KR102205183B1 - 폴리올레핀 재순환물의 생성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리올레핀 재순환물, 구체적으로는 HDPE 재순환물의 생성 방법에 관한 것이다. 특정된 순서로, 색-혼합된 폴리올레핀-함유 기를 저온에서 세척하고, 알칼리 매질 중에서 증가된 온도에서 세척하고, 플레이크-분류하고, 증가된 온도에서 처리하여 이동 물질을 제거한다. 상기에 언급된 방법에 의해, 지금까지 상업적으로 입수가능한 재순환물에 비해 상당히 개선된 정도의 순도를 갖는 폴리올레핀 재순환물이 얻어질 수 있고, 상기 재순환물은 신규한 소비자 생성물 패키징의 생성에 사용가능하다. 추가로, 압출 공정 동안 형성된 이동 물질의 분해 생성물로 인한 공지된 폴리올레핀 재순환물과 관련된 불쾌한 냄새가 크게 방지된다.

Description

폴리올레핀 재순환물의 생성 방법

본 발명은 폴리올레핀 재순환물, 보다 특히 HDPE 및 PP 재순환물의 개선된 생성 방법에 관한 것이다.

폴리올레핀은, 이들의 가공 용이성 및 내약품성에 기초하여, 수많은 가능한 용도를 갖고, 약 45%의 비율로 유럽에서 소비자 플라스틱의 최대 개별 그룹을 나타내는, 강건하고 가요성인 플라스틱이다.

지금까지, 폴리올레핀 플라스틱의 사용에 대한 최대 분야는 패키징 분야이다. 플라스틱 패키징의 광범위한 존재는 이것이 거듭 환경 논의의 주목을 받게 한다. 수집, 분류, 및 재활용에 대한 임의의 적합한 기반시설의 부재로, 해양 오염에 대한 논의에 의해 명백해진 바와 같이, 플라스틱 패키징은 문제가 될 수 있다. 다양한 범위에서 다양한 정도로, 이러한 기반시설은, EU 패키징 지침에 의해, 그리고 상응하는 국내 입법에 의해 시작된 지난 25년간 유럽 전반에서 구성되어 왔다. 독일에서는, 이 기반시설이 옐로우 백/옐로우 빈 유형의 차단 시스템에 의해, 그리고 분류 및 재활용을 위한 관련 접근 및 플랜트에 의해 구성되어 있다. 이들 기반시설의 장기간 실행가능성 및 기타 다른 국가로의 이들의 확장은 재순환 플라스틱에 대한 산업에서의 수요에 매우 본질적으로 의존하며; 보다 높은 품질의 재순환물이 사용가능할수록, 이러한 수요의 발달이 보다 좋아질 것이다.

PET로부터 제조된 패키징의 경우, 이는 오늘날 이미 폐회로(closed loop)에서 수행되고 있으며, 패키징 플라스틱은 패키징 제조를 위한 다음 사용 사이클에서 다시 사용되고 있다. 폴리올레핀의 경우, 발생되는 문제는, 표준 재순환 공정으로부터, 폴리올레핀은 혼합 색으로 가공되고, 이는 또한 재순환된 물질에서 재발된다는 것이다. 그 결과, 출발 물질의 조성에 따라, 그에 따라 생성되는 최종 생성물이 다양한 회색 음영을 갖는다. 지금까지 이용가능한 재순환 공정은 또한 폴리올레핀 플라스틱 상에 나머지 오염물을 남기기 때문에, 가공된 생성물에 통상적인 재순환물 냄새 제거가 적용되고, 이는 근거리 사용자 용품을 제외시킨다. 그 결과, 폴리올레핀 플라스틱의 경우, 이용가능한 용품이 주로 이제는, 최종 사용자로부터 보다 원거리에 있는 "개회로(open-loop)" 용품이며; 다시 말해서, 재순환물이 다시 패키징으로 가공되기보다는, 그 대신에 긴 수명의 플라스틱 생성물(예를 들어, 건설 분야로부터)로 가공된다.

폴리올레핀 플라스틱의 재생 사용에 대한 특정 방해 요인은 폴리올레핀의 1차 사용 동안 소량으로 흡수되는 가외의 물질이다. 예를 들어, 샴푸용 폴리에틸렌 패키징은 샴푸로부터의 착향제와 같은 무극성 성분을 흡수할 수 있고, 이는 그 후 물로 세척함으로써 간단히 제거될 수 없다. 이러한 종류의 폴리올레핀 재순환물이, 예를 들어 압출 작업의 경우와 같이, 높은 열 부하에 노출되면, 이들 이동성 물질은 분해되고, 이는 통상적인 불리한 재순환물 냄새의 실질적인 원인이 된다.

또 다른 방해 요인, 특히 폴리올레핀 패키징 물질에 영향을 주는 방해 요인은, 이 물질이 (예를 들어, PET 음료 패키징과 달리) 비교적 균일한 색의 출발 물질로서 수용되지 않는다는 것이다. 지금까지 통상적인 분류 방법의 사용시, 이는 상기에 언급된 바와 같이 다양한 회색 음영의 생성물을 초래한다.

이에 대한 예외는, 예를 들어, 우유 병 형태의 균일한 패키징에 대한 특정 수집 시스템이며, 이는 기타 다른 음료 패키징과 같이, 예를 들어 그레이트 브리튼의 수퍼마켓에서 별도로 수집된다. 그러나, 종종 상이한 색의 폴리올레핀 패키징뿐만 아니라, 유의한 비율의 기타 다른 플라스틱 및 가외의 물질, 예컨대 금속, 목재 또는 종이를 포함하는 대부분의 폴리올레핀 패키징은 단지 물질의 유형(예를 들어, "PE")에 따라 분류되며, 상기에서 설명된 바와 같이, 통상적으로 분쇄되고 저온수로 세척된 후, 과립화되고, 통상적으로 버진(virgin) 제품의 가격 훨씬 미만인 소득 수준에서 원거리 소비자 용품에서 사용된다.

원료 가격 상승의 장기적 추세 및 또한 지속적으로 생성되는 생성물의 상승하는 수요에 대해 조정하기 위한 소비재 산업 내에서 인지되는 압력은, 폴리올레핀 패키징 폐기물, 특히 가정으로부터의 폐기물이 최종 사용자에 대한 패키징에서 다시 사용되기 위해 가공될 수 있게 하는 방법에 대한 요구를 야기하였다. 이를 위해, 방법은, 불쾌한 냄새를 갖는 부산물을 생성하지 않으면서, 재생 압출을 위해 전송될 수 있는 극도로 정화된 재순환물 생성물을 제공하여야 한다. 또한, 방법은, 시장에서 경쟁력 있는 생성물을 제공하도록, 많은 처리량에서도, 최소의 복잡성으로, 그리고 저비용으로 수행될 수 있어야 한다. 본 발명은 이러한 요구와 연관되는 것이다.

본 발명은 일반적으로, 혼합 색을 갖는 폴리올레핀-함유 폐기물로부터 폴리올레핀 재순환물을 생성하는 방법을 개시한다. 개시된 방법은 보다 특히 이동 사건의 결과로 폴리올레핀 내에 혼입된 오염 구성성분으로부터 폴리올레핀을 분리할 수 있지만, 방법은 또한 폴리올레핀의 표면에 부착된 또는 폴리올레핀과 혼합물로 존재하는 오염 구성성분을 분리할 수도 있다.

구체적으로, 본 발명은,

(i) 혼합 색 폴리올레핀 폐기물 분획물을, 열 에너지 공급 없이, 물로 처리하는 단계,

(ii) (i)로부터 얻은 폴리올레핀 폐기물 분획물을, 적어도 60℃의 온도에서 알칼리 매질로의 세척에 의해 처리하는 단계,

(iii) (ii)로부터 얻은 폴리올레핀 폐기물 분획물을 플레이크(flake)-분류하여, 각각 폴리올레핀을 농축된 형태로 포함하는 하나 이상의 단색 폴리올레핀 폐기물 분획물을 제공하는 단계,

(iv) 이전 단계로부터 얻은 단색 폴리올레핀 폐기물 분획물을, 50℃ 내지 155℃ 범위의 온도에서, 바람직하게는 적어도 60분의 기간 동안 처리하는 단계

를 포함하며, 여기서 단계 (ii) 및 (iii)은 또한 반대 순서로 수행될 수 있는 것인, 혼합 색을 갖는 폴리올레핀-함유 폐기물로부터 소비자 생성물 생성에 적합한 폴리올레핀 재순환물을 생성하는 방법에 관한 것이다.

상기에서 단계 (ii) 및 (iii)은 또한 반대 순서로 수행될 수 있다고 기재된 경우, 이는, 이 경우에 과정 중에 열 에너지가 공급되지 않는 수 처리 (i) 후에, 수 처리로부터 얻은 폴리올레핀 폐기물 분획물에 대한 플레이크-분류 작업으로부터 하나 이상의 단색 폴리올레핀 폐기물 분획물을 제공하고, 그 후에 적어도 60℃의 온도에서 알칼리 매질로의 세척에 의한 폐기물 분획물의 처리가 이어짐을 의미한다. 이 경우 (iv)에 기재된 처리는 상기 세척의 하류에 배치된다.

본 발명의 방법에서 출발 물질로서 도입되는 폴리올레핀 폐기물 분획물은 임의의 적합한 폴리올레핀 및/또는 폴리올레핀의 혼합물의 폐기물 분획물일 수 있다. 그러나, 폴리올레핀 폐기물 분획물이 주로, 즉, 적어도 75 wt%, 바람직하게는 적어도 80 wt%, 보다 바람직하게는 적어도 90 wt%의 정도로, 동일한 베이스 중합체의 폴리올레핀으로 이루어진 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 베이스 중합체는 단독중합체, 예컨대 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌, 및 또한 에틸렌 및 프로필렌과 기타 다른 α-올레핀 단량체의 공중합체를 포함하는 것으로 고려된다. 폴리에틸렌의 경우, 공지된 다양한 변형물, 예컨대 HDPE, LDPE 또는 LLDPE가 또한 각각 독립적인 베이스 중합체로서 고려되어야 한다. 본 발명과 관련하여 특히 바람직한 폴리올레핀은 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌의 변형물, 보다 특히 LDPE 및 HDPE 형태, 바람직하게는 HDPE 형태의 변형물이다.

방법에 사용될 수 있는 원료는, 통상적으로, 주요 플라스틱 구성성분별 예비 분류가 수행된 폐기물 분획물을 포함하며; 이들 분획물은 종래의 폐기물 분류 플랜트로부터 얻어질 수 있다. 이러한 종류의 예비분류된 폐기물 분획물은, 예를 들어, 압축 베일(pressed bale) 형태의 시판품으로서 이용가능하고, 이는 주로 (플라스틱 비율을 기준으로 하여, 약 90% 내지 95%) 하나 이상의 한정된 플라스틱 베이스 중합체(예를 들어, PP, HDPE 또는 LDPE)로 이루어진다.

본 발명의 방법과 관련하여, 예를 들어, 우유 병과 같은 별도로 수집된 폐기물을 사용할 수도 있다. 그러나, 이러한 별도로 수집된 폐기물은, 일반적으로 상당히 더 균일한 오염을 갖기 때문에, 본 발명의 방법은 이러한 폐기물의 가공에서 그의 이점을 충분히 발휘할 수 없다. 따라서, 본 발명의 방법에 도입하려는 폐기물 분획물은 적어도 상이한 색의 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명과 관련하여, 착색된 폴리올레핀 물품은 또한 투명, 백색 및 흑색의 것들을 포함하는 것으로 간주된다. 특히 바람직하게는, 폐기물 분획물의 주요 색을 구성하는 폐기물 분획물의 비율은 80 wt% 이하, 보다 특히 60 wt% 이하, 가장 바람직하게는 40 wt% 이하이다. 또한, 본 발명의 방법에 도입하려는 폐기물 분획물이 투명, 백색 및 나머지 착색 폴리올레핀 물품을, 바람직하게는 약 10 wt% 내지 60 wt%의 투명 물품, 약 10 wt% 내지 60 wt%의 백색 물품, 및 약 10 wt% 내지 60 wt%의 나머지 착색 물품의 비율로, 보다 바람직하게는 약 20 wt% 내지 45 wt%의 투명 물품, 약 20 wt% 내지 45 wt%의 백색 물품, 및 약 20 wt% 내지 45 wt%의 나머지 착색 물품의 비율로 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 폐기물 분획물이 상이한 용품으로부터의 패키징(예를 들어, 샴푸 패키징 및 식품 패키징)을 포함하는 것이 바람직한데, 이는 이러한 종류의 폐기물 분획물이 보다 광범위한 스펙트럼의 오염으로 오염되고, 따라서 본 발명의 방법의 이점을 충분히 돋보이게 할 수 있기 때문이다.

또한 저온 세척으로서 언급될 수 있는, 제1 단계 (i)에서는, 폴리올레핀 폐기물 분획물을 물로 세척하여 폴리올레핀으로부터 표면 상의 오염물(예를 들어, 식품 잔류물, 염 또는 종이 라벨 형태)을 제거한다. 이를 위해, 통상적으로, 세척 절차에 앞서 가열하거나 물을 첨가제로 첨가할 필요가 없다. 이 세척이 수행되는 온도는, 열 에너지가 공급되지 않는다는 점을 고려하면, 기계적 에너지 입력 및 외부 온도에 따라 달라지고, 흔히 30℃ 이하이다. 그러나, 오염 정도 및 존재하는 오염 구성성분에 따라, 저온 세척은, 단열 케이스 내에서, 예를 들어, 연마 구성성분의 첨가와 함께 기계적 건조 세척 및 후속되는 혼합물의 강력 교반으로 대체될 수 있다. 이러한 방식으로, 충돌을 통해, 오염물이 폴리올레핀 구성성분의 표면으로부터 탈착될 수 있다. 이어서, 연마성 구성성분은, 예를 들어, 폴리올레핀은 그의 밀도에 의해 물 상에 부유하지만, 연마성 구성성분은 가라앉는, 부유/침강 방법의 보조 하에, 다시 폴리올레핀으로부터 분리될 수 있다.

단계 (i) 내에서 세척을 위해, 출발 물질에, 저온 세척 전에, 하나 이상의 분쇄 단계를 적용하는 것이 유용하다. 이는, 특히 출발 물질이 공동을 갖는 패키징을 포함하는 경우에 의미가 있는데, 이는 이러한 경우 분쇄가 세척 수가 패키징의 전체 표면과 접촉할 수 있도록 보장하기 때문이다. 분쇄는 통상적으로 파쇄기, 컷팅 밀, 또는 유사한 분쇄 장치에서 수행될 수 있다. 분쇄는 습윤 상태(즉, 물 또는 수분 첨가와 함께) 또는 건조 상태로 수행될 수 있다. 게다가, 분쇄는 또한 2단 또는 다단 작업, 특히 2단 작업(바람직하게는 제1단은 건조 작업으로서, 또한 제2단은 습윤 작업으로서 디자인됨)으로 수행될 수 있다.

분쇄에 의해 확립하려는 평균 입자 크기는 약 20 mm 이하, 보다 특히 15 mm 이하, 그러나 바람직하게는 적어도 2 mm, 보다 특히 적어도 4 mm이어야 한다. 특히 유리한 입자 크기는 약 5 mm 내지 10 mm의 범위이다. 여기서 입자 크기는 각각의 입자의 최대 물리적 범위를 의미한다.

입자의 크기 분포는 다양할 수 있다. 그러나, 이상적으로는, 입자의 적어도 80%(ㅁ 10%)가 특정된 범위 내의 입자 크기를 가져야 한다.

또한, 단계 (i)에서의 처리 전에, 출발 물질에 헐거운 오염 구성성분의 물리적 제거 단계를 적용하는 것이 의미가 있을 수 있다. 헐거운 금속 또는 유리 구성성분은, 예를 들어, 자석을 사용하여 출발 물질로부터 자기 금속 구성성분을 추출함으로써, 또는 오염의 보다 큰 비중량을 활용함으로써, 출발 물질로부터 제거될 수 있다. 폴리올레핀이 유리 또는 금속보다 가볍기 때문에, 출발 물질은, 예를 들어, 오염물은 슬롯 내로 떨어지면서, 보다 가벼운 폴리올레핀 구성성분은 슬롯 상으로 이송되도록 하는 치수를 갖는 슬롯 상에서 컨베이어 벨트에 의해 이송될 수 있다. 또 다른 가능성은, 하부로부터 물질의 스트림을 기체의 스트림으로 충전시키는 것이고, 이는 보다 가벼운 구성성분을 상향 유도한다. 보다 무거운 구성성분은 보다 적은 상승을 겪기 때문에, 이들은 이러한 종류의 장치에 의해 보다 가벼운 구성성분으로부터 효과적으로 분리될 수 있다. 마지막으로, 보다 큰 비중량의 구성성분을 제거하기 위해, 폴리올레핀이 물보다 가볍다는 사실을 활용하는 부유/침강 방법을 사용할 수도 있다. 따라서, 이러한 방법에서, 폴리올레핀 구성성분은 물 상에 부유하는 분획물로서 얻어지지만, 유리 및 금속과 같은 구성성분은 물 내에 침강되고 침강물로서 분리될 수 있다.

보다 높은 비중량의 구성성분을 제거하는 상기에 특정된 분리를 위해, 이 작업은 출발 물질의 분쇄에 이어지는 것이 유용한데, 이는 이러한 수단에 의해 존재하는 출발 물질이 보다 균일해지기 때문이다. 또한, 예비로서의 분쇄는, 제거될 수 있는 오염물이 분쇄 전에 폴리올레핀 출발 물질의 공동 내에 위치하는 것들을 포함한다는 이점을 갖는다.

분쇄 전에, 출발 물질이 색 및/또는 중합체별로 대강 분리되는 것이 추가로 유용할 수 있는데; 여기서는, 구체적으로, 투명, 백색, 및 (나머지) 착색 구성성분 및 중합체 유형으로의 대강의 분할이 수행될 수 있다. "대강"의 색 분류는, 출발 물질이 이들의 주요 색에 따라 세분되어야 하며, 여기서 혼합 색을 갖는 소비자 생성물은 이들의 주요 색에 상응하는 색 분획물로 지정됨을 의미한다. 유사한 설명이 "대강"의 중합체 분류에 대하여 적용되고, 이는 주요 중합체에 따라 분류되는 것이다. 예를 들어, HDPE 병은 종종 PP 캡을 갖고; 이 경우, 이들 병은 HDPE 중합체로 지정된다.

오염된 세척 수의 비말 동반을 막기 위해, 단계 (i)로부터 얻어진 폴리올레핀 폐기물 분획물에, 방법의 후속 단계를 적용하기 전에, 가능한 한 완전히 그의 기계적 탈수를 수행하는 것이 의미가 있다.

또한 고온 세척으로서 언급되는, 제2 단계 (ii)에서는, 폴리올레핀 폐기물 분획물을 고온에서 알칼리 수용액으로 처리한다. 이 단계에서는, 첫번째로, 출발 물질에 부착된 접착제 또는 인쇄 라벨의 잔류물을 부분화하고 제거할 뿐만 아니라, 두번째로 저온 세척 내에서 출발 물질로부터 분리가능하지 않은 나머지 오염물을 제거한다. 용어 "인쇄 라벨"은, 예를 들어, 음료 또는 샴푸 병과 같은 패키징 상에 직접 인쇄된 잉크를 지칭한다. 예를 들어, 무알콜 음료 병은 흔히 에폭시계 잉크로 인쇄된다. 추가로 알칼리 처리는 아크릴레이트 또는 에틸렌-비닐 알콜(예를 들어, EVOH 필름)을 기재로 하는 중합체 코팅을 제거할 수 있다.

단계 (ii)는 통상적으로 적어도 60℃, 보다 특히 적어도 70℃, 바람직하게는 80℃ 내지 90℃ 범위, 가장 바람직하게는 80℃ 내지 85℃ 범위의 온도에서 수행된다. 이에 대해 대안적으로 또는 추가로, 단계 (ii)에서 알칼리 매질이 알칼리 금속 수산화물 수용액, 보다 특히 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 수용액, 바람직하게는 수산화나트륨 수용액인 것이 바람직하다. 수산화나트륨에 대한 이 용액의 농도는 10 wt%를 초과하지 않아야 하는데, 이는 이것이 단계 (ii)가 수행되는 장치에 대한 보다 정확한 요건을 일반적으로 부과하기 때문이다. 대부분의 오염물이 비교적 낮은 수산화나트륨 함량에서도 제거될 수 있는 것으로 나타남에 따라, 수산화나트륨 용액에 대해 0.5 wt% 내지 5 wt%의 농도 범위가 바람직한 것으로 언급될 수 있다. 보다 특히 바람직한 농도 범위는 1 wt% 내지 3 wt%이다.

단계 (ii) 후에, 그리고 후속 단계 (iii) 전에, 폐기물 분획물을 건조시키는 것이 의미가 있는데, 이는 공지된 건조 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 적합한 건조 장치의 예는, 예를 들어, 유동층 건조기, 공기 순환 건조기 또는 흡착 건조기이다. 또한, 건조 전에, 단계 (ii)로부터 취출된 폴리올레핀 폐기물 분획물을 물로 세척하여, 단계 (ii)에서 사용된 알칼리 매질을 가능한 한 제거하는 것이 유용할 수 있다. 이는, 알칼리 매질이, 후속 작업 단계에서 상당한 수고와 복잡성 하에서만 폴리올레핀 폐기물 분획물로부터 제거가능한 무기 구성성분을 포함하는 경우에 특히 그러하다. 건조가 알칼리 수용액으로부터 물의 증발 또는 기화와 함께 수행됨을 고려하여, 또한, 폐기물 분획물에 건조 전에 기계적 탈수를 적용하여, 물 중에 용해된 구성성분의 잔류 자기 및 비말 동반을 매우 대부분 최소화하는 것이 유용하다.

상기에 요약된 건조 후, 폴리올레핀 폐기물 분획물에 공압 분급 단계를 적용하는 것이 의미가 있을 수 있으며, 여기서는 라벨 잔류물이 분리될 수 있다. 공압 분급은, 인쇄된 또는 다른 방식으로 고도로 오염된 라벨 또는 중합체 필름을 포함하는 폐기물 분획물의 경우에 특히 유용하다. 이러한 라벨 또는 필름은 일반적으로 플라스틱 패키징 구성 입자에 비해 매우 얇기 때문에, 이들은 공압 분급에 의해 폐기물 분획물의 주요 구성성분으로부터 상당한 비율로 분리될 수 있다.

본 발명의 방법의 단계 (iii)에서는, 폴리올레핀 폐기물 분획물에 플레이크-분류 절차를 적용하고, 여기서는 물질을 주로 색에 따라 분류한다. 따라서, 플레이크-분류 내에서, 입자 혼합물은 구체적으로 무색/투명 입자, 백색 입자, 나머지 착색 입자로 분리될 수 있다. 그러나, 또한, 색에 따른 착색된 입자의 보다 심층 분리가 수행될 수도 있다.

플레이크-분류 절차는 통상적으로, 플레이크-분류 절차로 도입되는 폐기물 분획물의 주요 물질에 상응하지 않는 물질의 나머지 구성성분의 제거 또한 가능하도록 디자인된다. 예를 들어, 폐기물 분획물이 주요 구성성분으로서 HDPE를 포함하는 경우, 상응하는 플레이크-분류 절차에서 나머지 폴리프로필렌 또는 기타 다른 폴리올레핀 플라스틱, 및 또한 기타 다른 플라스틱 또는 비플라스틱의 임의의 잔여물을 분리할 수 있다. 또한, 특히 투명 또는 백색 입자의 회수 목적으로, 인쇄된 또는 이것으로 심하게 오염된 입자를 분리하여, 그에 따라 입자의 추가 가공에 대한 원치않는 변색을 막을 수 있다.

플레이크-분류에 활용되는 장치는 바람직하게는 센서-보조 분류 시스템이다. 센서-보조 분류 시스템은, 물질의 분리 및 진정을 위한 벨트 섹션, 컨베이어 벨트 상부 또는 하부 또는 물질이 전달되는 영역 내에 배치된, 검출기 또는 복수의 검출기, 및 포지티브 분류에 대한 물질 성분을 배출시키는 노즐 스트립으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 물질을 가파른 슬립 채널 상의 진동 슈트(chute)에 의해 분포시킬 수 있고, 각각, 이것의 종료시, 입자가 검출기를 지나 자유낙하로 이송된다.

입자의 분류는, 특히 상이한 물질로 구성된 입자의 분리를 위해, 통상적으로 NIR(근적외선) 검출기의 활용과 함께 유용하게 수행된다. 상이한 색을 갖는 입자를 분리하기 위해, 또한, 종래의 컬러 카메라를 사용할 수 있다. 또한, 착색된 분획물에 대해, 한정된 색 스펙트럼의 준수를 보장하는 재분류 단계를 배치하는 것이 의미가 있을 수 있다. 이 경우, 표준 작업에서, 검출 유닛에 의해, 색 조성을 먼저 간단히 측정하고, 입자를 배출시키지 않으면서, 색 표준과 비교한다. 색 조성이, 특정되어야 하는 허용오차 범위를 초과하여 색 표준으로부터 벗어나는 경우에만, 각각의 초과 색의 입자를 배출시키며 분류를 수행한다.

플레이크-분류에 적합한 장치는, 예를 들어 뷔흘러 게엠베하(Buehler GmbH)에 의해 명칭 소르텍스(SORTEX)로, 또는 슈타이너트 글로발(Steinert Global)에 의해 명칭 유니소트(UniSort)로 판매된다.

상기에 기재된 바와 같이, 혼합 색 출발 생성물은, 이들이 비교적 균일한 색 분포를 갖는 경우에, 본 발명의 방법으로 도입될 수 있다. 따라서, 플레이크-분류를, 예를 들어, 20 wt% 내지 45 wt%의 투명, 20 wt% 내지 45 wt%의 백색, 및 20 wt% 내지 45 wt%의 나머지 착색 구성성분을 포함하는 혼합 색 출발 생성물에 적용할 수 있다. 종래의 색 분류기는, 공급 스트림으로부터, 비교적 작은 비율의 잘못된 색(예를 들어, << 5%)을 분리하기 위해 최적화되어 있기 때문에, 이러한 종류의 색 분류기는 허용가능한 생성물 품질에 대해 요구되는 색 순도를 규칙적으로 달성할 수 없다.

본 특허 출원의 기초가 되는 조사 과정에서, 놀랍게도, 복수의 색 분류기의 직렬 연결에 의해 고도로 혼합된 색의 출발 물질을 사용하는 경우, 높은 색 순도가 보장될 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 출발 물질이 상당한 비율(출발 물질 중의 분류를 위한 표적 중합체의 총 중량을 기준으로 하여, 20 wt% 이상)의, 출발 물질의 주요 색에 상응하지 않는 구성성분을 포함하는 경우(예를 들어, 20 wt%의 나머지 색 입자 및 80 wt%의 백색 입자), 제1 색 분류기로부터 얻어진 생성물의 색 순도를 합당한 수준으로 상승시키기 위해 직렬 연결된 2개의 색 분류기의 사용이 유용하다. 출발 물질이 유의한 비율(즉, 출발 물질 중의 분류하려는 표적 중합체의 총 중량을 기준으로 하여, 10 wt% 이상)의 백색, 투명, 및 유색 구성성분을 포함하는 경우에는, 또한, 플레이크-분류 절차가 백색 및 투명 구성성분을 나머지 착색 구성성분으로부터 분리하는 제1 단계, 및 백색 구성성분을 투명한 것들로부터 분리하는 후속 제2 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

현재 이용가능한 색 분류기의 한 가지 문제점은, 요망되는 구성성분은 생성물 중에 남아있으면서 원치않는 구성성분은 혼합물로부터 선택적으로 배출되도록 이들을 보정해야 하는 것이다. 기술적으로, 색 분류기는 1개의 또는 심지어 2개 이상의 직렬 연결된 색 분류기에서 고수율 및 고순도(95% 초과)를 갖는 생성물을 얻도록 셋팅될 수 없다. 어느 정도의 과분류(oversorting), 즉, 원치않는 구성성분과 함께 요망되는 구성성분의 잘못된 배출이 기술적으로 불가피하다.

우수한 색 품질(즉, 잘못 착색된 입자의 비율이 바람직하게는 약 2% 이하, 보다 특히 약 1% 이하) 및 고수율을 갖는 생성물의 의미에서 특히 유리한 분리 결과는, 3개의 색 분류기의 유닛에 의해 본 발명에 따라 달성될 수 있고, 여기서 제1 색 분류기는 원치않는 색 성분(예를 들어, 나머지 색)으로부터 요망되는 색 성분(예를 들어, 백색/투명)을 분리한다. 종래의 색 분류기에서 불가피한 분류 오류로 인해, 이 색 분류기로부터 얻어지는 요망되는 및 원치않는 색 성분의 분획물은, 각각 원치않는 및 요망되는 색 성분의 유의한 잔류 부분을 여전히 포함한다. 따라서, 주로 요망되는 색 성분을 갖는 분획물은, 제1 색 분류기로부터 얻어진 생성물을 재분류하는 제2 색 분류기로 전달되고, 여기서 이는 요망되는 색 성분의 비율을 추가로 증가시킨다. 최종적으로 제3 색 분류기가 유닛에 제공되고, 여기로 제1 색 분류기로부터의 주로 원치않는 색 성분을 갖는 분획물이 전달되고, 여기서 원치않는 색 성분의 비율이 추가로 증가된다.

이어서, 제3 색 분류기에서 얻어진 축적된 원치않는 색 성분이, 유용하게는, 상기에 기재된 바와 같이 추가의 유닛으로 전달될 수 있고, 여기서 추가의 색 성분(예를 들어, 적색/황색)이 동일한 체제에 따라 이로부터 분리된다. 반면에, 제2 및 제3 색 분류기에서 얻어진 취출된 분획물은, 각각 여전히 유의한 비율의 요망되는 색 분획물을 포함하고, 따라서 이들은 출발 물질로서 제1 색 분류기로 재공급된다. 제2 색 분류기에서 얻어진 축적된 원치않는 색 성분은, 유용하게는, 그 색 성분이 복수의 색(예를 들어, 백색/투명)을 포함하는 경우, 상기에 기재된 바와 같이 추가의 유닛으로 전달되고, 여기서 추가의 색 성분(예를 들어, 투명)이 이 성분으로부터 분리된다.

분리하려는 출발 물질이, 예를 들어, 백색/무색/적색/황색/녹색/청색 구성성분의 혼합물과 같은, 3색 초과로 상이하게 착색된 구성성분의 혼합물인 경우, 분리는 바람직하게는 상기에 기재된 바와 같이 적어도 2개의 유닛을 포함하고; 제1 유닛에서, 한 쌍의 색, 예를 들어, 백색/무색이 나머지 착색 구성성분으로부터 분리되고, 제2 유닛에서, 그 색 쌍이 개별 착색 구성성분으로 분리된다. (단지 하나의 색만을 갖는 물질 대신에) 제1 유닛에서의 하나의 색 쌍의 제거는, 색에 있어 대략 동일한 분포를 갖는 혼합물의 경우, 혼합물 중의 취출하려는 입자의 양 및 남겨두려는 입자의 양이 보다 유사하여, 전체적으로 플랜트에서의 보다 우수한 부피 관리가 가능하다는 이점을 갖는다.

나머지 색 구성성분이 마찬가지로, 예를 들어 적색/황색/녹색/청색 구성성분과 같은, 복수의 색을 포함하는 경우, 유용하게는 추가의 유닛이 제공되고, 여기서 추가의 색 쌍, 예를 들어, 적색/황색 구성성분이 나머지 착색 구성성분(예를 들어, 녹색/청색)으로부터 분리될 수 있다. 백색/무색/적색/황색/녹색/청색 구성성분을 갖는 혼합물의 경우, 1. 백색/무색, 2. 적색/황색, 및 3. 녹색/청색 구성성분을 이 순서로 제거하는 것이 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 생성된 색 쌍 각각에 대하여, 상기에 기재된 바와 같이 3개의 색 분리기의 추가의 유닛이 각각 제공되고, 이 유닛에서 색 쌍이 개별 착색 구성성분으로 분리된다.

색 분류기로 구성된 상기에 기재된 유닛, 및 이들 유닛 중 2개 이상의 배열은, 지금까지 이용가능한 분리 방법에 비해, 대략 동일하게 분포된 혼합물을 고순도를 갖는 복수의 한정된 생성물로 분리할 수 있다는 이점을 제공한다. 반면에, 직렬로 선형 연결된 색 분류기만을 갖는 유사한 배열의 경우에는, 수율 손실 또는 요구되는 분리 단계의 수가 매우 커서, 분리의 비용-효율성에 있어 크게 불리하다.

상기에 언급된 색 분류기의 유닛 이외에도, 또한 추가의 개별 색 분류기가 폴리올레핀 폐기물 분획물의 정화 방법에 도입될 수 있다. 이러한 색 분류기는, 예를 들어, 생성물 품질을 더욱 개선시키기 위해, 정화된 단색 분획물 중의 잘못된 색 구성성분의 추가 감소에 사용될 수 있다.

단계 (iii)에서의 플레이크-분류 후, 생성된 폴리올레핀 폐기물 분획물에는, 상기에 기재된 바와 같이, 단계 (iv)에서, 50℃ 내지 155℃ 범위의 온도에서의 처리가 적용되고, 이 처리는 유용하게는 적어도 60분의 기간 동안 수행된다. 이 처리의 목표는 용기의 최외층 내로 확산된 폴리올레핀 폐기물 분획물 중에 존재하는 임의의 오염 물질, 이동 생성물 및/또는 오염물을 매우 상당한 정도로 제거하는 것이다.

방법의 파라미터는 불활성에 의해, 그리고 문제의 중합체의 화학적 및 물리적 특성에 의해 유도된다. 따라서, 처리 온도는 가능한 한 유리 전이 온도보다 높지만 처리되는 플라스틱의 융점보다 낮도록 보장되어야 한다. 이는 한편으로는 분자의 사슬이 이동성 물질을 방출시킬 수 있도록 충분한 이동성을 갖지만, 다른 한편으로는 용융되거나 연화(이는 개별 입자 융합을 일으킬 것임)되지 않도록 보장한다.

가장 통상적인 폴리올레핀(HDPE, LDPE, 및 폴리프로필렌)에 대해 특정될 수 있는 적합한 온도 범위는 하기와 같다:

HDPE: 50℃ 내지 130℃, 바람직하게는 90℃ 내지 122℃, 가장 바람직하게는 110℃ 내지 115℃

LDPE: 50℃ 내지 110℃, 바람직하게는 75℃ 내지 105℃

폴리프로필렌: 50℃ 내지 155℃, 바람직하게는 100℃ 내지 150℃

체류 시간은, 물질의 특정 최소 세정을 보장하는 인자이다. 체류 시간은 다양한 기준, 예컨대 상응하는 중합체 중에서의 이동 생성물의 확산 속도 및 중합체의 연화/용융 온도에 의해 유도된다. 상기에 기재된 바와 같이, 이동 생성물의 완전한 또는 거의 완전한 제거를 위해, 체류 시간은 적어도 약 60분이어야 한다. 바람직하게는, 체류 시간은 적어도 약 120분이지만, 폴리올레핀의 경우, 600분 초과의 체류 시간에서, 일반적으로 이동성 성분의 추가로 개선된 제거가 나타나지 않기 때문에, 이는 약 600분의 체류 시간을 초과하지 않아야 한다. 약 180분 내지 360분, 보다 특히 180분 내지 240분의 기간이 본 발명과 관련하여 특히 적합한 체류 시간으로 특정될 수 있다.

단계 (iv)의 부분으로서 이동성 물질의 분리는, 감압 적용에 의해 긍정적으로 영향받을 수 있다. 또한, 감압의 적용은, 이동성 물질이 온도 처리가 수행되는 장치로부터 감압에 의해 제거될 수 있다는 이점, 및 고온의 플라스틱이 플라스틱에 대한 산화적 손상이 존재할 수 있는 산소-함유 분위기에 노출되지 않는다는 이점과 연관된다. 온도 처리가 감압 하에 수행되는 경우, 이를 위해, 확립되는 압력은 통상적으로 150 mbar 이하, 바람직하게는 50 mbar 이하, 보다 특히 20 mbar 이하, 가장 바람직하게는 0.1 mbar 내지 2 mbar이다.

산화적 손상은 또한, 불활성 기체 중에서 온도 처리를 수행함으로써 억제될 수 있기 때문에, 단계 (iv)에서의 처리는 또한 불활성 기체 분위기 중에서 수행될 수 있다. 여기서 용어 "불활성 기체 분위기"는, 반드시 불활성 기체가 장치 전체 내에 존재하여야 함을 의미하는 것은 아니다. 대신에, 불활성 기체가 가열된 입자를 직접 둘러싸는 장치의 해당 영역 내에 존재하면 충분하다. 고려되는 불활성 기체는, 구체적으로, 질소 및 아르곤을 포함하며, 그러나 이들 중 질소가 비용의 이유로 바람직하다.

온도 처리에 적합한 장치는, 예를 들어 에레마(Erema)(AT)에 의해 명칭 바쿠레마(VACUREMA)로 판매된다.

단계 (iii)과 (iv) 사이에, 단계 (iii)으로부터 얻어진 폐기물 분획물은 통상적으로 폴리올레핀 과립 생성을 위한 압출 장치에 공급된다. 이 장치는, 단계 (iii)으로부터 얻어진 입자가 단지 플라스틱 변형을 거쳐 과립을 형성하는 방식으로 디자인될 수 있지만; 예를 들어, 착색제 또는 안료 형태의 첨가제가 압출 동안 공급될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 폴리프로필렌과 관련하여, 과산화물 또는 활석과 같은, 배합에 통상적인 보조제(adjuvant)가 압출 동안 공급될 수 있다. 이러한 보조제가 혼입된 폴리프로필렌의 압출에는 소비자에 의해 불쾌한 것으로 인지될 수 있는 냄새를 갖는 물질이 동반됨을 고려하여, 이 경우에는, 단계 (iv) 전에 압출을 수행하는 것이 유리한데, 이는 그 단계에서 형성된 냄새를 갖는 물질이 적어도 부분적으로 다시 제거될 수 있기 때문이다. 그 결과, 사실상, 활석과 배합된 버진 폴리프로필렌 생성물에 비해 불쾌한 냄새를 감소시킬 수 있다.

또한, 압출 과정에서, 물질을 탈기시키고, 감압 적용에 의해 폴리올레핀 용융물 중의 휘발성 성분으로부터 분리할 수 있다. 그러나, 여기서는, 탈기가 압출 장치의 경제적 작업을 가능하게 하지 않는 기간 동안 수행되어야 하기 때문에, 이러한 탈기가 단계 (iv)에서의 온도 처리를 대체할 수 없음을 명심하여야 한다.

단계 (iii)으로부터 얻어진 폐기물 분획물이 압출에 공급되는 경우, 압출 장치는 통상적으로 단계 (iv)에서의 온도 처리를 위한 장치 직전에 배열되는데, 이는 여기서 물질이 이미 가열되어 있기 때문이다. 따라서, 온도 처리도 마찬가지로 고온에서 수행되기 때문에, 이러한 종류의 배열에서는, 물질이 압출 후에 초기에 냉각되어, 그 후 온도 처리와 관련하여 고려되는 온도까지 다시 가열되어야 하는 경우보다 낮은 에너지가 필요하다. 압출기와 처리 용기 사이의 수송 단계의 결과로 에너지 손실을 피하기 위해, 예를 들어 수송 설비, 단열 시스템, 전달 영역에서의 추가의 감압 등과 같은 수단이 사용될 수 있다.

개별 경우에, 또한 단지 단계 (iii) 및 (iv) 후에 과립으로의 압출이 수행될 수 있다. 그러나, 이것의 단점은, 과립화 전에 폐기물 분획물이 일반적으로, 온도 처리의 경우 감압 하에 배출될 수 있는 필름 플러프와 같은 작은 입자를 여전히 포함한다는 점이다. 따라서, 이러한 종류의 작업 체제의 경우, 비교적 짧은 간격으로 또한 세정되어야 하는 필터를 설치하는 것이 필수적일 것이다. 또한, 과립으로의 가공 전에, 폴리올레핀 입자는 비교적 큰 부피를 갖고, 이는 온도 처리를 위한 장치를 통한 처리량을 제한한다.

단계 (iv) 하류의 압출의 추가의 단점은, 압출 동안 물질에 대한 열 부하로 인해, 생성물의 부분 상에 불쾌한 냄새를 초래하는 물질이 다시 생성될 수 있다는 점이다. 이러한 물질은 단계 (v) 이전의 압출에 경우에 단계 (iv)에 의해 감소될 수 있지만; 반면에, 단계 (iv) 하류의 압출의 경우에, 이는 불가능하다.

실제로 온도 처리 전의 과립으로의 가공은 생성물 품질에 대해, 그리고 요구되는 온도 처리 시간에 대해 불리하다고 가정되어야 한다. 따라서, 한편으로는, 압출 동안, 이동성 물질로부터 분해 생성물이 형성될 수 있고, 이는 다시 과립으로부터 제거하기가 어렵고; 다른 한편으로는, 이동성 물질이 일반적으로 입자의 표면 상에 존재하고, 그에 따라 압출 후에 과립 입자 내에 분포된 이동성 물질보다 온도 처리에 의해 더 용이하게 제거되어야 한다. 그러나, 놀랍게도, 이들 효과는 생성물에 대하여 단지 중요하지 않은 결과를 갖고, 온도 처리에 대한 과립의 이점에 의해 충분히 보상되는 것으로 나타났다. 또한, 과립은, 이들의 보다 소형인 구조로 인해, 과립화 전에 중합체 물질보다 덜 빠르게 냉각되고, 따라서, 과립이 단계 (iv)에서의 온도 처리로 직접 전달되는 경우, 과립화 및 온도 처리에 필요한 전체 에너지가 반대의 체제의 경우보다 낮다.

본 발명의 기초가 되는 조사 과정에서, 생성된 생성물의 품질은 단계 (iv) 전에 수행되는 단계 (ii) 및 (iii)에 의해, 그리고 플레이크-분류 후에 수행되는 과립화 단계(포함되는 경우)에 의해 결정적으로 정해지는 것으로 나타났다. 또한, 온도 처리 전에 고온 세척이 수행되는 것이 방법에 있어 중요하다.

상기에 기재된 바와 같이, 본 발명은 또한, 단계 (ii) 및 (iii)이 반대 순서로 수행되는 것인 방법에 관한 것이다. 이 경우, 예를 들어, 플레이크-분류(iii)는 고온 세척(ii) 전에 수행될 수 있고, 고온 세척(ii)은 과립화 전에 수행될 수 있고, 과립화는 온도 처리(iv) 전에 수행될 수 있다. 이러한 구현예에서 본 발명은 마찬가지로, 플레이크-분류(iii)를 고온 세척(ii) 전에, 고온 세척(ii)을 온도 처리(iv) 전에, 그리고 온도 처리(iv)를 과립화 전에 수행하는 것인 방법에 관한 것이다. 그러나, 전자의 방법에 비해, 후자의 방법은 과립화 전에 온도 처리(iv)를 갖는 체제에 대해 상기에 기재된 것과 동일한 단점을 갖는다. 고온 세척, 플레이크-분류, 온도 처리, 및 과립화의 바람직한 구현예에 대해서는, 이들 절차와 관련하여 상기에 기재된 언급이 유사하게 유효하다.

개별 반응 단계의 순서에 대하여, 하나의 구현예에서는, 고온 세척(단계 ii), 플레이크-분류(단계 iii), 과립화, 및 온도 처리(단계 iv)의 순서를 갖는 체제가 특히 바람직하다.

출원인은 이와 관련하여 임의의 특정 이론에 의존할 수는 없지만, 소비자 생성물로부터의 폴리올레핀 폐기물은, 예를 들어, 고온 세척 동안 폴리올레핀 입자로부터 먼저 탈착되는 각인(imprint) 형태의 오염물을 갖는 것으로 여겨진다. 폴리올레핀 폐기물은, 고온 세척 과정에서 주요 생성물로부터 탈착되는, 예를 들어, 폴리프로필렌과 같은 기타 다른 폴리올레핀으로 제조된 라벨을 가질 수 있다. 이들 라벨이 이렇게 전처리된 물질로부터 공압 분급에 의해 상당히 제거되는 경우에도, 라벨의 작은 잔여물이 물질 내에 남아있을 수 있다. 이어서 이 물질에 열 처리가 직접 적용되는 경우, 특히 라벨 물질의 연화점 또는 유리 전이 온도가 폴리올레핀 폐기물이 단계 (iv)에서 처리되는 온도 미만 또는 그 온도 영역에 있다면, 잔류물이 다시 부착될 수 있다. 이러한 부착 물질은 플레이크-분류 절차 하류에서 차단하기가 보다 어려울 수 있고, 이는 생성된 생성물이 고온 세척(단계 ii), 플레이크-분류(단계 iii), 및 온도 처리(단계 iv)의 순서를 갖는 절차의 경우보다 더 고도로 오염된다는 것을 의미한다.

또 다른 구현예에서는, 플레이크-분류(단계 iii), 고온 세척(단계 ii), 과립화, 및 온도 처리(단계 iv)의 순서의 체제가 특히 바람직하다. 이 구현예는, 특히 생성물의 일부(예를 들어, 백색 생성물, 그러나 나머지 착색 또는 투명 생성물은 아님)에 대해서만 소비자가 존재하는 경우에 이점을 갖는다. 고온 세척은 비교적 높은 에너지 소비와 연관되기 때문에, 따라서, 플레이크-분류 절차에 의해, 고온 세척에 의해 정화하려는 물질의 양을 감소시켜, 단지 관련 시장에 존재하는 물질에 대하여, 고온 세척에 의해 추가의 정화를 수행하는 것이 의미가 있을 수 있다.

본 발명의 방법은, 폴리올레핀 폐기물의 개별 배치로 단계 (i) 내지 (iv)의 전부 또는 일부를 수행함으로써, 배치식으로 또는 부분 배치식으로 수행될 수 있다. 그러나, 이는 보다 높은 기술적 복잡성 및 개별 장치 구성성분의 공백 시간과 연관되기 때문에, 단계 (i) 내지 (iv)를 연속적으로 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 추가의 양태는, 상기 본문에 요약된 방법에 의해 수득가능한 폴리올레핀 재순환물에 관한 것이다. 이 재순환물은 바람직하게는 LDPE, HPDE 또는 폴리프로필렌 재순환물이다.

도 1은, 3개의 색 분류기(2, 3, 및 4)로 구성된 유닛(1)을 나타낸다. 유닛에는 공급 라인(5)에 의해 폴리올레핀 폐기물 분획물이 공급된다. 제1 색 분류기(2)에서는, 폴리올레핀 폐기물 분획물이 요망되는 색 분획물(6)(예를 들어, 백색/투명) 및 원치않는 색 분획물(7)(예를 들어, 나머지 색)으로 분리된다. 이어서, 요망되는 색 분획물(6)은 제2 색 분류기(3)로 전달되고, 여기서 원치않는 색 분획물(9)의 나머지 부분이 혼합물로부터 분리되고, 추가의 정화된 요망되는 색 분획물(8)이 생성된다. 제1 색 분류기에서 얻어진 원치않는 색 분획물(7)은 제3 색 분류기(4)로 전달되고, 여기서 이 요망되는 색 분획물(11)의 나머지 부분이 혼합물(7)로부터 생성되어 원치않는 색 분획물(10)의 세정된 분획물을 제공한다. 이어서, 요망되는 색 분획물(11) 및 원치않는 색 분획물(9)의 부분은 다시 제1 색 분류기(2)로 전달된다.
도 2는, 2개의 직렬-연결된 유닛(1 및 12)을 갖는 구성을 나타내고; 3개의 색 분류기(2A, 3A, 및 4A)를 갖는 제1 유닛(1)에서는, 하나의 색 쌍(예를 들어, 백색/투명)이 폴리올레핀 폐기물 분획물의 혼합물로부터 분리된다. 이어서, 제1 유닛으로부터 얻어진 색 쌍은 공급라인(8)에 의해 제2 유닛(12) 내로 공급되고, 여기서 색 쌍은 개별 구성성분(즉, 한편으로는 백색 및 다른 한편으로는 투명)으로 분리된다. 이 절차에서는, 제1 유닛(1)과 유사하게, 색 쌍이 3개의 색 분류기(2B, 3B, 및 4B)를 통과한다. 얻어진 생성물은 색 쌍(13)(예를 들어, 투명) 및 (14)(예를 들어, 백색)의 고도로 단색인 개별 구성성분을 포함한다. 제1 유닛(1)의 제3 색 분류기(4A)에서 생성된 정화된 나머지 분획물(10A)은 추가의 색 분류기 유닛(15)에 공급되고, 여기서 이것이 추가로 정화되고; 이 유닛의 구성은 유닛(1 및 12)의 구성과 유사하다.

실시예:

각각 34%, 34%, 및 32%의 백색/투명 및 나머지 착색 플레이크의 비율을 갖는 폴리올레핀 폐기물 혼합물의 분리.

특정된 혼합물을 3개의 색 분류기(2A, 3A, 및 4A)를 포함하는 제1 유닛(1)에 공급한다. 제1 색 분류기에서, 나머지 색 플레이크를 혼합물로부터 분리하여, 약 47.5%/47.5%/5%의 백색/투명/나머지 착색 분포를 갖는 백색/투명 플레이크의 정화된 분획물(6A)을 얻는다. 취출된 혼합물(7A)은 약 20%/20% 및 60%의 분포를 갖는 백색/투명/나머지 착색 플레이크로 이루어진다. 정화된 백색/투명 분획물(6A)을 제2 색 분류기(3A)로 전달하고, 여기서 분획물은 추가의 정화를 거친다. 이 경우, 약 49.5%/49.5%/1%의 백색/투명/나머지 착색 플레이크의 분포를 갖는 세정 분획물(8)이 얻어진다. 제2 정화에서 얻어진 제2 분획물(9A)은 약 40%/40%/20%의 백색/투명/나머지 착색 플레이크의 분포를 갖고, 이를 제1 색 분류기(2A)로 다시 전달한다. 제1 색 분류기(2A)로부터 취출된 혼합물(7A)을 제3 색 분류기(4A) 내로 전달하고, 여기서 이것은 주로 나머지 착색 플레이크의 분획물(10A)(백색/투명/나머지 착색 분포 2.5%/2.5%/95%)으로, 그리고 투명 및 백색 플레이크가 축적된 분획물(11A)(백색/투명/나머지 착색 분포 32.5%/32.5%/35%)으로 분리된다. 이 축적된 분획물(11A)을 마찬가지로 다시 제1 색 분류기(2A)로 전달한다.

제1 유닛에서 얻어진 투명/백색 플레이크의 혼합물(8)을 3개의 색 분류기(2B, 3B, 및 4B)를 갖는 제2 분리 유닛(12)으로 전달한다. 제1 색 분류기(2B)에서, 백색 플레이크를 투명 플레이크로부터 분리하여, 투명 플레이크에 대하여 축적된 분획물(6B)(백색/투명/나머지 착색 분포 6%/93%/1%), 및 백색에 대하여 축적된 분획물(7B)(백색/투명/나머지 착색 분포 66%/33%/1%)을 얻는다. 투명 플레이크에 대하여 축적된 분획물(6B)을 제2 색 분류기(3B)에서 추가로 정화하여, 6%/93.5%/0.4% 백색/투명/나머지 착색 플레이크의 혼합물(13), 및 6%/88%/6%의 백색/투명/나머지 착색 분포를 갖는 나머지 분획물(9B)을 얻는다.

백색 플레이크에 대하여 축적된 분획물(7B)을 제3 색 분류기(4B)에 공급하여, 95%/3.5%/1.5% 백색/투명/나머지 착색 플레이크의 분포를 갖는 백색 색 분획물(14) 및39%/60.5%/0.5% 백색/투명/나머지 착색 플레이크의 분포를 갖는 나머지 분획물(11B)을 생성한다. 제2 및 제3 색 분류기(3B 및 4B)로부터의 나머지 분획물(9B 및 11B)을 제2 유닛의 제1 색 분류기(2B)로 전달한다. 요구에 따라, 예를 들어, 백색 색 분획물 중의 나머지 착색 플레이크의 비율을 1% 미만까지 감소시키기 위해, 색 분류기(4B)의 하류에 추가의 색 분류기가 존재할 수도 있다.

1 제1 색 분류기 유닛
2, 2A, 2B 제1 색 분류기
3, 3A, 3B 제2 색 분류기
4, 4A, 4B 제3 색 분류기
5 폴리올레핀 폐기물 분획물을 제1 색 분류기 유닛에 공급하는 라인
6, 6A, 6B 제1 색 분류기에서 축적된 요망되는 색 분획물
7, 7A, 7B 제1 색 분류기에서 축적된 원치않는 색 분획물
8 제1 색 분류기 유닛에서 정화된 요망되는 색 분획물
9, 9A, 9B 제2 색 분류기에서 축적된 원치않는 색 분획물
10, 10A 제3 색 분류기에서 축적된 원치않는 색 분획물
11, 11A, 11B 제3 색 분류기에서 축적된 요망되는 색 분획물
12 제2 색 분류기 유닛
13 8로부터의 단색 개별 구성성분
14 8로부터의 단색 개별 구성성분
15 제3 색 분류기 유닛

Claims (16)

1. 혼합 색을 갖는 폴리올레핀-함유 폐기물로부터 소비자 생성물 생성에 적합한 폴리올레핀 재순환물을 생성하는 방법으로서, 상기 방법은
   (i) 혼합 색 폴리올레핀 폐기물 분획물을, 열 에너지 공급 없이, 물로 처리하는 단계,
   (ii) (i)로부터 얻은 폴리올레핀 폐기물 분획물을, 적어도 60℃의 온도에서 알칼리 매질로의 세척에 의해 처리하는 단계,
   (iii) (ii)로부터 얻은 폴리올레핀 폐기물 분획물을 플레이크-분류하여, 각각 폴리올레핀을 농축된 형태로 포함하는 하나 이상의 단색 폴리올레핀 폐기물 분획물을 제공하는 단계,
   (iv) 이전 단계로부터 얻은 하나 이상의 단색 폴리올레핀 폐기물 분획물을, 50℃ 내지 155℃ 범위의 온도에서 처리하는 단계
   를 포함하며, 여기서 단계 (ii) 및 (iii)은 또한 반대 순서로 수행될 수 있고,
   상기 단계 (iii)의 플레이크-분류에서, 폴리올레핀 폐기물 분획물에 3개의 색 분류기를 포함하는 유닛(1)을 사용한 분리를 적용하고, 여기서는 폴리올레핀 폐기물 분획물을 제1 색 분류기(2)에 공급하고, 여기서 요망되는 색 성분(6)이 원치않는 색 성분(7)으로부터 분리되고; 제1 색 분류기 내에 함유된 요망되는 색 성분(6)을 제2 색 분류기(3)에 공급하고, 여기서 제1 색 분류기로부터 얻어진 생성물을 재분류하고, 그 안의 요망되는 색 성분의 비율이 추가로 증가하고; 제1 색 분류기에서 얻어진 원치않는 성분을 제3 색 분류기(4)에 공급하고, 여기서 원치않는 색 성분의 비율이 추가로 증가하고; 여기서 제2 및 제3 색 분류기에서 취출된 분획물(9, 11)을 다시 출발 물질로서 제1 색 분류기에 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 단색 폴리올레핀 폐기물 분획물을, 단계 (iii)과 (iv) 사이에 또는 단계 (iv) 후에 폴리올레핀 과립의 생성을 위한 압출 장치에 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폐기물 분획물의 주요 색을 구성하는 폐기물 분획물의 비율이 80 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 단계 (iii)에서 플레이크-분류가 상기 3개의 색 분류기를 포함하는 복수의 유닛을 혼입한 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 폴리올레핀 폐기물 분획물이 3개 초과의 색을 포함하고, 3개의 색 분류기(2, 3, 4)를 포함하는 유닛(1)을 통해, 각각의 색 쌍이 폴리올레핀 폐기물 분획물로부터 분리되고, 색 쌍이 각각의 하류 유닛(12)에서 상응하는 색 구성성분으로 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 (ii)에서 폴리올레핀 폐기물 분획물의 처리를 적어도 70℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 (ii)에서 알칼리 매질이 10 wt% 미만의 농도를 갖는 수산화나트륨 수용액인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 (iii)에서 플레이크-분류의 부분으로서, 폴리올레핀 폐기물 분획물 중의 폴리올레핀으로 이루어지지 않은 입자 및 수적으로 다수인 입자에 대하여 색 이탈을 갖는 입자가 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 (iv)에 따른 처리를 위해, 150 mbar 이하의 감압을 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 (iv)에 따른 처리를 불활성 기체 분위기에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 (iv)에 따른 처리를, 120분 내지 300분의 기간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (i) 전에 상기 폴리올레핀-함유 폐기물에 색별 예비 분류를 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 (ii)에서 얻어진 폴리올레핀 폐기물 분획물에 후속 건조 및 공압 분급기에서의 처리를 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
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