KR20220121875A - 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 이의 펠릿, 압출물 및 과립의 재활용 방법, 및 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질의 재활용 시스템 - Google Patents

셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 이의 펠릿, 압출물 및 과립의 재활용 방법, 및 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질의 재활용 시스템 Download PDF

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우베 스카프너
안드레 쇤베르거
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세르디아 인터내셔날 게엠베하
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Abstract

본 발명은 셀룰로오스 아세테이트로 이루어지거나 적어도 셀룰로오스 아세테이트를 갖는 필터 토우 출발 물질과 같은 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 재활용하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 펠릿화 프레스에 필터 토우 출발 물질을 공급하는 단계; 및 필터 토우 출발 물질을 펠릿으로 전환시키기 위해 펠릿화 프레스에서 필터 토우 출발 물질을 펠릿화하는 단계를 포함하고, 여기서, 전환된 펠릿은 공급된 필터 토우 출발 물질보다 밀도가 높고, 필터 토우 출발 물질, 펠릿, 및 /또는 물질의 중간 단계들은 펠릿화 공정 동안 적어도 일시적으로 냉각된다.

Description

셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 이의 펠릿, 압출물 및 과립의 재활용 방법, 및 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질의 재활용 시스템
본 발명은 셀룰로오스 아세테이트를 함유하는 물질을 재활용하는 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 필터 토우(tow) 물질, 특히 필터 토우 출발 물질(filter tow starting material), 담배 막대 폐기물(cigarette rod waste material) 및/또는 담배 필터를 재활용하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 필터 토우 물질, 특히 필터 토우 출발 물질, 담배 막대 폐기물 및/또는 담배 필터를 재활용하기 위한 이러한 방법 및 시스템에서 유래한 펠릿(pellet), 압출물(extrudate) 및 과립(granulate)에 관한 것이다.
매년 약 800 kt의 필터 토우가 담배 산업에서 전 세계적으로 필터 막대로 가공되고, 그런 다음 그 막대가 추가로 담배로 가공된다. 고도로 정교한 공정을 사용하더라도, 생산 폐기물이나 스크랩(scrap)을 완전히 방지하는 것은 어려울 수 있다. 따라서 전 세계적으로 연간 약 8,000 내지 16,000 톤의 축적이 있는 필터 막대 생산에 1 내지 2%의 스크랩 비율이 있다고 가정할 수 있다.
이 폐기물(필터 토우 물질, 특히 필터 토우 출발 물질) 및 필터 막대의 생산에서 발생하는 필터 막대 폐기물 및/또는 담배는 일반적으로 파괴하여 즉, 소각을 통해 처리된다. 원료 형태 및 필터 막대 형태의 필터 토우 물질은 밀도가 매우 낮기 때문에 (약 50 kg/m3), 예를 들어 저장 및 운송과 같은 폐기에 이르는 공정에서 높은 비용이 발생한다.
담배 필터 폐기물은 매년 전 세계적으로 약 5.5조 개의 담배 꽁초가 버려지고 있어, 퇴비화할 수 없거나 열심히 노력해야만 만들 수 있다는 점에서 더 큰 문제로 볼 수 있다.
따라서, 본 발명은 필터 토우 물질 및 필터 물질, 특히 생산 중 발생하는 폐기물 형태 및/또는 담배 꽁초 형태와 관련된 위에서 언급한 문제 및 단점을 없애는 방법, 그로부터 제조된 제품 및 시스템을 기술하는 과제에 기반한다.
본 발명에 따른 하나의 해결책은 셀룰로오스 아세테이트-함유 필터 토우 물질, 특히 필터 토우 출발 물질, 담배 막대 폐기물 및/또는 담배 필터를 재활용하기 위한 방법을 기술하는 것으로 이루어지며, 여기서 상기 방법은, 재활용될 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 펠릿으로 전환시키기 위해, 펠릿화 프레스(pelletizing press)에 재활용될 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 공급하는 단계 및 펠릿화 프레스에서 물질을 펠릿화하는 단계를 포함하고, 이에 의해 전환된 펠릿은 초기 공급된 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질보다 더 높은 밀도를 가지며, 이에 의해 펠릿화 동안 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 펠릿 및/또는 물질의 중간 단계들의 적어도 간헐적(intermittent) 냉각이 존재한다.
과제는 필터 토우 물질, 특히, 필터 토우 출발 물질, 담배 막대 폐기물 및/또는 담배 필터를 재활용하기 위한 본 발명의 방법에 의해 만족스럽게 해결된다.
특히 이 방법은 저장될 물질을 생성하며, 그 밀도는 보다 비용 효율적인 저장을 가능하게 한다. 따라서 펠릿은 저장이 간편하고 특히 취급 및 운송이 용이하다.
재활용될 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질이 필터 토우 물질, 특히 필터 토우 출발 물질과 같이 생산 중에 축적되는 폐기물로만 이루어지는 경우, 폐기물(생산 폐기물)을 재사용하거나 각각 재활용하는 것은 매우 실용적이다. 생산 폐기물은 생산 장비 바로 근처에 축적되며 일반적으로 물류 또는 기술 문제가 거의 발생하지 않을 정도로 오염이 최소화되거나 완전히 오염되지 않는다. 게다가, 재활용될 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질의 조성과 상태는 공정 모니터링 덕분에 정확하게 알려져 있다.
따라서, 생산 과정에서 축적된 필터 토우 출발 물질을 파괴(소각)하지 않고 재활용할 수 있다. 보다 지속 가능한 생산을 위한 공정 최적화도 이 시점에서 이루어지며, 이는 전반적으로 더 나은 제품 생태학적 균형으로 이어질 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 방법은 또한 예를 들어, 필터 막대 생산 동안 생성된 종이 폐기물 또는 담배꽁초 속의 종이와 연초(tobacco) 같은 셀룰로오스 아세테이트 외에 다른 구성 성분을 또한 포함하는 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 재활용하는데 적합하다.
셀룰로오스 아세테이트 자체는 셀룰로오스의 아세트산 에스테르를 총칭하는 용어이다. 전반적으로, 셀룰로오스 아세테이트는 면 및/또는 목재 셀룰로오스를 변형시켜 얻은 비정질 열가소성 수지이다.
펠릿화하는 동안, 재활용될 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질(이하 "출발 물질"이라고도 함)은 분쇄 및 압축되며, 이에 따라 출발 물질과 완성된 펠릿 사이에 나타나는 물질의 형태는 본원에서 중간 물질 단계들(intermediate material stages)이라고 지칭한다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 출발 물질을 분쇄하는 단계는 출발 물질을 공급하기 전에 진행된다.
출발 물질의 형태에 따라, 원활한 펠릿화 공정을 보장하고 펠릿화 프레스의 처리량을 향상시키기 위해 펠릿화 프레스에 공급하기 전에 이를 분쇄하는 것이 편리할 수 있다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 출발 물질은 생산 또는 필터 토우 베일(bale) 동안 생성된 방적기(spinning mill) 폐기물로 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 이루어진다.
이것은 특히 축적된 방적기 폐기물 또는 필터 토우 베일이 오염되지 않고 결과적으로 추가 처리에 매우 적합하다는 이점을 제공한다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 출발 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들은 냉각 동안 임계 온도 미만으로 유지된다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 임계 온도는 셀룰로오스 아세테이트 유리 전이 온도에 해당한다.
셀룰로오스 아세테이트는 다소 약한 온도와 내약품성(chemical resistance)을 가지고 있다. 따라서, 셀룰로오스 아세테이트의 유리화(vitrification) 또는 각각의 유리 전이 온도는 이미 125℃와 175℃ 사이에 있다. 결과적으로, 유리 전이 온도 미만으로 온도를 유지하기 위한 냉각은 물질이 더 이상 사용할 수 없는 지점까지 열적으로 분해되는 것을 방지 하기 위해 공정에서 중요하다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 프레스 롤러(press roller) 및 다이(die)를 통해 펠릿화를 수행한다.
다이는 특히 물질이 프레스 롤러에 의해 압축되고 스트랜드(strand)로 형성되는 펀치 다이(punch die)이다. 스트랜드는 본원 방법의 후속 단계에서 블레이드(blade)가 원하는 펠릿 길이로 절단하는 무한 스트랜드일 수 있다.
유리하게는, 롤러 갭 폭은 각각 펠릿 밀도 또는 펠릿 품질에 영향을 미칠 수 있도록 바람직하게는 작동 중에 조정될 수 있다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 다이는 열 전도성 물질로 만들어지고 다이에 의해 냉각이 뒤따른다.
이것은 특히 냉각이 필요한 유리화 경향이 있는 펠릿 및 중간 물질 단계들의 바로 근처에서 냉각이 일어나는 이점이 있다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 냉각은 유체 냉각, 바람직하게는 수 냉각, 및/또는 고체 물체 냉각을 통해 이어진다.
따라서 유체 냉각은 구현하기가 매우 쉽고 다이를 잘 냉각할 수 있기 때문에 특히 적합한 것으로 간주된다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 출발 물질은 약 30 kg/m3 내지 약 80 kg/m3의 밀도, 및 바람직하게는 약 45 kg/m3 내지 약 65 kg/m3의 밀도를 가지며, 여기서 펠릿은 약 350 kg/m3 내지 약 650 kg/m3의 벌크 밀도, 바람직하게는 약 450 kg/m3 내지 약 550 kg/m3의 벌크 밀도를 갖는다.
이 시점에서 이미 설명한 바와 같이 압축 및 저장을 통해 수득할 수 있는 이점이 명확해진다. 따라서 펠릿은 밀도가 매우 높아 벌크 밀도가 출발 물질 밀도의 약 10분의 1에 불과하다. 따라서 저장에 필요한 공간의 10분의 1이 직접적으로 발생한다.
현재 및 이후 맥락에서, "약"이라는 용어는 5% 이하의 편차를 지칭한다.
본 발명에 따른 하나의 해결책은 필터 출발 물질 또는 담배 필터를 재활용하기 위한 방법을 기술하는 것으로 이루어지며, 이것에 의해 이 물질은 셀룰로오스 아세테이트 및 종이로 이루어지거나 셀룰로오스 아세테이트 및 종이를 함유하고, 이에 의한 방법은, 필터 출발 물질/담배 필터 물질을 펠릿으로 전환시키기 위해, 필터 출발 물질 또는 담배 필터를 각각 분쇄하는 단계; 분쇄된 물질을 펠릿화 프레스에 공급하는 단계; 및 펠릿화 프레스에서 물질을 펠릿화하는 단계를 포함하며, 여기서, 전환된 펠릿은 초기 공급된 출발 물질 보다 밀도가 더 높고, 여기서 펠릿화 동안 필터 출발 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들의 적어도 간헐적 냉각이 있다.
필터 토우 출발 물질을 재활용하는 방법과 관련하여 이미 언급된 이점이 본원에도 적용된다. 특히 비용 요소는 부피가 적은 펠릿의 저장으로 인해 훨씬 낮다. 또한, 펠릿은 특히 공기 수송이 가능하기 때문에 운송이 훨씬 더 쉽다. 일반적으로 말해서 "공기 수송(pneumatic conveyance)"이라는 용어는 양압 또는 음압을 사용하여 가스(보통 공기)를 통해 벌크 물질을 운송하는 것으로 이해해야 한다. 설계상, 수송은 튜브 또는 파이프를 통해 이루어진다. 유체 채널(통기(aerated)된 바닥이 있는 사각 파이프)을 통한 수송도 매우 일반적이다. 본 발명에 따른 펠릿은 공압 희박상(pneumatic dilute phase), 플러그 흐름 및 밀집상 흐름(dense phase flow) 수송에 특히 적합하다.
그러나, 전술한 방법과 대조적으로, 필터 출발 물질 및 담배 필터 물질은 또한 셀룰로오스 아세테이트 이외에 종이(그 중에서도)를 함유한다.
필터 출발 물질의 분쇄는 필터 출발 물질의 펠릿화(pelletization) 이전에 파쇄기(shredder)에서 진행된다. 물론 본원에서 필터 출발 물질을 분쇄하기 위한 파쇄기가 펠릿화 프레스에 통합되는 것도 생각할 수 있다.
실제 펠릿화 공정은 본원에서 생산 공정의 병목 현상을 형성하기 때문에, 분쇄 공정(파쇄 공정)은 후속 펠릿화 공정을 위한 계량(metering) 수단 역할을 할 수 있다. 이로써 파쇄기 단계와 펠릿화 단계 사이의 물질 체증(jam)을 효과적으로 방지할 수 있다.
필터 출발 물질과 담배 필터 물질은 기계적 저항이 극히 낮기 때문에, 파쇄기는 계량이 쉽게 일어날 수 있는 저전력 설정으로 설계될 수 있다. 약 150 kg/h의 처리량이 펠릿화 작업/공정의 실제 처리량의 예이다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 필터 출발 물질 중 셀룰로오스 아세테이트의 비율은 적어도 90%이고, 여기서 필터 출발 물질/담배 필터 물질 내 종이 및 기타 이물질, 예를 들어 담배 잔류물의 비율은 최대 10%(각각의 경우에서 수분 함량을 뺀 값)의 양이다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 필터 출발 물질 및/또는 담배 필터 물질은 불순물 및/또는 비-셀룰로오스 아세테이트 구성 성분을 나타내고, 그것들의 비율과 종이의 비율은 10% 이하이다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 필터 출발 물질은 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로, 생산 동안 축적되는 필터 막대 폐기물 또는 사용된 필터 막대 폐기물로 이루어진다.
본 맥락에서 필터 출발 물질 "비율"에 대한 참조와 관련하여, 이는 각각 필터 출발 물질 또는 담배 필터 물질로부터 직접적으로 생성된 중량 비율에 기초한다.
필터 출발 물질 또는 담배 필터 물질에는 각각 다른 조성이 있다. 본원에서는 주로 생산 중 축적되는 필터 막대 폐기물/스크랩과 사용된 필터 막대 폐기물을 구별한다.
필터 막대 폐기물, 또는 필터 막대 스크랩은 각각, 셀룰로오스 아세테이트 및 종이로 이루어지며, 이에 의해 셀룰로오스 아세테이트는 90% 이상, 바람직하게는 94% 이상, 특히 바람직하게는 97%의 비율로 존재한다. 종이가 나머지를 구성하므로, 최대 10%에 달한다.
생산 중에 축적되는 스크랩/폐기물에 의해 발생하는 위에서 언급한 이점은 실제 생산에 가깝게 축적되고 오염되지 않기 때문에 이 출발 물질에 다시 적용된다. 특히, 본원의 조성은 정확하게 알려져 있고 제어할 수 있다. 결과적으로, 이러한 제품은 추가 처리에 특히 적합하다.
한편, 사용된 필터 막대 폐기물은 이미 담배에 사용되어 소비자가 피운 것이다. 따라서 그것은 담배의 잔해이며, 따라서 담배 토막 또는 꽁초(= 피운 담배 필터)이다. 사용된 필터 막대 폐기물에는 최대 약 30%의 종이 함량이 예상된다.
많은 경우, 소비자는 피운 담배 필터를 거리에 버리기 때문에, 보기 좋지 않고 더러운 도시 경관이 만들어 진다. 따라서 이러한 피운 담배 필터를 재활용하기 위해 생산 중에 축적되는 필터 막대 스크랩 외에 사용한 필터 막대 폐기물도 포함하도록 인용된 방법을 확장하는 것이 현시점에서 바람직하다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 필터 출발 물질 또는 담배 필터 물질 각각, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들은 냉각 동안 임계 온도 미만으로 유지된다.
하나의 유리한 전개에 따르면, 임계 온도는 셀룰로오스 아세테이트 유리 전이 온도에 해당한다.
출발 물질을 재활용하기 위한 방법과 관련하여 이미 언급된 측면은 물질의 온도가 셀룰로오스 아세테이트의 유리 전이 온도보다 낮아야 한다는 것으로 또한 본원에서 볼 수 있다.
방법의 하나의 유리한 전개에 따르면, 프레스 롤러 및 다이의 방법을 통해 펠릿화를 수행한다. 하나의 유리한 전개에 따르면, 다이는 열 전도성 물질로 만들어지고 다이에 의해 냉각이 뒤따른다.
이는 냉각이 제자리, 즉, 냉각이 필요한 지점에서 차례로 계속될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 냉각은 유체 냉각, 바람직하게는 수 냉각, 및/또는 고체 물체 냉각을 통해 이어진다.
앞서 언급한 냉각은 다이의 경우에 특히 사용이 간편하고 구현하기에 견고하다. 이것은 구성 성분이 펠릿화 동안 고압에 노출되기 때문에 특히 중요하다.
본 발명의 방법의 하나의 유리한 구현에 따르면, 펠릿화는 방사상으로 정렬된 베일링(baling) 채널이 형성되어, 환형 다이의 내부 표면에서 환형 다이의 외부 표면으로 연장되는 냉각된 환형 다이의 도움으로 이어지며, 여기서 환형은 중심점을 통과하는 수평 회전 축을 가지며 한 회전 방향으로 구동 장치에 의해 구동 가능하도록 설계된다. 환형 다이는 압축 챔버를 정의한다. 또한 유리하게는 베일링 채널로 펠릿화할 물질을 압축(compressing) 및 압착(pressing)하기 위한 압축 챔버에 배열된 작동 프레스 롤러 휠이 제공된다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 필터 출발 물질/담배 필터 물질은 약 30 kg/m3 내지 약 80 kg/m3의 밀도 및 바람직하게는 약 45 kg/m3 내지 약 65 kg/m3의 밀도를 가지며, 여기서 펠릿은 약 350 kg/m3 내지 약 650 kg/m3의 벌크 밀도 및 바람직하게는 약 450 kg/m3 내지 약 550 kg/m3의 벌크 밀도를 갖는다.
펠릿은 벌크 물질의 형태로 저장되어 있기 때문에, 저장 및 운송 측면에서 결정적인 펠릿 매개변수는 실제 밀도가 아니라 벌크 밀도이다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 상기 방법은 펠릿을 압출기에 공급하는 단계; 펠릿에 가소제를 공급하는 단계; 펠릿과 가소제를 혼합하는 단계; 및 압출물을 압출하는 단계를 포함한다.
본원에서, 이전 공정에서 수득된 펠릿은 후속 생산 단계에서 추가 처리된다. 따라서 압출기는 바람직하게는 처리될 물질이 연속적으로 수송되는 천공판을 포함한다.
가소제는 펠릿을 느슨하게 하여 압출될 수 있도록 하는 역할을 한다. 펠릿과 가소제의 혼합은 바람직하게는 압출기 내에서 일어나서 열가소성 수지를 형성한다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 압출기는 스크류 압출기(screw extruder), 바람직하게는 이축 압출기(twin screw extruder)로 설계된다.
따라서 압출기는 상기에 언급된 압출의 의도된 목적에 매우 적합한 견고하고 단순한 구조를 갖는다.
하나의 유리한 전개에 따르면, 가소제는 트리아세틴이고, 바람직하게는 10 내지 35 중량%, 바람직하게는 15 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 약 25 중량%의 비율로 펠릿에 첨가된다.
이는 압출물에 10 내지 35 중량%, 바람직하게는 15 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 약 25 중량%의 가소제가 존재함을 의미한다.
트리아세틴은 글리세롤 트리아세테이트라고도 하며, 따라서 글리세롤 트리올 및 아세트산의 에스테르이다. 트리아세틴은 페인트와 플라스틱의 대표적인 가소제이다. 또한 셀룰로오스 아세테이트 용매이다.
트리아세틴 사용에 유리한 또 다른 주장은 셀룰로오스 아세테이트 기반 담배 필터 생산을 위한 접착제로서 사용된다는 것이다. 이는 필터 출발 물질에 이미 소량이 존재할 수 있음을 의미한다.
본 발명의 하나의 유리한 전개에 따르면, 상기 방법은 수욕(water bath)에서 압출물을 과립화 및/또는 절단하여 과립을 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
과립의 목적은, 과립이 유용하게 처리될 수 있는 수축된 입자 크기의 입자들의 벌크 덩어리에 존재하기 때문에 열가소성 수지로 물질을 더 잘 처리할 수 있도록 하는 것이다. 특히, 과립은 사출 성형 공정에서 열가소성 수지로 추가 처리될 수 있다.
본 발명의 해결책은 또한 이전 방법 중 하나에 의해 생성된 펠릿을 특정하는 것으로 이루어진다.
벌크 물질이기 때문에, 복수의 "펠릿"이 본원에서 사용된다. 물론, 단 하나의 펠릿도 청구 범위의 보호 범위내에 속한다. 펠릿과 관련하여 특히 흥미로운 것은 필터 출발 물질로 만든 펠릿, 즉 셀룰로오스 아세테이트 외에 종이도 포함하는 펠릿이다. 이것은 특히 전체 셀룰로오스 아세테이트 펠릿보다 상이한 (더 나은) 특성을 갖는 동일한 것이기 때문이다. 이들은 또한 본 발명에 따른 압출물의 출발 물질로서 특히 적합하다.
사실, 따라서, 추가의 독창적인 해결책은 이전 방법 중 하나에 의해 생성된 압출물을 특정하는 것으로 이루어진다.
추가 종이 함량으로 인해 펠릿을 고-품질 열가소성 수지로 압출할 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트 섬유는 이 압출물에 균일하게 용해되고, 종이 섬유 함량, 즉, 종이 포장지의 섬유 함량으로만 반죽된다. 이 압출물은 다른 열가소성 수지처럼 추가로 가공될 수 있다.
본 발명에 따른 추가 해결책은 이전 방법 중 하나에 의해 생성된 과립을 특정하는 것으로 이루어진다.
위에서 언급한 바와 같이, 셀룰로오스 아세테이트, 트리아세틴 및 종이로 이루어진 이 과립은 전체 셀룰로오스 아세테이트보다 우수한 물질 특성을 나타낸다.
예를 들어, 25 중량%의 트리아세틴 함량을 갖는 본 발명의 압출물 또는 과립 각각으로부터 제조된 시편은 하기 특성을 나타낸다: 0.5%의 표준 편차에서 52 MPa의 인장 강도, 0.5%의 표준 편차에서 50.6 MPa의 파괴 강도, 0.03%의 표준 편차에서 3.9%의 항복 변형률, 0.7의 표준 편차에서 5.9%의 파단 변형률, 0.01의 표준 편차에서 2.5 GPa의 탄성률 및 0.7의 표준 편차에서 6.5 kJ/m2의 샤르피 충격 강도(Charpy impact strength).
따라서 위에서 언급한 모든 값은 DIN EN ISO 527-1 사양을 사용하여 측정된다.
전체적으로 순수한 셀룰로오스 아세테이트 제품보다 압출물 및 과립에 대해 훨씬 더 나은 값이 나타난다.
하나의 유리한 전개에 따르면, 과립은 약 800 내지 약 1100 kg/m3, 바람직하게는 약 900 내지 약 1000 kg/m3, 특히 바람직하게는 약 950 kg/m3의 밀도를 갖는다.
과립의 벌크 밀도는 약 500 내지 600 kg/m3이다.
본 발명의 하나의 해결책은 또한 셀룰로오스 아세테이트로 이루어지거나 적어도 셀룰로오스 아세테이트를 포함하는 출발 물질의 재활용을 위한 시스템을 특정하는 것으로 이루어지며, 여기서 시스템은 하기 단계를 구현하도록 설계된다: 출발 물질을 펠릿으로 전환시키기 위해 펠릿화 프레스에서 출발 물질을 펠릿화 하는 단계, 이에 의해 전환된 펠릿은 초기 공급된 출발 물질보다 더 높은 밀도를 가지며, 이로써 펠릿화 동안 출발 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들의 적어도 간헐적 냉각이 존재한다.
대안적으로, 열가소성 과립을 생성하기 위해 가소제를 첨가할 수도 있다.
본 발명의 하나의 해결책은 또한 셀룰로오스 아세테이트 및 종이로 이루어지거나 셀룰로오스 아세테이트 및 종이를 포함하는 필터 출발 물질의 재활용을 위한 시스템을 특정하는 것으로 이루어지며, 여기서 시스템은 필터 출발 물질을 펠릿으로 전환시키기 위해, 필터 출발 물질을 분쇄하는 단계; 필터 출발 물질을 펠릿화 프레스에 공급하는 단계; 및 펠릿화 프레스에서 필터 출발 물질을 펠릿화하는 단계를 구현하도록 설계되고, 여기서, 전환된 펠릿은 초기 공급된 필터 출발 물질 보다 밀도가 더 높고, 여기서 펠릿화 동안 필터 출발 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들의 적어도 간헐적 냉각이 있다.
하나의 유리한 전개에 따르면, 필터 출발 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들은 냉각 동안 임계 온도 미만으로 유지되며, 여기서 임계 온도는 셀룰로오스 아세테이트 유리 전이 온도에 해당한다.
앞서 언급한 방법 및 제품과 동일한 이점이 위에 언급된 시스템에 의해 생성된다. 이러한 측면에서 언급된 세부 사항 및 기능은 물론 시스템에도 적용된다.
이는 인용된 펠릿, 압출물 및 과립 제품에도 적용된다. 전체적으로, 방법과 관련하여 언급된 모든 세부 사항 및 기능은 설명된 제품 또는 각각의 시스템에도 적용된다.

Claims (30)

  1. 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 특히 셀룰로오스 아세테이트로 이루어지거나 적어도 셀룰로오스 아세테이트를 포함하는, 필터 토우 출발 물질(filter tow starting material)의 재활용 방법으로서, 상기 방법은,
    - 재활용될 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 펠릿화 프레스(pelletizing press)에 공급하는 단계; 및
    - 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 펠릿(pellet)으로 전환시키기 위해 상기 펠릿화 프레스에서 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 펠릿화하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 전환된 펠릿은 초기 공급된 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질보다 더 높은 밀도를 갖고,
    펠릿화 동안 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들(intermediate material stages)의 적어도 간헐적 냉각이 존재하는 것인, 재활용 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 공급하는 단계 이전에 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 분쇄하는 단계를 수행하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질이 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체가, 생산 동안 생성된 방적기 폐기물 또는 필터 토우 베일(bale)로 이루어진 것인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들이 냉각 동안 임계 온도 미만으로 유지되는 것인, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임계 온도가 셀룰로오스 아세테이트 유리 전이 온도에 해당하는 것인, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펠릿화가 프레스 롤러(press roller) 및 다이(die)에 의해 발생하는 것인, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다이가 열 전도성 물질로 만들어지고, 상기 다이에 의해 냉각이 발생하는 것인, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각이 유체 냉각, 바람직하게는 수 냉각, 및/또는 고체 물체 냉각(solid object cooling)을 통해 발생하는 것인, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질이 약 30 kg/m3 내지 약 80 kg/m3의 밀도, 및 바람직하게는 약 45 kg/m3 내지 약 65 kg/m3의 밀도를 갖고, 여기서 상기 펠릿은 약 350 kg/m3 내지 약 650 kg/m3의 벌크 밀도 및 바람직하게는 약 450 kg/m3 내지 약 550 kg/m3의 벌크 밀도를 갖는 것인, 방법.
  10. 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 특히 셀룰로오스 아세테이트 및 종이로 이루어지거나 셀룰로오스 아세테이트 및 종이를 포함하는 필터 출발 물질 및/또는 담배 필터 물질의 재활용 방법으로서, 상기 방법은,
    - 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 분쇄하는 단계;
    - 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 펠릿화 프레스에 공급하는 단계; 및
    - 상기 필터 출발 물질 또는 담배 필터 물질을 각각 펠릿으로 전환시키기 위해 펠릿화 프레스에 공급된 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질을 펠릿화하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 전환된 펠릿은 초기 공급된 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질보다 더 높은 밀도를 갖고,
    펠릿화 동안 상기 셀룰로오스 아세테이트-함유 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들의 적어도 간헐적 냉각이 존재하는 것인, 재활용 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 필터 출발 물질 또는 담배 필터 물질 각각에서 셀룰로오스 아세테이트의 비율이 적어도 90%이고, 종이의 비율이 최대 10%인 것인, 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 필터 출발 물질 또는 담배 필터 물질이 종이의 비율과 함께 불순물의 비율이, 10% 이하 - 각 성분에서 존재할 수 있는 수분 함량은 뺌 -인 것인, 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 출발 물질이 생산 동안 축적되는 필터 막대 폐기물 또는 사용된 필터 막대 폐기물로 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 이루어지고/이루어지거나; 상기 담배 필터 물질이 피운(smoked) 담배 필터를 함유하는 것인, 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 필터 출발 물질 또는 담배 필터 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들이 냉각 동안 임계 온도 미만으로 유지되는 것인, 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임계 온도가 셀룰로오스 아세테이트 유리 전이 온도에 해당하는 것인, 방법.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펠릿화가 프레스 롤러 및 다이에 의해 발생하는 것인, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 다이가 열 전도성 물질로 만들어지고, 상기 다이에 의해 냉각이 발생하는 것인, 방법.
  18. 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각이 유체 냉각, 바람직하게는 수 냉각, 및/또는 고체 물체 냉각을 통해 발생하는 것인, 방법.
  19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 필터 출발 물질 또는 담배 필터 물질이 약 30 kg/m3 내지 약 80 kg/m3의 밀도, 및 바람직하게는 약 45 kg/m3 내지 약 65 kg/m3의 밀도를 갖고, 여기서 상기 펠릿은 약 350 kg/m3 내지 약 650 kg/m3의 벌크 밀도 및 바람직하게는 약 450 kg/m3 내지 약 550 kg/m3의 벌크 밀도를 갖는 것인, 방법.
  20. 제10항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은,
    - 상기 펠릿을 압출기에 공급하는 단계;
    - 상기 펠릿에 가소제를 공급하는 단계;
    - 상기 펠릿 및 상기 가소제를 혼합하는 단계; 및
    - 압출물을 압출하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 압출기는 스크류 압출기(screw extruder), 바람직하게는 이축 압출기(twin screw extruder)로 설계되는 것인, 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 가소제가 트리아세틴이고, 바람직하게는 10 내지 35 중량%, 바람직하게는 15 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 약 25 중량%의 비율로 펠릿에 첨가되는 것인, 방법.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은,
    과립을 생성하기 위해 수욕에서 상기 압출물을 과립화 및/또는 절단하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  24. 제11항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 펠릿.
  25. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 압출물.
  26. 제23항에 기재된 방법에 의해 제조된 과립.
  27. 제26항에 있어서, 상기 과립이 약 800 내지 약 1100 kg/m3, 바람직하게는 약 900 내지 약 1000 kg/m3, 특히 바람직하게는 약 950 kg/m3의 밀도를 갖는, 과립.
  28. 셀룰로오스 아세테이트로 이루어지거나 적어도 셀룰로오스 아세테이트를 포함하는 필터 토우 출발 물질의 재활용을 위한 시스템으로서, 상기 시스템은,
    상기 필터 토우 출발 물질을 펠릿으로 전환시키기 위해 펠릿화 프레스에서 필터 토우 출발 물질을 펠릿화하는 단계를 구현하도록 설계되고,
    여기서, 상기 전환된 펠릿은 초기 공급된 필터 토우 출발 물질보다 더 높은 밀도를 갖고,
    펠릿화 동안 상기 필터 토우 출발 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들의 적어도 간헐적 냉각이 존재하는 것인, 시스템.
  29. 셀룰로오스 아세테이트 및 종이로 이루어지거나 셀룰로오스 아세테이트 및 종이를 포함하는 필터 출발 물질의 재활용을 위한 시스템으로서, 상기 시스템은,
    - 상기 필터 출발 물질을 분쇄하는 단계;
    - 상기 필터 출발 물질을 펠릿화 프레스에 공급하는 단계; 및
    - 상기 필터 출발 물질을 펠릿으로 전환시키기 위해 상기 펠릿화 프레스에서 필터 출발 물질을 펠릿화하는 단계를 구현하도록 설계되고,
    여기서, 상기 전환된 펠릿은 초기 공급된 필터 출발 물질보다 더 높은 밀도를 갖고,
    펠릿화 동안 상기 필터 출발 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들의 적어도 간헐적 냉각이 존재하는 것인, 시스템.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 필터 출발 물질, 펠릿 및/또는 중간 물질 단계들은 냉각 동안 임계 온도 미만으로 유지되고, 상기 임계 온도는 셀룰로오스 아세테이트 유리 전이 온도에 해당하는 것인, 시스템.
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