forschung stammt.
Als Polycarbonat Recycling-Material wird im Rahmen der Erfindung das aus Polycarbonat-haltigem Abfall bzw. aus Polycarbonat-haltigem medizinischen und/oder Labor- Abfall und durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnene Polycarbonat verstanden. Das Polycarbonat Recycling- Material besteht dabei vorzugsweise aus 50,0 bis 100,0 Gew.-% Polycarbonat, weiter bevorzugt aus 99,0 bis 100,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polycarbonat Recycling-Materials, wobei das Polycarbonat vorzugsweise aromatisches Polycarbonat umfasst oder daraus besteht.
Der Polycarbonat-haltige Abfall kann dabei neben Polycarbonat-Bestandteilen unter anderem auch Polysulfon-Fasem, Etiketten, Abfallbehältnisse zum Transport des kontaminierten Abfalls, wie Säcke, Kisten, Tonnen etc., insbesondere Abfallsäcke, Polypropylen-Bestandteile, Polyurethan-Bestandteile, anorganische Bestandteile, insbesondere Metalle, Glas oder Mischungen davon, thermoplastische Werkstoffe, elastomere Werkstoffe und/oder duroplastische Werkstoffe umfassen.
Der Massenanteil von Polycarbonat an dem Gesamtgewicht des Polycarbonat-haltigen Abfalls beträgt vorzugsweise mindestens von 20,0 bis 100,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 20,0 bis 90 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von 30,0 bis 80,0 Gew.-%. Ferner enthalten oder bestehen die Polycarbonat- Bestandteile des Polycarbonat-haltigen Abfalls vorzugsweise aus aromatischen Polycarbonat. Unter „Polycarbonat“ im erfmdungsgemäßen Sinne werden sowohl aromatische Homopolycarbonate als auch aromatische Copolycarbonate verstanden. Dabei können die Polycarbonate in bekannter Weise linear oder verzweigt sein. Erfindungsgemäß können auch Mischungen von Polycarbonaten verwendet werden.
Einzelheiten der Herstellung von Polycarbonaten sind in vielen Patentschriften seit etwa 40 Jahren niedergelegt. Beispielhaft sei hier auf Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964, auf D. Freitag, U. Grigo, P.R. Müller, H. Nouvertne, BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, Seiten 648-718 und schließlich auf U. Grigo, K. Kirchner und P.R. Müller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, Seiten 117 bis 299 verwiesen.
Die Sterilisation, die Zerkleinerung und/oder das Waschen des Polycarbonat-haltigen Abfalls in Schritt I) erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 120 bis 150 °C, weiter bevorzugt von 130 bis 140 °C, noch weiter bevorzugt von 134 bis 138 °C und/oder vorzugsweise einem Druck von 1,5 bis 4,0 bar, weiter bevorzugt von 2,5 bis 3,5 bar, noch weiter bevorzugt von 3,0 bis 3,4 bar. Es ist außerdem bevorzugt, dass der Polycarbonat-haltige Abfall während der Sterilisation, der Zerkleinerung und/oder des Waschens mit Dampf, vorzugsweise Wasserdampf, beaufschlagt wird. Der erfmdungsgemäße Schritt I) fuhrt dazu, dass die Bestandteile der erhalten Polycarbonat-haltigen Materialmischung während der Sterilisation, der Zerkleinerung und/oder dem Waschen nicht zusammenschmelzen und/oder verklumpen und dennoch derart prozesssicher dekontaminiert werden.
Die in Schritt I) erhaltene Polycarbonat-haltige Materialmischung ist so zu verstehen, dass die einzelnen Bestandteile während der Sterilisation, der Zerkleinerung und/oder dem Waschen trotz der für die Sterilisation notwendigen hohen Temperaturen nahe der Formbeständigkeitstemperatur von Poly carbonat nicht zusammenschmelzen und/oder verklumpen.
Die Sortierung der Polycarbonat-haltigen Materialmischung nach den Polycarbonat-Bestandteilen unter Erhalt des Polycarbonat-Recycling-Materials kann händisch und/oder mittels einer automatisierten Sortieranlage erfolgen, wobei die Sortierung mittels der automatisierten Sortieranlage vorzugsweise über die Dichte; Sensorsortierung, insbesondere Nahinfrarot-, Mittelinfrarot-, visuelle, laserbasierte, Röntgen- und/oder Magnet-Sensorsortierung; einen Prallreaktor; eine Windsichtung; elektrostatisch und/oder ein Schwimm-Sink-Verfahren erfolgt.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das Polycarbonat-Ausgangsmaterial des Polycarbonat-haltigen Abfalls eine Schmelze-Volumenfließrate MVRpoiycarbonat-Abfaii von höchstens 50 cm3/10 min, bevorzugt von 1 bis 50 cm3/10 min, weiter bevorzugt 5 bis 35 cm3/10 min aufweist, bestimmt bei 300 °C mit einem Prüfgewicht von 1,2 kg gemäß DIN ISO 1133-1:2022.
Die Schmelze-Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials ist bevorzugt um 0 bis 40,0 % höher als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, weiter bevorzugt um 0 bis 35,0 %, noch weiter bevorzugt um 0 bis 30 %. Überdies ist es bevorzugt, dass die die Schmelze-Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um
• 0 bis 20 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 21.000 bis 23.000 g/mol ist; • 0 bis 25 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 23.000 bis 25.000 g/mol ist;
• 0 bis 35 % höher ist als die des Poly carbonat- Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 25.000 bis 27.000 g/mol ist;
• 0 bis 40 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 27.000 bis 29.000 g/mol ist;
• und 0 bis 45 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonathaltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 30.000 bis 33.000 g/mol ist; wobei das mittlere Molekulargewicht jeweils mittels Gelpermeationschromotographie (GPC), kalibriert gegen Bisphenol A-Polycarbonat Standards unter Verwendung von Dichlormethan als Elutionsmittel, Kalibrierung mit linearen Polycarbonaten (aus Bisphenol A und Phosgen) bekannter Molmassenverteilung der PSS Polymer Standards Service GmbH, Deutschland, Kalibrierung nach der Methode 2301-0257502-09D (aus dem Jahre 2009 in deutscher Sprache) der Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen ermittelt wird. Das Elutionsmittel ist Dichlormethan. Säulenkombination aus vernetzten Styrol-Divinylbenzolharzen. Durchmesserderanalytischen Säulen: 7,5 mm; Länge: 300 mm. Partikelgrößen des Säulen-materials: 3 pm bis 20 pm. Konzentration der Lösungen: 0,2 Gew.-%. Llussrate: 1,0 ml/min, Temperatur der Lösungen: 30°C. Verwendung einer UV- und/oder RI-Detektion.
Die optionale Aufarbeitung des Polycarbonat Recycling-Materials in Schritt III) umfasst bevorzugt einen Schmelzeprozess, insbesondere eine Extrusion, eine Granulierung und/oder eine Compoundierung des Polycarbonat-Recycling-Materials.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Polycarbonat-Recycling-Material, erhalten oder erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Schließlich betrifft die Erfindung auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Polycarbonat- Recycling-Materials in oder als Granulat, Folie, Platte und/oder Filamenten, insbesondere in der Automobilindustrie, Elektroindustrie, Möbelindustrie und/oder Medizintechnik. Ausführungsformen:
Die Erfindung betrifft insbesondere folgende Ausfiihrungsformen:
Nach einer ersten Ausfiihrungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung von Polycarbonat-Recycling-Material aus Polycarbonat-haltigem Abfall, insbesondere aus Polycarbonathaltigem medizinischen und/oder Labor-Abfall, wobei die Gewinnung die folgenden Schritte umfasst:
I) Sterilisation, Zerkleinerung und Waschen des Polycarbonat-haltigen Abfalls unter Erhalt einer Polycarbonat-haltigen Materialmischung, wobei die Sterilisation, die Zerkleinerung und/oder das Waschen bei einer Temperatur von 120 bis 200 °C und einem Druck von 1,5 bis 15 bar erfolgt;
II) Sortierung der Polycarbonat-haltigen Materialmischung nach den Polycarbonat- Bestandteilen unter Erhalt des Polycarbonat-Recycling-Materials;
III) Optional weitere Aufarbeitung des Polycarbonat Recycling-Materials; wobei die Schmelze-Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um 0,0 bis 50,0 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wobei die Schmelze-Volumenfließrate MVR jeweils bei 300 °C mit einem Prüfgewicht von 1,2 kg gemäß DIN ISO 1133-1:2022 ermittelt wird.
Nach einer zweiten Ausfiihrungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach der ersten Ausfiihrungsform, dadurch gekennzeichnet, dass der Polycarbonat-haltige Abfall neben Polycarbonat- Bestandteilen auch Polysulfon-Fasem; Etiketten; Abfallbehältnisse zum Transport des kontaminierten Abfalls, insbesondere Abfallsäcke; Polypropylen-Bestandteile; Polyurethan-Bestandteile; anorganische Bestandteile, insbesondere Metalle, Glas oder Mischungen davon; thermoplastische Werkstoffe; elastomere Werkstoffe; und/oder duroplastische Werkstoffe umfasst.
Nach einer dritten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach der ersten oder zweiten Ausfiihrungsform, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenanteil von Polycarbonat an dem Gesamtgewicht des Polycarbonat-haltigen Abfalls mindestens von 20,0 bis 100,0 Gew.-% beträgt, bevorzugt von 20,0 bis 90 Gew.-%, weiter bevorzugt von 30,0 bis 80,0 Gew.-%.
Nach einer vierten Ausfiihrungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausfiihrungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Polycarbonat-Bestandteile des Polycarbonathaltigen Abfalls aromatisches Polycarbonat enthalten oder daraus bestehen.
Nach einer fünften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausfiihrungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisation, die Zerkleinerung und/oder das Waschen in Schritt I) bei einer Temperatur von 120 bis 150 °C, bevorzugt von 130 bis 140 °C, weiter bevorzugt von 134 bis 138 °C und/oder einem Druck von 1,5 bis 4,0 bar, bevorzugt von 2,5 bis 3,5 bar, weiter bevorzugt von 3,0 bis 3,4 bar erfolgt.
Nach einer sechsten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausfiihrungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Polycarbonat-haltige Abfall während der Sterilisation, der Zerkleinerung und/oder des Waschens mit Dampf, vorzugsweise Wasserdampf, beaufschlagt wird.
Nach einer siebten Ausfiihrungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausfiihrungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortierung der Polycarbonat-haltigen Materialmischung nach den Polycarbonat-Bestandteilen unter Erhalt des Polycarbonat-Recycling- Materials händisch und/oder mittels einer automatisierten Sortieranlage erfolgt, wobei die Sortierung mittels der automatisierten Sortieranlage vorzugsweise über die Dichte; Sensorsortierung, insbesondere Nahinfrarot-, Mittelinfrarot-, visuelle, laserbasierte, Röntgen- und/oder Magnet-Sensorsortierung; einen Prallreaktor; eine Windsichtung; elektrostatisch und/oder ein Schwimm-Sink-Verfahren erfolgt.
Nach einer achten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat-Ausgangsmaterial des Polycarbonat-haltigen Abfalls eine Schmelze-Volumenfließrate MVRpoiycarbonat-Abfaii von höchstens 50 cm3/ 10 min, bevorzugt von 1 bis 50 cm3/ 10 min, weiter bevorzugt 5 bis 35 cm3/ 10 min aufweist, bestimmt bei 300 °C mit einem Prüfgewicht von 1,2 kg gemäß DIN ISO 1133-1:2022.
Nach einer neunten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze-Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um 0 bis 40,0 % höher ist als die des Polycarbonat- Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, bevorzugt um 0 bis 35,0 %, weiter bevorzugt um 0 bis 30 %.
Nach einer zehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze-Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um
• 0 bis 20 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 21.000 bis 23.000 g/mol ist;
0 bis 25 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 23.000 bis 25.000 g/mol ist; 0 bis 35 % höher ist als die des Poly carbonat- Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 25.000 bis 27.000 g/mol ist;
• 0 bis 40 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 27.000 bis 29.000 g/mol ist;
• und 0 bis 45 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonathaltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 30.000 bis 33.000 g/mol ist; wobei das mittlere Molekulargewicht jeweils mittels Gelpermeationschromotographie (GPC; Elutionsmittel Dichlormethan, Kalibrierung gegen Bisphenol A-Polycarbonat Standards) bestimmt wird.
Nach einer elften Ausfiihrungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausfiihrungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Aufarbeitung einen Schmelzeprozess, insbesondere eine Extrusion, eine Granulierung und/oder eine Compoundierung des Polycarbonat- Recycling-Materials umfasst.
Nach einer zwölften Ausfiihrungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausfiihrungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat Recycling -Material aus 50,0 bis 100,0 Gew.-% Polycarbonat, bevorzugt aus 99,0 bis 100,0 Gew.-% besteht, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polycarbonat Recycling-Materials, wobei das Polycarbonat vorzugsweise aromatisches Polycarbonat umfasst oder daraus besteht.
Nach einer dreizehnten Ausfiihrungsform betrifft die Erfindung ein Polycarbonat-Recycling-Material, erhalten oder erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ausfiihrungsformen eins bis zwölf.
Nach einer vierzehnten Ausfiihrungsform betrifft die Erfindung die Verwendung eines Polycarbonat- Recycling-Materials gemäß Ausfiihrungsform dreizehn in oder als Granulat, Folie, Platte und/oder Filamenten, insbesondere in der Automobilindustrie, Elektroindustrie, Möbelindustrie und/oder Medizintechnik. Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
Messmethoden:
Folgende Messmethoden wurden verwendet:
Bestimmung des MVR:
Die Schmelze-Volumenfließrate (MVR) wurde jeweils bei 300 °C mit einem Prüfgewicht von 1,2 kg gemäß DIN ISO 1133-1:2022 ermittelt.
Versuch 1:
Materialien und Geräte:
Polycarbonat-haltiger Abfall:
Dialysatoren (Fresenius Hemoflow F7HPS und Fresenius plasmaFlux P2 dry) mit einem Polycarbonat- Gehäuse, in welche Polysulfon-Filterfasem an den seitlichen Enden mithilfe einer Polyurethan- Vergussmasse eingebettet sind. Die Dialysatoren weisen zudem ein bedrucktes Label auf. Die Materialzusammensetzung (insgesamt 207,5 g) lautet wie Folgt:
• Polycarbonat: 92 g Makrolon ® 2858 550115 (MVR(300°C/l,2 kg) = 9,0 cmVIO min) und 34 g Makrolon ® 2858 MAS020 (MVR(300°C/l,2 kg) = 9,0 cmVIO min) mit mittlerem Molekulargewicht 28.000 g/mol (zusammen 60 %);
• Polysulfon-Fasem; 9,5 g (5 %);
• Polyurethan-Vergussmasse: 72 g (35 %).
Versuchsdurchführung und Ergebnisse:
Der Abfall (20 kg) wurde in dem MACS 800 der EET Ermafa Environmental Technologies GmbH gegeben und bei Temperaturen von 136°C sowie Drücken von 3,2 bar über 1 Stunde unter Beaufschlagung mit Wasserdampf sterilisiert, zerkleinert und gewaschen (in Kombination). Die erhaltene Polycarbonat-haltige Materialmischung wurde anschließend nach den Polycarbonat- Bestandteilen unter Erhalt des Polycarbonat-Recycling-Materials (etwa 12 kg) händisch sortiert.
Anschließend wurde der MVR-Wert des erhaltenen Polycarbonat-Recycling-Materials mit der vorgenannten Methode bestimmt. Dieser Wert betrug 10,3 cm3/10 min und hegt im Prozessbereich für ein Polycarbonatmaterial mit mittlerem Molekulargewicht zwischen 26.000-28.000 g/mol entspricht. Demnach ist das erhaltene Polycaronat-Recycling-Material sehr gut für weitere Verarbeitungen geeignet.
Versuch 2:
In einer zweiten Versuchsreihe wurde analog zu Versuch 1 die MVR-Werte von Polycarbonat Proben aus Makrolon® 2405, Makrolon® 2807 und Makrolon® 3100 der Firma Covestro AG, Leverkusen nach vorheriger Kontamination mit Schweineblut und anschließender erfindungsgemäßer Aufbereitung untersucht.
Materialien und Geräte:
Poly carbonat-Materialien. jeweils Makrolon® 2405, Makrolon® 2807 und Makrolon® 3100 der Firma Covestro AG, Leverkusen, in unterschiedlichen Phasen der üblichen Verarbeitung, und zwar:
1. Unverarbeitetes Granulat
2. Geschredderte Platten nach dem Spritzgießen (auf Basis des Granulats aus Punkt 1)
3. Mit Schweineblut kontaminierte Platten aus Punkt 2), die sterilisiert und geschreddert wurden.
Blutpulver: Sprühgetrocknetes Schweineblut (Hersteller: SOLINA GERMANY GmbH, Bonn) für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie, bezogen über mtg-gewuerze.de
Die Herstellung der plattenförmigen Probekörper der Dicke 3,2 mm für das Schreddern und Kontaminieren (siehe die oben genannten Phasen der Verarbeitung 2+3 ) erfolgte auf einer Spritzgießmaschine vom Typ 720S der Firma Arburg GmbH + Co KG, Loßburg, in einem Spritzprägeprozess bei einer Massetemperatur von 300°C, einer Werkzeugtemperatur von 100°C, einer Füllzeit von 1,6 s, einer Nachdruckhöhe von 200 bar, einer Nachdruckdauer von 5,5 s, einer Restkühlzeit von 48,0 s, einem Prägeweg von 2,4 mm, einer Prägekraft von 1500 kN und einer Prägedauer von 53,5 s.
Zur Kontamination der plattenförmigen Probekörper (siehe die oben genannten Phasen der Verarbeitung 3) wurde das dafür verwendete Schweineblut zunächst durch Mischen von 1kg Blutpulver mit 5kg lauwarmen Wasser hergestellt. Anschließend wurden die Probekörper jeweils 1 Stunde in dem angerührten Schweineblut gelagert. Die die mit Schweineblut kontaminierten plattenförmigen Probekörper (jeweils 10 kg pro Material) wurden anschließend in den MACS 800 der EET Ermafa Environmental Technologies GmbH gegeben, mithilfe der in der Maschine integrierten Schreddereinheit zerkleinert und bei Temperaturen von 136°C sowie Drücken von 3,2 bar über 1 Stunde unter Beaufschlagung mit Wasserdampf gewaschen und sterilisiert (in Kombination). Die Proben wurden anschließend wie beim Versuch 1 einer Untersuchung des MVR-Wertes unterzogen.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle und in dem Diagramm gemäß Fig. 1 zusammengefasst:
MVR(300°C/1.2kg) [cm3/10 min]
Makrolon 2405 - Granules 19,1075
Makrolon 2405 - Injection molded 18,3099
Makrolon 2405 - De-contaminated 20,3809
Makrolon 2807 - Granules 10,0121
Makrolon 2807 - Injection molded 10,3598
Makrolon 2807 - De-contaminated 11,0219
Makrolon 3100 - Granules 5,4737
Makrolon 3100 - Injection molded 5,7142
Makrolon 3100 - De-contaminated 7,5778
Die Ergebnisse zeigen, dass die verwendeten Proben die Kontamination mit Blut und die anschließende erfmdungsgemäße Aufbereitung ohne nennenswerten Molekulargewichtsabbau überstanden haben.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Gewinnung von Polycarbonat-Recycling-Material aus Polycarbonat-haltigem Abfall, insbesondere aus Polycarbonat-haltigem medizinischen und/oder Labor-Abfall, wobei die Gewinnung die folgenden Schritte umfasst:
I) Sterilisation, Zerkleinerung und Waschen des Polycarbonat-haltigen Abfalls unter Erhalt einer Polycarbonat-haltigen Materialmischung, wobei die Sterilisation, die Zerkleinerung und/oder das Waschen bei einer Temperatur von 120 bis 200 °C und einem Druck von 1,5 bis 15 bar erfolgt;
II) Sortierung der Polycarbonat-haltigen Materialmischung nach den Polycarbonat- Bestandteilen unter Erhalt des Polycarbonat-Recycling-Materials;
III) Optional weitere Aufarbeitung des Polycarbonat Recycling-Materials; wobei die Schmelze-Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um 0,0 bis 50,0 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wobei die Schmelze-Volumenfließrate MVR jeweils bei 300 °C mit einem Prüfgewicht von 1,2 kg gemäß DIN ISO 1133-1:2022 ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polycarbonat-haltige Abfall neben Polycarbonat-Bestandteilen auch Polysulfon-Fasem, Etiketten, Abfallbehältnisse zum Transport des kontaminierten Abfalls, insbesondere Abfallsäcke, Polypropylen-Bestandteile, Polyurethan- Bestandteile, anorganische Bestandteile, insbesondere Metalle, Glas oder Mischungen davon, thermoplastische Werkstoffe, elastomere Werkstoffe und/oder duroplastische Werkstoffe umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenanteil von Polycarbonat an dem Gesamtgewicht des Polycarbonat-haltigen Abfalls mindestens von 20,0 bis 100,0 Gew.-% beträgt, bevorzugt von 20,0 bis 90 Gew.-%, weiter bevorzugt von 30,0 bis 80,0 Gew.- 0 //o.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polycarbonat-Bestandteile des Polycarbonat-haltigen Abfalls aromatisches Polycarbonat enthalten oder daraus bestehen.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisation, die Zerkleinerung und/oder das Waschen in Schritt I) bei einer Temperatur von 120 bis 150 °C, bevorzugt von 130 bis 140 °C, weiter bevorzugt von 134 bis 138 °C und/oder einem Druck von 1,5 bis 4,0 bar, bevorzugt von 2,5 bis 3,5 bar, weiter bevorzugt von 3,0 bis 3,4 bar erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polycarbonat-haltige Abfall während der Sterilisation, der Zerkleinerung und/oder des Waschens mit Dampf, vorzugsweise Wasserdampf, beaufschlagt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortierung der Polycarbonat-haltigen Materialmischung nach den Polycarbonat-Bestandteilen unter Erhalt des Polycarbonat-Recycling-Materials händisch und/oder mittels einer automatisierten Sortieranlage erfolgt, wobei die Sortierung mittels der automatisierten Sortieranlage vorzugsweise über die Dichte; Sensorsortierung, insbesondere Nahinfrarot-, Mittelinfrarot-, visuelle, laserbasierte, Röntgen- und/oder Magnet-Sensorsortierung; einen Prallreaktor; eine Windsichtung, elektrostatisch und/oder ein Schwimm-Sink-Verfahren erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat-Ausgangsmaterial des Polycarbonat-haltigen Abfalls eine Schmelze- Volumenfließrate MVRpoiycarbonat-Abfaii von höchstens 50 cm3/10 min, bevorzugt von 1 bis 50 cm3/10 min, weiter bevorzugt 5 bis 35 cm3/ 10 min aufweist, bestimmt bei 300 °C mit einem Prüfgewicht von 1,2 kg gemäß DIN ISO 1133-1:2022.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze- Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um 0 bis 40,0 % höher ist als die des Poly carbonat- Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, bevorzugt um 0 bis 35,0 %, weiter bevorzugt um 0 bis 30 %.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze- Volumenfließrate MVR des Polycarbonat-Recycling-Materials um
• 0 bis 20 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 21.000 bis 23.000 g/mol ist;
• 0 bis 25 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 23.000 bis 25.000 g/mol ist; • 0 bis 35 % höher ist als die des Poly carbonat- Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 25.000 bis 27.000 g/mol ist;
• 0 bis 40 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonat-haltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 27.000 bis 29.000 g/mol ist;
• und 0 bis 45 % höher ist als die des Polycarbonat-Ausgangsmaterials des Polycarbonathaltigen Abfalls, wenn das Polycarbonat-Ausgangsmaterial ein Polycarbonat mit einem mittleren Molekulargewicht von 30.000 bis 33.000 g/mol ist; wobei das mittlere Molekulargewicht jeweils mittels Gelpermeationschromotographie (GPC; Elutionsmittel Dichlormethan, Kalibrierung gegen Bisphenol A-Polycarbonat Standards) bestimmt wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Aufarbeitung einen Schmelzeprozess, insbesondere eine Extrusion, eine Granulierung und/oder eine Compoundierung des Polycarbonat-Recycling-Materials umfasst.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat Recycling-Material aus 50,0 bis 100,0 Gew.-% Polycarbonat, bevorzugt aus 99,0 bis 100,0 Gew.- % besteht, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polycarbonat Recycling-Materials, wobei das Polycarbonat vorzugsweise aromatisches Polycarbonat umfasst oder daraus besteht.
13. Polycarbonat-Recycling -Material, erhalten oder erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Verwendung eines Polycarbonat-Recycling-Materials gemäß Anspruch 13 in oder als Granulat, Folie, Platte und/oder Filamenten, insbesondere in der Automobilindustrie, Elektroindustrie, Möbelindustrie und/oder Medizintechnik.
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