PL222865B1 - Sposób wytwarzania regranulatu poli(tereftalanu etylenu) (PET) - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania regranulatu poli(tereftalanu etylenu) (PET).

Formowanie elementów z tworzyw sztucznych poprzez wytłaczanie (ekstruzję) polega na tym, że topi się tworzywo sztuczne, dostarczone zwykle w formie granulatu, a następnie wytłacza się je pod dużym ciśnieniem przez ustnik, uzyskując ciągły element o przekroju ustnika, który w dalszej kolejności chłodzi się i docina na elementy o pożądanej długości, zwykle płyty lub rury. W ten sposób mogą być formowane produkty z różnych tworzyw sztucznych, w tym z politereftalanu etylenu (PET). W szczególności, w ten sposób można formować wyroby z tak zwanego regranulatu, to znaczy tworzywa sztucznego w postaci drobnych kawałków uzyskanego w procesie recyklingu zużytych elementów PET lub odpadów poprodukcyjnych.

Z tworzywa PET często wytwarza się opakowania do żywności, od których wymaga się wysokiej klasy czystości. Dotychczas wytwarzanie opakowań do żywności było możliwe tylko z czystego granulatu PET, gdyż poziom zanieczyszczeń w regranulatach PET był zbyt duży.

Z patentu amerykańskiego US 6436322 znany jest sposób recyklingu płatków PET, w którym butelki PET poddaje się wstępnemu myciu, następnie sortuje się je kolorystycznie, po czym butelki mieli się na płatki i odseparowuje się od nich elementy magnetyczne, a następnie prowadzi ponowną separację i mycie. Płatki poddaje się następnie do ekstrudera, w którym są one topione i przetwarzane na nitki, które są następnie schładzane. Proces ekstruzji prowadzi się w środowisku próżni w trzech sekcjach, w których utrzymuje się różne parametry próżni. Czystość uzyskanego granulatu jest uzależniona od dokładności oczyszczenia surowca odpadowego w postaci butelek, lecz stosowane standardowe sposoby przemywania nie umożliwiają eliminacji zanieczyszczeń (drobnoustrojów).

Dynamiczny rozwój nanotechnologii umożliwił opracowanie różnego rodzaju roztworów antybakteryjnych, w szczególności koloidalnych roztworów nanocząstek srebra. Roztwory te mogą być wykorzystywane do pokrywania powierzchni różnego rodzaju wyrobów z tworzyw sztucznych w celu nadania im właściwości antybakteryjnych. Jest to szczególnie korzystne w przypadku opakowań do żywności, zabawek dla dzieci, produktów higienicznych itp. Jednak produkt pokryty powierzchniowo jest narażony na uszkodzenia lub wymywanie warstwy powierzchniowej, a więc jego właściwości antybakteryjne z czasem ulegają osłabieniu.

Celowym byłoby opracowanie sposobu wytwarzania regranulatu PET, który zapewni uzyskanie regranulatu o znacznie ograniczonej ilości zanieczyszczeń i który będzie nadawał się szczególnie dobrze do opakowań do żywności,

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania regranulatu poli(tereftalanu etylenu) (PET), w którym surowiec odpadowy poddaje się myciu wstępnemu, sortuje się kolorystycznie, mieli się do postaci płatków, po czym z płatków odseparowuje się pozostałości metaliczne, a następnie poddaje się płatki myciu gorącemu i płukaniu, po czym wyczyszczone płatki przetwarza się w ekstruderze do postaci nitek, które poddaje się chłodzeniu i cięciu uzyskując czysty regranulat PET. Sposób charakteryzuje się tym, że do prowadzonych w obiegu zamkniętym kąpieli mycia wstępnego, mycia gorącego i chłodzenia dodaje się wodny koloidalny roztwór nanosrebra do uzyskania stężenia nanocząstek srebra w kąpieli na poziomie co najmniej 5 ppm wagowo, natomiast do czystego regranulatu PET implantuje się nanocząstki srebra w ten sposób, te czysty regranulat PET poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania koloidalnym roztworem zawierającym

- niepolarny związek z grupy alkanów, korzystnie heksan, o temperaturze wrzenia poniżej 70°C: od 97% do 98,9% wagowo;

- modyfikator rozpływności, korzystnie triton będący roztworem etoksylowanego alkoholu drugorzędowego w surfaktancie niejonowym: od 0,5% do 1% wagowo;

- środek odpowietrzający, korzystnie BYK A-555 zawierający jako główny składnik benzynę niskowrzącą: od 0,5% do 1% wagowo;

- środek zwilżający, korzystnie BYK A909 zawierający jako główny składnik 2-metylopropan-1-ol: od 0,1% do 1% wagowo;

- nanocząstki srebra w otoczce z rodziny parafin, o rozmiarze od 3 nm do 8 nm, w stężeniu 50.000 ppm wagowo, oraz suszenia powleczonego roztworem regranulatu PET w temperaturze poniżej 70°C aż do uzyskania stężenia nanocząstek srebra w regranulacie PET na poziomie od 500 do 1000 ppm wagowo, uzyskując regranulat wzbogacony.

PL 222 865 B1

Przedmiotem wynalazku jest również regranulat PET (politereftalanu etylenu) wytworzony sposobem według wynalazku.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia przetworzenie surowca odpadowego PET do uzyskania regranulatu o dużej czystości i właściwościach antybakteryjnych, który może być dodawany w niewielkich proporcjach do surowego regranulatu PET, nadając wytłaczanym produktom właściwości antybakteryjne.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony za pomocą przykładu wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat linii technologicznej do prowadzenia sposobu według wynalazku.

W pierwszym etapie ze zbiornika 101 pobiera się surowiec odpadowy, który stanowią zwykle butelki PET. Surowiec podlega na etapie 102 wstępnemu myciu w cyklu zamkniętym, w którym stosuje się standardowe detergenty z dodatkiem wodnego koloidalnego roztworu nanosrebra 103, którego szczegółowy skład zostanie podany poniżej. Następnie, wstępnie umyty surowiec poddaje się na etapie 104 sortowaniu pod względem kolorystycznym, oddzielając surowiec bezbarwny od surowca kolorowego do przechowania w oddzielnych pojemnikach 105-107. Surowiec z oddzielnych pojemników 105-107 poddaje się następnie mieleniu na etapie 108 do postaci płatków. Następnie podaje się płatki do segregatora magnetycznego 109, w którym oddziela się od płatków ewentualne elementy metaliczne w nich obecne. W kolejnym etapie 110 poddaje się płatki myciu gorącemu w obiegu zamkniętym, w którym stosuje się standardowe detergenty z dodatkiem wodnego koloidalnego roztworu nanosrebra 103. Umyte płatki poddaje się płukaniu w etapie 111. Dokładnie wyczyszczone i wypłukane płatki stanowią czysty surowiec do przetworzenia na regranulat w ekstruderze 112, w którym są topione w temperaturze ok. 220-250°C zgodnie ze znanymi metodami. Produktem wyjściowym z ekstrudera są nitki PET, które podaje się do wanny chłodzącej 113, w której znajduje się woda z dodatkiem wodnego koloidalnego roztworu nanosrebra 103. Schłodzone nitki są następnie cięte na stanowisku 114 do postaci czystego regranulatu PET, który może stanowić produkt końcowy pierwszego typu, będący czystym regranulatem, do magazynowania w zbiornikach 115.

Jednocześnie czysty regranulat 115 może być wzbogacany nanosrebrem na etapach 116-118 w celu uzyskania regranulatu wzbogaconego 119. W tym celu czysty regranulat 115 podaje się do mieszalnika 116, w którym miesza się go z koloidalnym alkanowym roztworem nanosrebra 117 w celu pokrycia powierzchni regranulatu tym roztworem. Powleczony regranulat przenosi się do suszarni 118, w której w temperaturze nie przekraczającej 70°C odparowuje się ciecz, pozostawiając na powierzchni regranulatu implantowane nanocząstki srebra. Proces powlekania 116 i suszenia 118 powtarza się tyle razy, aby uzyskać na powierzchni regranulatu pożądane stężenie nanocząstek srebra, w zakresie od 500 ppm do 1000 ppm.

Zastosowanie wodnego koloidalnego roztworu nanosrebra 103 na etapach mycia wstępnego 102, mycia gorącego 110 i chłodzenia 113 redukuje ilość zanieczyszczeń biologicznych, które m ogłyby się rozwijać w kąpielach myjących i chłodzących, które stosowane są w obiegu zamkniętym. Redukuje również zanieczyszczenia biologiczne osadzające się na ściankach zbiorników, w których prowadzone są poszczególne operacje. Przyczynia się to do zwiększenia poziomu czystości regr anulatu 115 będącego produktem końcowym. Jako wodny koloidalny roztwór nanosrebra można st osować produkt HydroSilver 1000 firmy Amepox, Łódź, który zawiera nanosrebr o o rozdrobnieniu rzędu 50-60 nm w stężeniu 1000 ppm. Koloid stosuje się w takiej ilości, aby stężenie nanosrebra w kąpieli myjącej lub płuczącej wynosiła co najmniej 5 ppm.

Stwierdzono, że do imptantacji nanocząstek srebra na powierzchnię płatków PET szczególnie dobrze nadaje się koloid alkanowy zawierający:

- niepolarny związek z grupy alkanów, korzystnie heksan, o temperaturze wrzenia poniżej 70°C: od 97% do 98,9% wagowo;

- modyfikator rozpływności, korzystnie triton będący roztworem etoksylowanego alkoholu drugorzędowego w surfaktancie niejonowym: od 0,5% do 1% wagowo;

- środek odpowietrzający, korzystnie BYK A-555, zawierający jako główny składnik benzynę niskowrzącą: od 0,5% do 1% wagowo;

- środek zwilżający, korzystnie BYK A909, zawierający jako główny składnik 2-metylopropan-1-ol: od 0,1% do 1% wagowo;

- nanocząstki srebra w otoczce z rodziny parafin, o rozmiarze od 3 nm do 8 nm, w stężeniu 50.000 ppm wagowo.

Regranulat wzbogacony może być traktowany jako produkt specjalny, przeznaczony do mieszania z czystym regranulatem lub z czystym granulatem pierwotnym, do wytwarzania produktów,

PL 222 865 B1 w którym cząstki nanosrebra są implanowane w całej objętości produktu, co zapewnia im stabilność parametrów biobójczych lub biostatycznych przez cały okres użytkowania produktu. Do wytworzenia takiego produktu można odpowiednio dobrać proporcje regranulatu wzbogaconego stanowiącego produkt końcowy uzyskany sposobem według wynalazku (o stężeniu nanosrebra od 500 do 1000 ppm) z regranulatem czystym lub czystym granulatem pierwotnym, do uzyskania stężenia nanosrebra w produkcie końcowym na poziomie przykładowo 5, 10, 20, 50, 100 ppm.

P r z y k ł a d w y k o n a n i a

Pobrano 1 tonę regranulatu czystego 115, którą wsypano do zbiornika mieszalnika 116 z roztworem koloidalnym alkanowym według wynalazku. Płatki pokryte preparatem przemieszczano do komory suszarni 117, w której panowała temperatura 50°C, do całkowitego wysuszenia. Cykle zanurzania i suszenia powtarzano wielokrotnie, aż do odparowania 10 kg preparatu, co odpowiada implantacji 500 g nanocząstek srebra w 1 tonie płatków, a więc uzyskaniu stężenia 500 ppm.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania regranulatu poli(tereftaIanu etylenu) (PET), w którym surowiec odpadowy poddaje się myciu wstępnemu, sortuje się kolorystycznie, mieli się do postaci płatków, po czym z płatków odseparowuje się pozostałości metaliczne, a następnie poddaje się płatki myciu gorącemu i płukaniu, po czym wyczyszczone płatki przetwarza się w ekstruderze do postaci nitek, które poddaje się chłodzeniu i cięciu uzyskując czysty regranulat PET, znamienny tym, że do prowadzonych w obiegu zamkniętym kąpieli mycia wstępnego, mycia gorącego i chłodzenia dodaje się wodny koloidalny roztwór nanosrebra do uzyskania stężenia nanocząstek srebra w kąpieli na poziomie co najmniej 5 ppm wagowo, natomiast do czystego regranulatu PET implantuje się nanocząstki srebra w ten sposób, że czysty regranulat PET poddaje się naprzemiennie operacjom powlekania koloidalnym roztworem zawierającym

   - niepolarny związek z grupy alkanów, korzystnie heksan, o temperaturze wrzenia poniżej 70°C: od 97% do 98,9% wagowo;

   - modyfikator rozpływności, korzystnie triton będący roztworem etoksylowanego alkoholu drugorzędowego w surfaktancie niejonowym: od 0,5% do 1% wagowo;

   - środek odpowietrzający, korzystnie BYK A-555 zawierający jako główny składnik benzynę niskowrzącą: od 0,5% do 1% wagowo;

   - środek zwilżający, korzystnie BYK A909 zawierający jako główny składnik 2-metylopropan-1-ol: od 0,1% do 1% wagowo;

   - nanocząstki srebra w otoczce z rodziny parafin, o rozmiarze od 3 nm do 8 nm, w stężeniu 50.000 ppm wagowo;

   oraz suszenia powleczonego roztworem regranulatu PET w temperaturze poniżej 70°C aż do uzyskania stężenia nanocząstek srebra w regranulacie PET na poziomie od 600 do 1000 ppm wagowo, uzyskując regranulat wzbogacony.