HU225951B1 - Method for processing of polymer wasts to obtain matrix material; the matrix material and the composite material - Google Patents

Method for processing of polymer wasts to obtain matrix material; the matrix material and the composite material Download PDF

Info

Publication number
HU225951B1
HU225951B1 HU0401134A HUP0401134A HU225951B1 HU 225951 B1 HU225951 B1 HU 225951B1 HU 0401134 A HU0401134 A HU 0401134A HU P0401134 A HUP0401134 A HU P0401134A HU 225951 B1 HU225951 B1 HU 225951B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
waste
matrix material
plastic
digester
filler
Prior art date
Application number
HU0401134A
Other languages
English (en)
Inventor
Mihaly Szilvassy
Miklos Nemeth
Original Assignee
Mihaly Szilvassy
Miklos Nemeth
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 Mihaly Szilvassy, Miklos Nemeth filed Critical Mihaly Szilvassy
Priority to HU0401134A priority Critical patent/HU225951B1/hu
Publication of HU0401134D0 publication Critical patent/HU0401134D0/hu
Priority to EP05750934A priority patent/EP1755846B1/en
Priority to ES05750934T priority patent/ES2293585T3/es
Priority to AT05750934T priority patent/ATE372199T1/de
Priority to CA 2570485 priority patent/CA2570485A1/en
Priority to SI200530093T priority patent/SI1755846T1/sl
Priority to DE200560002369 priority patent/DE602005002369T2/de
Priority to PCT/HU2005/000059 priority patent/WO2005120790A1/en
Priority to US11/631,653 priority patent/US20070272775A1/en
Priority to CNA2005800243144A priority patent/CN1988991A/zh
Priority to PL05750934T priority patent/PL1755846T3/pl
Publication of HUP0401134A2 publication Critical patent/HUP0401134A2/hu
Publication of HU225951B1 publication Critical patent/HU225951B1/hu

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/0026Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics by agglomeration or compacting
    • B29B17/0042Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics by agglomeration or compacting for shaping parts, e.g. multilayered parts with at least one layer containing regenerated plastic
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

A találmány tárgya eljárás műanyaghulladék feldolgozására széles körben hasznosítható mátrixtermékké jórészt hőre lágyuló, más célra nem hasznosítható, szennyezett műanyaghulladékokból, továbbá ennek a mátrixnak továbbfeldolgozása töltőanyagok hozzáadásával technológiai hasznosítású kompozit anyaggá, elsősorban építőanyaggá.
A találmány további tárgyai a műanyaghulladék-feldolgozásból kapott mátrixtermék és a töltőanyagok hozzáadásával készült technológiai hasznosítású kompozit anyag, elsősorban építőanyagok. A találmány szerinti eljárások nem alkalmaznak aprítási lépést vagy extrudálást.
A műanyaghulladékok eltávolítása és újrahasznosításuk napjainkig megoldatlan probléma. A műanyagok gyártása és felhasználása folyamatosan bővül, és ezzel következésképp nő a keletkező műanyaghulladék mennyisége.
A műanyaghulladékokat három kategóriába sorolhatjuk:
1. Technológiai hulladékok, gyártási hulladékok, feldolgozási hulladékok.
Általában nem kerülnek a környezetbe. Közvetlenül vagy aprítva, őrölve visszavezethetők a technológiai folyamatba.
2. Ipari hulladékok, továbbfeldolgozási hulladékok, konfekcionálási hulladékok.
A műanyag félkész termékek többnyire a felhasználás helyén történő feldolgozása és konfekcionálása során keletkeznek. Fajtaazonosak, tiszták, hasznosításuk általában megoldott: vagy visszaveszik a félkésztermék-gyártók, vagy a hulladékok hasznosítására szakosodott cégek vásárolják fel.
3. Funkciójukat betöltött műanyag gyártmányok hulladékai, csomagolóanyagok, üreges testek, elhasználódott termékek. Ez utóbbi műanyaghulladék-kategória jelenti a legnagyobb problémát.
A lerakókban elhelyezett műanyaghulladék újrahasznosítása világszerte kulcsfontosságú feladat. A műanyag felhasználásánál előnyt jelentő tulajdonságok - például külső környezeti hatásokra nem bomlanak el, nem rothadnak, kicsi a sűrűségük, de nagy a fajlagos térfogatuk, amint szemétlerakóba kerülnek, hátránnyá válnak. Annak ellenére, hogy az összes háztartási szemét 10% körüli mennyisége műanyag, illetve a lerakóhelyekre kerülő, építési hulladékot is tartalmazó hulladéknak 1,5%-a műanyag, ennél sokkal többnek látszik, hiszen tömegéhez viszonyítva jóval nagyobb a térfogata.
A műanyagok sajátos fizikai és kémiai tulajdonságai miatt ismételt hasznosításuk és különösen újrafeldolgozásuk új megközelítést igényel.
A szelektív hulladékgyűjtés a lakossági felhasználású különböző polimer mátrixú műanyagokat összefoglaló kifejezéssel műanyagként gyűjti össze, függetlenül attól, hogy ezek a műanyagok anyagukat tekintve miből állnak.
Az újrafeldolgozás további problémája, hogy egyetlen műanyag típuson belül több száz, illetve egyes tömegesen gyártott műanyagok esetében több ezer változat fordul elő. Még a fajtánként szétválogatott műanyagok újrafeldolgozása is problémákat okozhat, ha nem ugyanarról a területről kerülnek ki, például a fröccsöntésre alkalmas PE nem ugyanaz, mint a csőgyártásra vagy palackfúvásra kifejlesztett PE. A műanyagok összekeveredése szelektív gyűjtés során pedig tovább csökkenti a felhasználhatóságukat. Ez különösen a különböző kémiai szerkezetű műanyagokból összetevődő hulladék újrafeldolgozását nehezíti meg.
A vegyes műanyaghulladék felhasználhatósága napjainkban kritikus terület. Jelenlegi álláspontok szerint az újrahasznosítás nyomán feltétlenül bekövetkező műszaki értékvesztés csak egyre igénytelenebb alkalmazást enged meg.
A szennyezett és vegyes hulladékokat - a technika eddigi állása szerint - általában nem is lehet gazdaságosan újrafeldolgozni, hasznosításukra új módszerek szükségesek. Minél vegyesebb és szennyezettebb műanyaghulladékokat kell újrafeldolgozásra alkalmassá tenni, annál drágább az előkészítés. Fokozottan igaz ez a fogyasztói csomagolásokból származó nagyon vegyes, erősen szennyezett háztartási hulladék műanyagtartalmára, még akkor is, ha az szelektív hulladékgyűjtésből származik.
A kérdést egy másik oldalról közelítve elmondható, hogy a kommunális hulladékok kezelésének és/vagy eltüntetésének amúgy is komoly problémáját tovább bonyolítják a műanyaghulladékok, mert alakjuknál (jórészt fóliák, habok, zacskók, palackok) és kis fajsúlyúknál fogva széllel terjedhetnek, biológiai úton nem vagy alig bomlanak, és növelik a szemét térfogatát. Ezeknek a műanyaghulladékoknak az eltávolítása és elsősorban tömörítése már önmagában is eminens érdek, de különösen előnyös, ha ezekből olyan termékek keletkeznek, amelyek hasznosak és ugyanakkor kiváltanak más, egyébként csak természetből kinyerhető technológiai anyagot, elsősorban fát.
Jelen találmányunk azt célozza a találmány szerinti eljárásokkal, hogy az
a) értéktelen műanyaghulladékokból önmagában is értékes, továbbfeldolgozásra alkalmas mátrixanyagot állítsunk elő;
b) egy további lépéssel technológiailag értékes, elsősorban építőanyag- és fahelyettesítő kompozit anyagot gyártsunk; és ezáltal
c) a szemétből kis fajsúlyú, nagy térfogatú anyagot tüntessünk el.
Az eljárás végtermékei között megkülönböztethetjük tehát a tiszta (adalékmentes) anyagot, amelyet a megkülönböztetés érdekében mátrixanyagnak nevezünk, és a töltőanyagot tartalmazó anyagot, amely a tiszta anyagból, vagyis a mátrixanyagból készül töltőanyagok hozzáadásával; ezt nevezzük kompozit anyagnak.
A hőre lágyuló műanyagokból és töltőanyagokból álló kompozit anyagokat már évtizedek óta gyártanak és alkalmaznak, a hagyományos feldolgozóberendezésekben azonban követelmény a feldolgozandó műanyag tisztasága. Itt tehát új hőre lágyuló műanyagok vagy alapos szelektív gyűjtésből, alapos átválogatás2
HU 225 951 Β1 ból és tisztításból nyert műanyagok jöhetnek szóba. Napjainkban Magyarországon a szelektív gyűjtéssel és az ipari újrahasznosítással a műanyaghulladéknak csak mintegy 15%-át sikerül újrafeldolgozás céljából begyűjteni. A 15%-ból is csak a legtisztább, legértékesebb rész kerül új hasznosításra, a többi bálázva, a környezeti terhelést növelve, szemétlerakóba kerül. A megfelelő feldolgozási technika híján a megalapozott társadalmi igény ellenére, elsősorban pénz hiányában a többi 85%-nak a feldolgozására és a benne található műanyag hasznosítására még ennyi esély sincs.
A hagyományos eljárások során a hasznosításra váró műanyaghulladék feldolgozásának első lépése a válogatást követően a műanyagok aprítása. Az aprítás jelentős energiafogyasztásán kívül technológiai nehézségek is fellépnek. A fóliák elcsúszhatnak a kések mellett, a legkisebb fémdarabok is lapátok törését vagy akár az egész gép tönkremenetelét okozhatják, a szálasodon (zsineg) műanyagok pedig felcsavarodhatnak a forgó részek tengelyeire. Az aprítás tehát az a munkamenet, amelyet a szennyezett, heterogén műanyagok feldolgozásának első lépéseként el kell kerülni.
A hagyományos eljárások második lépésében a felaprított hulladékot, „daráiékor (amelyet, amint az előzőekben említettük, elsősorban csak drága és gondosan szelektált, viszonylag tiszta alapanyagból lehet előállítani, és abból is csak nehézkesen és nagy energiafelhasználással) egy keverőeljárással melegítés közben homogenizálják, adott esetben töltőanyagokkal együtt, majd ezt az anyagot fröccsöntő géppel vagy extruderrel egy alakformáló szerszámon keresztül végleges formájúvá alakítják.
Az így kapott mátrixanyag vagy a töltőanyaggal kapott kompozit anyag fizikai igénybevétel hatására könnyen szétbomlik, alkotóanyagaira hasad, törik, így felhasználásának csak nagyon szűk keretei vannak. Ezek az eljárások kétségtelenül elvégzik bizonyos műanyaghulladékok tömörítését, de a másik feladat, egy hasznos, természetes anyagokat kiváltó anyag előállítása nem kellőképpen megoldott. Igény van tehát olyan új eljárásra, amely az előzőekben ismertetett feladatokat sokkal olcsóbban és hatékonyabban végzi el.
A probléma megoldására számos további megoldás született, amelyet igazol a szakterületen bejelentett nagyszámú szabadalom. Ezekből a szabadalmakból azonban nem lehet következtetni a jelen találmány tárgyát érintő eljárásra, megoldásra. Egyetlen olyan szabadalom sem található, amely szoros közelségben áll megoldásunkkal. Mégis megemlítünk három olyan szabadalmat, amelyek felületes vizsgálattal emlékeztetnek a mi eljárásunkra.
A CA 2365772 lajstromszámú kanadai szabadalom (Barcheno Juan Carlos) eljárása szerint a műanyaghulladékot osztályozás és mosás nélkül dolgozzák fel. A műanyaghulladékot késes malomban dolgozzák fel, egyidejű melegítés közben maximum 300 °C hőmérsékleten, ezután a masszát extrudálják.
Az US 5746958 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalom (TREX Company) olyan eljárást ismertet, amelyben fahulladék - hőre lágyuló műanyaghulladék keverékét állítják elő, amelyet azután pelletizálnak, és a pelletizált keverék mint alapanyag azután sokféle módon hasznosulhat. Mind a fahulladékot, mind a műanyaghulladékot apró méretűre őrlik, és a pelletizálás is malomban történik.
Az US 5851469 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalom (TREX Company) olyan eljárást ismertet, amelyben melegített műanyag massza és faőrlemény keverékét alakítják ki, ezt melegen átnyomják egy extrudálónyíláson, majd a szalagszerű anyagot pihentetik, kezelik és hűtik. Az eljárás a műanyag gondos válogatását igényli, olvadási pont alapján 150 °C felső hőmérsékleti határral. A kiindulási anyag az aprítás nélkül felolvasztott hőre lágyuló műanyag.
A DE 1003959A és EP 0720898B dokumentumok további módszereket tesznek közzé a kommunális és ipari hulladékok újrahasznosítására.
Az említett szabadalmi leírások ugyan tartalmazzák a találmányunk szerinti eljárás egy-egy elemét, de tartalmaznak olyan lépéseket is, amelyeknek találmányunk éppen kiküszöbölésére törekszik, és az eljárások találmány szerinti kombinációi sem találhatók meg a legközelebbi anterioritásokban. Ugyancsak ismeretlen találmányunk első lépésének célberendezése, a feltárógép.
A továbbiakban ismertetjük a jelen találmány eljárását.
A hulladékfeldolgozási eljárás alapanyaga az ipari és kommunális hulladékban található hőre lágyuló műanyag, amely származhat a szelektív hulladékgyűjtés és az ipari hulladék máshol nem hasznosítható részéből. Az alapanyagokra példák lehetnek, a korlátozás szándéka nélkül, a következők:
- vegyes fólia jellegű anyag, bármely vastagságú, festett vagy más módon szennyezett;
- fonal, kötél vagy más műanyag szál jellegű vagy ebből készült bármely alapanyagú termék, műanyag szövet, például a big-bag zsák anyaga, illetve gyártásából származó hulladék;
- kommunális vegyes műanyaghulladék, tejeszacskó, palack, polietilénzacskó stb., és egyéb vegyes étellel szennyezett műanyaghulladék;
- a mezőgazdaságban használt talajtakaró fóliák, pántolószalag, gombatermeléskor használt műanyag zsákok,
- műanyag palackok, papír „szennyezéssel, címkével, függetlenül attól, hogy eredetileg mit tároltak benne;
- szállításra használt műanyag ládák, rekeszek, hordók, kannák, függetlenül attól, hogy mit tartalmazott (mérgező anyagokat kivéve);
- egészségügyi betétek, pelenka, egyéb vegyes egészségügyi csomagolóanyag;
- PVC-fólia, lefolyócső, vegyes szennyezett PVCszemét, építőipari műanyaghulladék;
- polisztirol, elektromos termékek burkolatházai, gyártási hulladékai, szigetelései.
Az eljárás alapanyagai tehát igen széles körből kerülhetnek ki, a lényeg csak az, hogy a feldolgozandó
HU 225 951 Β1 anyagban a hőre lágyuló anyagok a következő technológiai lépésekhez elegendő mennyiségben legyenek jelen.
Az ipari és kommunális hulladék műanyag részében a polietilén és polipropilén van túlsúlyban, bár megtalálható a polisztirol, különböző poliamidok, PVC és más hőre lágyuló műanyag termék hulladéka is.
A találmány szerinti eljárás alkalmazása előtt, amennyiben a kiindulási anyag szeméttel vegyes műanyaghulladék, egy előtisztítási, válogatási lépést érdemes beiktatni. Ennek a fizikai tisztításnak az a célja, hogy az eljárásban alkalmazott gépek biztonságosan tudjanak működni. Az eljárás egyáltalán nem kényes a feldolgozási anyag tisztaságát illetően, vagyis itt nem szükséges olyan tiszta alapanyagot biztosítani, mint amely a technika állása szerinti eljárásokhoz szükséges. Az előtisztítási lépés szempontjai a következők: a szennyező anyag fizikai méretei szerint férjen be az adagolónyíláson, és ezek a szennyező anyagok a feltáró gépet ne rongálják. Ezért kézi válogatással el kell távolítani a nagyméretű szilárd darabokat. Ez történhet részben kézzel, részben elektromágneses fémeltávolítással. További előtisztító berendezések lehetnek a rázógépek is.
Az alapanyag víztartalma nem előnyös. Különösen nem előnyös, ha a nedvességtartalom meghaladja a betáplált alapanyag tömegének 8%-át. Bár a víztartalom a feldolgozás során elpárolog, a pára a berendezés más, hideg helyein lecsapódhat, ez pedig meghosszabbítja a feldolgozás időtartamát. Ezért célszerű az alapanyagot jelentő hulladék előmelegítése. Az előmelegítés eltávolítja a nedvességet, és az előmelegítés hője a következő lépésben hasznosul.
A nagy hőveszteség elkerülése érdekében előnyös minimum 20 °C hőmérsékletű feltárandó anyagot bevinni a feltárógépbe. Ez a hőmérséklet nagyobb is lehet, akár 50 ’C is, de a legmagasabb hőmérsékletnek nem szabad meghaladnia a legkisebb olvadáspontú műanyaghulladék olvadási pontját.
Az előválogatott anyag a feltárógépbe kerül. Itt történik az anyag megömlesztése nyomás és hő segítségével. Ez a berendezés mentes minden forgó-, vágó-, szárító-, metsző- vagy aprítóművelettől. A berendezés egyetlen mozgó része a prés. Ez egy folyamatos üzemű berendezés. A présnyomás, amely a műanyaghulladék megolvasztásához szükséges, 104 és 3,0* 107 Pa (0,1-300 kg/cm2) közti tartományban van, előnyösen 2,4* 107 Pa (240 kg/cm2). A nyomás az anyagot melegen tartott hőközlő felületre nyomja, így a különböző felülettel közölt hő maximálisan kihasználható. A hőközlő felületek által leadott hő ezen a nyomáson elegendő a vegyes műanyaghulladék feltárására, megömlesztésére. Az érvényesülő nyomásérték függ a betáplált hulladék tartalmától, összetételétől.
Mivel a hulladék összetétele változó, vagyis különböző típusú műanyaghulladékok különböző arányú keverékeiből áll, a betáplált vegyes anyag olvadáspontja egyértelműen nem határozható meg. A lényeg az, hogy a technológiai folyamat azt eredményezze, hogy a műanyaghulladék HBD (high búik density) értéke legalább 0,5 kg/dm3 térfogatsúlyra nőjön. A hőközlő felület hőmérséklete 240 °C és 300 °C, előnyösen 250 °C és 280 °C között van, legelőnyösebben 270 °C.
Az eljáráshoz nem feltétlenül szükséges, hogy az összes anyag elérje a megömléshez szükséges hőmérsékletet, csak az a cél, hogy a vegyes hulladék térfogatának radikális csökkenése végbemenjen, és az így kapott anyag a következő lépésbe egyenletesen átjuttatható legyen. Ennek megítélése szemrevételezéssel és gyakorlati tapasztalat biztosításával történik.
A préselés és hő hatására a megömlő anyag hőmérséklete a 130 °C és 290 °C közti tartományban van, előnyösen 240 °C. Ezen a hőmérsékleten jut át az anyag a belső keverőgépbe.
A feltárógépből tehát részben vagy teljesen megömlött anyag préselődik ki. Ez az anyag még nem kellően homogén, és lehűtés után ugyanúgy szétosztályozódhat, széteshet, mint a technika állása szerinti eljárással kapott mátrixanyagok. Ezért csak a feldolgozási technológia következő kötelező lépése biztosítja a találmány szerinti mátrixanyag kialakítását. Ez a lépés a belső keverés megfelelő gépen, amely az előző lépéssel kombinálva gyökeresen megváltoztatja a műanyaghulladék újrafeldolgozásának technológiáját.
A találmány szerinti eljárásban alkalmazott belső keverőgép az anyagot úgy keveri, teszi ki nyíró és nyomó igénybevételnek, hogy ezek az anyagok molekuláris szinten átrendeződjenek, egyes régi molekuláris kapcsolatok megszakadjanak, és más anyagok viszont molekuláris szinten legyenek képesek kapcsolatba lépni más anyagokkal. Az előző lépésből, vagyis a feltárási folyamatból kilépő, nem tökéletesen feltárt anyag közvetlenül a belső keverőgépbe kerül. Ez a gép egy szakaszos üzemelésű berendezés, amely hő hozzáadásával az anyagot homogenizálja, és biztosítja a megolvadt anyag tökéletes eltávolításának lehetőségét is gépből a folyamat végén.
A belső keverőgépnél fontos, hogy a hőmérséklet ne haladja meg azt az értéket, amely az anyag minőségromlását eredményezheti. Ennek meghatározása tapasztalati úton történik az anyag hőmérsékletének és állagának figyelésével.
Az így kapott kész anyag már olvadt állapotban is találmány szerinti mátrixtermék, amelyből töltőanyag hozzáadásával már itt elindulhat egy következő technológiai lépés a töltőanyagos kompozit anyagok kialakítására.
Az olvadt mátrixanyag a keverőgépből kiszerelőgépbe kerül, amelynek szerszáma lehet présszerszám, fröccsöntő szerszám, vagy egy fröccssajtoló szerszám, kalander vagy extruder. A préselt mátrixanyag önmaga is lehet termék, töltőanyagok hozzáadásával pedig alapanyaga lehet kompozit anyagok előállításának.
Tipikus példa szerint a megolvadt anyag zárt présszerszámba jut, amely a végső formára van alakítva, ebben hűl le és kapja meg a végleges formáját a termék. A deformálódás és a megszlvódás elkerülése érdekében a nyomást a lehűtés végéig fenn kell tartani.
Az így kapott mátrixanyag, amely az eljárás során keresztülment a feltárás, keverés és melegen sajtolás
HU 225 951 Β1 technológiai lépésein, egy kémiailag stabil, sajátos fizikai tulajdonságokkal bíró, nyomásálló, nagy szakítószilárdságú anyag, amely kézzel és géppel megmunkálható. Sűrűsége előnyösen 0,6-1,3 g/cm3 között van, ezt azonban befolyásolja a szemét összetétele. Az anyag az UV-sugárzásnak ellenáll, éppen a benne található szennyeződés miatt. Ez az anyag tulajdonságainak jelentős változása nélkül ellenáll az időjárás szélsőségeinek.
Ez a mátrixanyag önmagában is tekinthető feldolgozható végterméknek, de fő alkalmazási területe mégis az, hogy alapanyagként szolgál a legkülönbözőbb területen felhasználható kompozit anyagok előállításához. A találmány szerinti mátrixanyagból a kompozit anyag töltőanyagok hozzáadásával alakul ki. A töltőanyag hozzáadása történhet a mátrixanyag elkészítésének utolsó részét képező belső keverés folyamán. Ez esetben elmarad a töltőanyagtól mentes mátrixanyag préselése és hűtése, és a préselésen és hűtésen már a töltőanyagos kompozit anyag megy keresztül. Elméletileg és gyakorlatilag is kivitelezhető ugyan, hogy kompozit anyag előállításának alapanyaga a már korábban előállított mátrixanyagtömb legyen, ez esetben azonban a töltőanyag hozzáadása előtt fel kell olvasztani, és a töltőanyagot ehhez az olvadt mátrixanyaghoz kell hozzáadni, ez pedig jelentős újabb hőigényt jelent, ami nehezen elviselhető többletköltséget jelent az olcsó terméknél.
Az eljárás végtermékei között megkülönböztethetjük a tiszta (töltőanyagtól mentes) anyagot, amelyet a megkülönböztetés érdekében mátrixanyagnak nevezünk, és a töltőanyagot tartalmazó anyagot, amely a tiszta anyagból, vagyis a mátrixanyagból készül töltőanyagok hozzáadásával, ezt nevezzük kompozit anyagnak.
A kompozit anyag előállításához szinte bármilyen töltőanyag felhasználható, amely összeférhető fizikailag és kémiailag a mátrixanyaggal. A létrejövő kompozit anyag egyetlen kritériuma, hogy a környezetre ne legyen ártalmas.
A teljesség igénye nélkül töltőanyagokra példaként megemlítjük a következőket, anélkül, hogy találmányunkat csak ezekre korlátoznánk:
- szerves anyagok, elsősorban mezőgazdasági és feldolgozóipari anyagok, mint papírhulladék és bőrhulladék (a krómmal kezelt kivételével);
- szervetlen ipari hulladékok, mint autógumi-granulátum, ebből keletkező kordszálak, gumival kevert acélabroncs-hulladék, üveg (színes is) hulladék; és különösen hőre keményedő műanyagok, nyomtatott áramkörök és az elektronikai berendezések másra nem használható maradékai,
- ásványi eredetű anyagok, mint föld, téglatörmelék, kavics, zúzottkő, gránit, mészkő, márvány, andezit, de különösen téglatörmelék.
Az adalékok felsorolásánál is felismerhető az a kettős szemlélet, hogy nem csak a kapott kompozit anyag technológiai alkalmassága fontos, hanem az is, hogy eközben az ipari és kommunális hulladékból további káros anyagok tűnjenek el és alakuljanak értékes termékké.
A mátrix, vagyis a töltőanyagok nélküli termék, már önmagában is széles körű felhasználást nyerhet. A teljesség szándéka nélkül felsorolunk ezek közül néhány alkalmazási területet. Lehet fahelyettesítő alapanyag; az építőiparban zsalu, ideiglenes kerítés, dúcolás, deszkák alapanyaga; kertépítő anyagok, mint padok, kerítések, karók alapanyaga, vízépítő és útépítő anyag. Vízálló burkolatok, hő- és elektromos szigetelések burkolatainak alapanyaga; gát védelme rágcsálók ellen, árvízvédelmi lemezek, rudak. Általában elmondható, hogy ez az anyag számos helyen alkalmas felhasználásra fa helyett, ezáltal kímélve az erdőket és szemetet hasznosítva értékes célra.
A töltőanyagokkal kialakított kompozit anyagok lényegében ugyanezeken a területeken találnak alkalmazást. Ezek a töltőanyagok módosítják az eredeti mátrixanyag tulajdonságait. Az adott feladat szabja meg a töltőanyag mibenlétét, és ezt az adott célnak megfelelően, kísérleti úton kell meghatározni.
Az eddigiekben részletesen feltártuk az eljárásokat, annak lépéseit, és jellemeztük az eljárással kapott anyagokat. A továbbiakban néhány kiviteli példában ismertetünk egy-egy konkrét megoldást, de ezek a kiviteli példák csak a szemléltetés célját szolgálják, és semmiképpen sem kívánják korlátozni a találmány oltalmi körét.
1. példa. Gyári telephelyen keletkező, 55% polietilént, 25% polipropilént, 10% polipropilénzsineget és 10% szervetlen szemetet tartalmazó gyári hulladékot a feltáróberendezésbe betápláljuk, és a betáplált anyagot 2,4*107 Pa (240 kg/cm2) nyomással melegítés közben préseljük, és 240 °C hőmérsékleten megömlő anyagot belső keverőgépre visszük át. A belső keverőgépben 250 °C hőmérsékleten melegítés közben alakul ki a mátrix végtermék. Ezt a mátrix végterméket a keverőgépből kijuttatjuk, és a még 220-240 °C-os anyagot egy végső formát biztosító présszerszámba helyezzük, ahol az anyag a zárt szerszámban lehűl nyomás alatt tartva, és elnyeri végső formáját.
2. példa. Az eljárás az 1. példának megfelelő, de a feltáróberendezésben 160 °C hőmérsékletet alkalmazunk, az alapanyag összetétele 55% polietilén csomagolóanyag, 5% polipropilén, 10% papír, 5% PET-palack, 5% szervetlen szemét, 5% egyéb szerves szemét. Az alkalmazott szemét műanyagtartalma tehát kisebb olvadáspontú.
3. példa. Az eljárás az 1. példának megfelelő, de a feltáróberendezésben présnyomásként 0,5* 107 Pa nyomást (50 kg/cm2) alkalmazunk, az alapanyag összetétele 25% polialkilén zsugorfólia, 15% polietilén, 10% PVC-huzathulladék, 50% big-bag zsák polipropilén. Az alkalmazott szemét műanyagtartalma tehát kisebb olvadáspontú.
4. példa. Az eljárás az 1-3. példák bármelyikének megfelelő, de a belső keverőgépbe töltőanyagként az olvadt masszának megfelelő tömeg 25%-ának megfelelő vegyes mezőgazdasági hulladékot adagolunk. A további feldolgozás megfelel az 1. példában leírtnak.
5. példa. A belső keverőgépben olyan masszát állítunk elő, amely 15% polipropilén pántolóanyagból,
HU 225 951 Β1
20% poharaidból és 10% polialkilén zsugorfóliából és töltőanyagként 50% gumidarából vagy -granulátumból áll.
6. példa. A belső keverőgépben olyan masszát állítunk elő, amely mátrixmasszaként 3% polipropilénből, 2% poharaidból, 5% PVC-ből és 7% polietilénből áll, és töltőanyagként 83% gumidarából áll. Ebből az anyagból elsősorban gumitégla alakítható ki.
7. példa. A belső keverőgépben olyan masszát állítunk elő, amely mátrixmasszaként 15% polietilénből, 15% polipropilénből, 2% PVC-ből és 8% poliamidból áll, és töltőanyagként 60% zúzott kavicsból vagy kőtörmelékből áh.
8. példa. Az 1-3. példák bármelyikében kapott készítmény mátrixmasszából megfelelő alakítószerszám alkalmazásával 1 m2-es, 20 mm vastagságú lapot alakítunk ki.
9. példa. Az 1-3. példák bármelyikében kapott képlékeny mátrixmasszából megfelelő alakú szerszám segítségével 10 mm falvastagságú, 500*200 mm-es virágtartó ládát állítunk elő.
10. példa. A 4. példában kapott képlékeny, adalék anyagos kompozit masszából megfelelő alakítószerszám alkalmazásával 1 m2-es, 20 mm vastagságú lapot alakítunk ki.
11. példa. A 2. példában kapott képlékeny mátrixmasszából megfelelő alakítószerszám segítségével 5 mm falvastagságú, 500*200 mm-es virágtartó ládát alakítunk ki.
12. példa. Euro-paletta rakodólapbakokat állítunk elő az 1. példa szerinti eljárással, amelyben a mátrixanyag 15% polietilént, 20% polipropilént, 5% PVC-t, 10% polisztirolt és töltőanyagként 50% vegyes, mezőgazdasági hulladékot tartalmaz.
13. példa. Az 1-3. példa szerinti eljárás, ahol a mátrixmasszába 50% téglatörmelék töltőanyagot adunk.
14. példa. Játszóterek legömbölyített szegélyköveinek kialakítása a 6. példa szerinti kompozit masszából.
A kapott végtermék további előnye, hogy saját anyagával, illetve a mátrixanyaggal hegeszthető. Ez további termékek kialakítását, illetve felhasználását segíti elő.

Claims (13)

1. Eljárás mátrixanyag előállítására kommunális és ipari szemétből származó hőre lágyuló műanyaghulladékból a nevezett hulladék feltárógépben megolvasztásával és az olvadt műanyag átjuttatásával homogenizálóberendezésbe, majd kívánt esetben a kapott olvadék feldolgozásával, azzal jellemezve, hogy a kommunális és ipari szemét válogatatlanul, előtisztítás, aprítás nélkül, szennyezetten, szárazon kerül a hőátadó felületekkel ellátott feltárógépbe, ahol a hulladék műanyagtartalma a feltárógép présnyomása és az anyaggal közölt hő együttes hatásának segítségével nagyrészt megolvad, közel homogénné válik, ahol a nevezett présnyomás 0,5*107 Pa és 2,4*107 Pa között van, és a nevezett hőmérséklet 200 °C és 280 °C között van, és a jórészt megolvadt műanyag extrudálás nélkül kerül át 200 °C és 260 °C közti hőmérsékleten fűtött belső keverőbe, ahol intenzív keverés és hőközlés mellett megy végbe a teljes megolvadás és homogenizálás, és a keletkezett mátrixanyagból kívánt esetben préselt termék alakítható ki.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nevezett száraz hulladék 20-50 °C hőmérsékleten kerül a feltáróberendezésbe.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a feltáróberendezésben 1,2-1,6*107 Pa nyomást alkalmazunk.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a feltáróberendezésben alkalmazott, hőátadó felületek révén közölt hőmérséklet 240-280 °C.
5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a feltáróberendezést elhagyó, jórészt megolvadt anyag 250-270 °C hőmérsékleten kerül a belső keverőberendezésbe.
6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a belső keverőberendezésben keletkezett olvadt mátrixanyagból hűtés és nyomás alkalmazásával préselt terméket alakítunk ki.
7. Eljárás kompozit anyagok előállítására az 1-6. igénypontok bármelyike szerint gyártott mátrixanyagból megfelelő töltőanyaggal, azzal jellemezve, hogy a töltőanyagot az olvadt mátrixanyaghoz adjuk, és a kompozit végterméket ennek keverésével és melegítésével kapjuk meg, és ha szükséges, ezt a végterméket préseléssel alakítjuk ki, hogy a kívánt méretű öntött anyagot kapjuk meg.
8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az olvadt terméket a szerszámban hűtjük le nyomás alatt.
9. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szerves anyagot viszünk be töltőanyagként.
10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szerves anyagként mezőgazdasági és feldolgozóipari szerves anyagot viszünk be, beleértve a bőrhulladékot is.
11. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szervetlen anyagot viszünk be töltőanyagként.
12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szervetlen ipari hulladékként autógumi-granulátumot, ebből származó kordszálakat, gumival kezelt acélabroncs-hulladékot, üveget vagy hőre keményedő műanyagdarálékot adunk, ásványi anyagként pedig földet, téglatörmeléket, kavicsot, zúzottkövet, gránitot, mészkövet és márványt alkalmazunk.
13. Kompozit anyag, amely a 7. igénypont szerint előállított mátrixanyagból és 10-95% tisztítatlan szervetlen hulladékból, mint földből, fémből és zúzott ásványi anyagokból, elsősorban zúzott téglából, kőből, gránitból, mészkőből, márványból és andezitből áll.
HU0401134A 2004-06-07 2004-06-07 Method for processing of polymer wasts to obtain matrix material; the matrix material and the composite material HU225951B1 (en)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0401134A HU225951B1 (en) 2004-06-07 2004-06-07 Method for processing of polymer wasts to obtain matrix material; the matrix material and the composite material
PL05750934T PL1755846T3 (pl) 2004-06-07 2005-06-03 Sposób przetwarzania odpadów tworzyw sztucznych w celu otrzymania materiału matrycowego; materiał matrycowy i materiał kompozytowy
CA 2570485 CA2570485A1 (en) 2004-06-07 2005-06-03 Method for processing plastic waste to obtain matrix material; the matrix material and the composite material
ES05750934T ES2293585T3 (es) 2004-06-07 2005-06-03 Metodo para procesar residuos plasticos para obtener material matriz; el material matriz y el material compuesto.
AT05750934T ATE372199T1 (de) 2004-06-07 2005-06-03 Verfahren zur verarbeitung von kunststoffabfall zum erhalt von matrixmaterial, das matrixmaterial und das verbundmaterial
EP05750934A EP1755846B1 (en) 2004-06-07 2005-06-03 Method for processing plastic waste to obtain matrix material; the matrix material and the composite material
SI200530093T SI1755846T1 (sl) 2004-06-07 2005-06-03 Postopek predelave odpadkov iz umetnih snovi, da se dobi matricni material; matricni material in kompozitni material
DE200560002369 DE602005002369T2 (de) 2004-06-07 2005-06-03 Verfahren zur verarbeitung von kunststoffabfall zum erhalt von matrixmaterial, das matrixmaterial und das kompositmaterial
PCT/HU2005/000059 WO2005120790A1 (en) 2004-06-07 2005-06-03 Method for processing plastic waste to obtain matrix material; the matrix material and the composite material
US11/631,653 US20070272775A1 (en) 2004-06-07 2005-06-03 Method for Processing Plastic Waste to Obtain Matrix Material; the Matrix Material and the Composite Material
CNA2005800243144A CN1988991A (zh) 2004-06-07 2005-06-03 加工塑料废料获取基质材料的方法,基质材料与复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0401134A HU225951B1 (en) 2004-06-07 2004-06-07 Method for processing of polymer wasts to obtain matrix material; the matrix material and the composite material

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU0401134D0 HU0401134D0 (en) 2004-08-30
HUP0401134A2 HUP0401134A2 (en) 2007-01-29
HU225951B1 true HU225951B1 (en) 2008-01-28

Family

ID=89985279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0401134A HU225951B1 (en) 2004-06-07 2004-06-07 Method for processing of polymer wasts to obtain matrix material; the matrix material and the composite material

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20070272775A1 (hu)
EP (1) EP1755846B1 (hu)
CN (1) CN1988991A (hu)
AT (1) ATE372199T1 (hu)
CA (1) CA2570485A1 (hu)
DE (1) DE602005002369T2 (hu)
ES (1) ES2293585T3 (hu)
HU (1) HU225951B1 (hu)
PL (1) PL1755846T3 (hu)
SI (1) SI1755846T1 (hu)
WO (1) WO2005120790A1 (hu)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011135388A2 (en) 2010-04-27 2011-11-03 Kiss Jozsef Method for producing building products and the product formed by the method

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2749908C (en) 2009-01-15 2014-10-21 Nova-Arena Ltd. A composite material and method of preparing the same from substantially unsorted waste
US11046839B2 (en) 2010-07-14 2021-06-29 Ubq Materials Ltd. Plastic compositions
KR101773223B1 (ko) * 2010-07-14 2017-08-30 유.비.큐 메터리얼스 엘티디. 가황 고무와 타이어 코드 중 적어도 하나의 요소와 폐기물로부터 제조된 복합 재료
CN102199362B (zh) * 2011-03-15 2012-10-10 中国汽车工程研究院股份有限公司 一种报废热固性塑料件的回收再制造方法
CN102211402A (zh) * 2011-05-23 2011-10-12 天津大学 纤维及表面增强热固性泡沫塑料废弃物板材及制备方法
CN102423909A (zh) * 2012-01-05 2012-04-25 银万平 一种废旧塑料混合处理的方法
HUP1500335A2 (en) 2015-07-17 2017-01-30 Tibor Rozsas Installation and process for converting of wastes
RU2643953C1 (ru) * 2017-04-27 2018-02-06 Егор Владимирович Кулигин Способ переработки текстильного корда
FR3080624B1 (fr) * 2018-04-27 2020-11-20 Arkema France Procede de recyclage de composite a bilan energetique ameliore
CN111019577B (zh) * 2019-12-05 2021-04-02 杭州之江新材料有限公司 一种热固化胶回料性能恢复方法
US11353394B2 (en) 2020-09-30 2022-06-07 X Development Llc Deformulation techniques for deducing the composition of a material from a spectrogram
CN116116859A (zh) * 2023-02-24 2023-05-16 台成环保科技股份有限公司 轻物质再循环利用方法及装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169089A (en) * 1978-03-31 1979-09-25 Argus Chemical Corporation Hydroxybenzophenone stabilizer composition
BE900982A (fr) * 1984-10-22 1985-03-01 Bunyan Richard J Procede de transformation de dechets de matieres plastiques en des articles.
US5217655A (en) * 1991-07-09 1993-06-08 Envirotrust Technologies Inc. Methods for preparation of composite materials
CA2104311C (en) * 1993-08-18 2000-10-31 Guenter Baatz Rubber vehicular impact barrier
IT1267607B1 (it) * 1994-12-23 1997-02-07 Europlastica S R L Procedimento perfezionato per il riuso di rifiuti solidi urbani
US5746958A (en) * 1995-03-30 1998-05-05 Trex Company, L.L.C. Method of producing a wood-thermoplastic composite material
US5624620A (en) * 1995-05-03 1997-04-29 Turner; James E. Process for making non-extruded molded boards and sheet products
US5851469A (en) * 1995-12-27 1998-12-22 Trex Company, L.L.C. Process for making a wood-thermoplastic composite
DE29803351U1 (de) * 1997-07-03 1998-05-07 Vöst, Günther, 86399 Bobingen Platte aus zerkleinerten Kunststoffabfällen
HU218968B (hu) * 1997-12-05 2001-01-29 Tvk-Ecocenter Kft. Eljárás vegyes műanyaghulladék átalakítására
NL1012899C2 (nl) * 1999-08-24 2001-02-27 Ir Mattheus Jacobus Poiesz Pro Werkwijze voor het recycleren van kunststoffen alsmede de hiermede vervaardigde voortbrengselen.
AT410943B (de) * 2001-10-23 2003-08-25 Markus Dipl Ing Rettenbacher Formkörper aus naturfasern und kunststoff, seine herstellung in gegenwart von feuchtigkeit und dessen verwendung
CA2366430A1 (en) * 2002-01-02 2003-07-02 Chengjie Zhang Composite plastic materials produced from waste materials and method of producing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011135388A2 (en) 2010-04-27 2011-11-03 Kiss Jozsef Method for producing building products and the product formed by the method

Also Published As

Publication number Publication date
CN1988991A (zh) 2007-06-27
SI1755846T1 (sl) 2008-02-29
PL1755846T3 (pl) 2008-03-31
US20070272775A1 (en) 2007-11-29
HUP0401134A2 (en) 2007-01-29
HU0401134D0 (en) 2004-08-30
ATE372199T1 (de) 2007-09-15
DE602005002369T2 (de) 2008-07-31
CA2570485A1 (en) 2005-12-22
EP1755846B1 (en) 2007-09-05
WO2005120790A1 (en) 2005-12-22
EP1755846A1 (en) 2007-02-28
ES2293585T3 (es) 2008-03-16
DE602005002369D1 (de) 2007-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1755846B1 (en) Method for processing plastic waste to obtain matrix material; the matrix material and the composite material
Goodship Introduction to plastics recycling
AU656696B2 (en) Method for preparation of composite materials
Siddique et al. Use of recycled plastic in concrete: A review
CN101139453B (zh) 循环混熔塑木合成材料、生产方法和用其制造的货运托盘
US20140220280A1 (en) Process of recycling plastics, products and applications thereof
EP0692356A2 (en) Method for preparing automobile shredder residue - synthetic plastic material composite
CN103154098A (zh) 来自废弃物以及固化橡胶和轮胎帘布中的至少一种成分的复合材料
EP1863620A2 (en) Method and system for processing waste materials
US20100297372A1 (en) Recycled materials strengthening process, system, and products
KR102216447B1 (ko) 재생 플라스틱 제조방법
KR100441835B1 (ko) 폐 섬유사를 이용한 재활용 칩의 제조방법
JPH0671647A (ja) 廃棄物の再資源化方法
JPH05147036A (ja) 廃プラスチツクの再生方法及び再生装置
EP1354681A1 (en) Moulded product comprising a thermoplastic component and a particulate filler material and method for producing the same
WO2000061669A1 (en) Conversion of plastics material into composite product
KR20030014929A (ko) 생활폐기물을 이용한 건축자재의 제조방법 및 이에 의한건축자재
CA3110723A1 (en) Method and system for forming a composite material
JPH08131989A (ja) 有機繊維廃材の再生処理方法
WO2008060086A1 (en) An apparatus for manufacturing a polymer concrete product by using disused polyethylene and a method using the same
KR20230132007A (ko) 필름 시트형 생활계 폐플라스틱 재생방법
KR200399553Y1 (ko) 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치
US8603604B1 (en) One-piece encapsulated plastic product formed from multiple recycled products
WO2009106905A1 (en) Apparatus for processing miscellaneous plastic wastes to obtain matrix material or composite material
Chukwudum Wealth generation through recycling of material for reuse

Legal Events

Date Code Title Description
GB9A Succession in title

Owner name: NEMETH MIKLOS, HU

Free format text: FORMER OWNER(S): SZILVASSY MIHALY, HU; NEMETH MIKLOS, HU

Owner name: SZILVASSY MIHALY, HU

Free format text: FORMER OWNER(S): SZILVASSY MIHALY, HU; NEMETH MIKLOS, HU

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees