WO2023174487A1 - Method for producing a material with verifiable proportion of recycled material - Google Patents

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WO2023174487A1
WO2023174487A1 PCT/DE2023/100200 DE2023100200W WO2023174487A1 WO 2023174487 A1 WO2023174487 A1 WO 2023174487A1 DE 2023100200 W DE2023100200 W DE 2023100200W WO 2023174487 A1 WO2023174487 A1 WO 2023174487A1
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tracer
recycled
signal intensity
proportion
recycled material
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PCT/DE2023/100200
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Daniel KIRCHENBAUER
Jochen MOESSLEIN
Original Assignee
Polysecure Gmbh
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    • 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
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
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    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0005Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
    • B29K2105/0052Tracing elements, e.g. to detect the origin of articles

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material.
  • recycled material can be processed into new products. When producing such products, it may be necessary to use a defined proportion of recycled material. Furthermore, it may be desirable to be able to determine the proportion of recycled material used in the newly manufactured product.
  • DE 10251 675 Ai describes a process for producing a thermoplastic product using a plastic bottle recyclate.
  • the proportion of plastic bottle recyclate in the final product cannot be checked or determined afterwards without knowledge of the parameters of the manufacturing process.
  • the task is solved in particular by a method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material, the method comprising the steps:
  • the first material consisting of a recycled material and optionally a tracer
  • the second material optionally combining the second material with a third material in a defined ratio, the third material being a material that does not contain the identified tracer, in order to obtain the material with a verifiable proportion of recycled material.
  • the method according to the invention serves to produce a material with a verifiable proportion of recycled material.
  • the material produced by the method therefore includes a proportion of recycled material and optionally a proportion of further material, for example a new material.
  • the proportion of recycled material in the material produced can be verified in such a way that the proportion of recycled material can be reliably determined without knowledge of the parameters of the manufacturing process, in particular without knowledge of the amounts of recycled material and optional other material used in production.
  • Providing the first material can include suitable preparation of the first material for further processing, in particular comminuting, grinding, homogenizing, etc. of the first material.
  • the first material consists of a recycled material and optionally a tracer. If the first material does not contain a tracer, the first material consists only of the recycled material.
  • a recycled material is a POST-CONSUMER MATERIAL, ie, waste material from household, commercial, industrial and institutional facilities, or POST-INDUSTRIAL MATERIAL, ie, production waste and/or production waste.
  • the first material is in the form of an end product, for example in the form of a window frame or part thereof, in the form of a bottle, etc.
  • the recycled material can comprise a plastic, in particular in an amount of at least 50% by weight, at least 60% by weight, at least 70% by weight, at least 80% by weight, at least 90% by weight or at least 95% by weight .-%, based on the total weight of the recycled material, or made of a plastic.
  • the plastic can be selected from the group consisting of polyvinyl chloride, polyethylene, in particular LDPE and HDPE, polyethylene terephthalate, polystyrene, polypropylene, polyamide, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) and a mixture of two or more of these.
  • a tracer in the sense of the present disclosure is a marking substance, that is, for example, a substance or a material that can be used to identify, sort, etc. a marked material.
  • the tracer according to the invention can also be suitable for determining the proportion of labeled materials in compositions consisting of several materials.
  • the tracer can be a luminescent substance, in particular a photoluminescent substance.
  • Photoluminescence is the emission of photons from direct photoexcitation of any form of matter after the absorption of photons (electromagnetic radiation). Photoluminescence can involve downshift or upconversion processes. When the energy of the emitted photons is less than the energy of the absorbed photons, photoluminescence is described as a downward shift process. Conversely, photon upconversion is an optical process in which the energy of the emitted photons is higher than the energy of the absorbed photons. Both excitation and emission can take place in UV, visible or infrared (IR) light.
  • IR infrared
  • photoluminescent materials exhibit various characteristics, in particular a high photoluminescence quantum yield (PLQY); efficient production properties, such as synthesis temperature ⁇ 1,300 °C, not too many process steps, desired particle sizes during production, good reproducibility of material characteristics such as PLQY, decay time and emission lines and compliance with application requirements such as stability at higher temperatures, in air or media such as water or good biocompatibility .
  • PLQY photoluminescence quantum yield
  • the tracer comprises a rare earth metal, a side earth metal ion, a transition metal, a transition metal ion or a mixture of two or more thereof.
  • the rare earth metal is selected from the group consisting of Y, Gd, La, Lu, Sc, Ce, Dy, Er, Eu, Ho, Nd, Pr, Sm, Tb, Tm, Yb and mixtures thereof.
  • the transition metal is selected from the group consisting of Zn, Cu, Ni, Mn, Fe, V and mixtures thereof.
  • Other preferred metals are In, Bi, Ba, Sr, Ca, Zn, Mg and mixtures thereof.
  • Particularly preferred tracers can be based on YBaZn or YBaZnF.
  • particularly preferred tracers can have the chemical formula i:
  • M 2 (iyz)Yb2yRem2zAD0 5-x Hal2x (Chemical Formula 1), where M is at least one element selected from Y, Gd, La, Lu, In, Sc, Bi and mixtures thereof; A is at least one element selected from Ba, Sr, Ca and mixtures thereof; D is at least one element selected from Zn, Mg, Cu, Ni, Mn, Fe and mixtures thereof; Hal is at least one element selected from F, Cl, Br, I and mixtures thereof; Rem is at least one rare earth element selected from Ce, Dy, Er, Eu, Ho, Nd, Pr, Sm, Tb, Tm and mixtures thereof; x is from 0.02 to 2.5; y is from o to 1; z is from o to l; at least one of y and z is at least 0.001, the total of y + z is at most 1.
  • Suitable tracers are oxysulfides doped with rare earth elements.
  • these tracers may have the chemical formula 2:
  • M 2-x Rem x 02S (Chemical Formula 2) where M can be at least one element selected from Y, Gd, La and mixtures thereof, Rem is at least one rare earth element.
  • Preferred tracers may be based on yttrium oxysulfide (YOS) or gadolinium oxysulfide (GOS).
  • YOS yttrium oxysulfide
  • GOS gadolinium oxysulfide
  • Particularly preferred tracers can be based on yttrium oxysulfide (YOS), gadolinium oxide or gadolinium oxysulfide (GOS), each doped with ytterbium and erbium or doped with ytterbium and holmium.
  • YOS yttrium oxysulfide
  • GOS gadolinium oxide
  • GOS gadolinium oxysulfide
  • particularly preferred tracers can have the chemical formula 3:
  • the rare earth element is selected from erbium, ytterbium, thulium and holmium, preferably a combination of two rare earth oxides, preferably erbium oxide and ytterbium oxide.
  • the tracer can be an RFA tracer.
  • An XRF tracer is a tracer that can be detected using X-ray fluorescence analysis (XRF).
  • XRF tracer can be formed, for example, by defined amounts of one or more chemical elements.
  • the tracer is a luminescent tracer
  • the luminescence behavior of the tracer can be analyzed with regard to a wide variety of properties.
  • the tracer is identified in the first material
  • wavelength ranges can also be analyzed.
  • Measuring the luminescence emission behavior of the tracer over time may include determining a decay constant for one or more emission wavelengths or one or more wavelength ranges.
  • the decay constant is understood to be the period of time in which the initial intensity of the emission falls i/e-fold. If the tracer is an XRF tracer, the X-ray fluorescence spectrum can be qualitatively analyzed to determine the identity of the tracer.
  • the signal intensity of the identified tracer refers to the intensity of a signal that can be determined for a property of the identified tracer, such as an optical signal that is obtained after excitation of the tracer.
  • the tracer is a luminescent tracer
  • the luminescence behavior of the tracer can be analyzed with regard to a wide variety of properties.
  • the signal intensity of the tracer is determined
  • wavelength ranges can also be analyzed.
  • the intensity of the X-ray fluorescence radiation can be analyzed to determine the signal intensity of the tracer.
  • the analysis of the tracer properties used to identify the tracer and to determine a signal intensity of the identified tracer can be carried out using known spectroscopic methods, particularly in the case of luminescent tracers.
  • spectroscopic methods particularly in the case of luminescent tracers.
  • photocells, photodiodes, phototransistors, photomultipliers, black-and-white cameras or color cameras can be used to analyze the tracer properties.
  • Optical filters such as long pass/short pass/band pass filters can be used in the detection devices.
  • the facilities mentioned can be used alone or in combination.
  • broad-band and/or narrow-band sources such as lasers, laser diodes, light-emitting diodes (LEDs), xenon lamps, halogen lamps can be used individually or in combination to stimulate luminescence.
  • the excitation sources can be activated individually or activated simultaneously or sequentially in different combinations.
  • Optical filters such as long pass/short pass/band pass filters can be used in the excitation devices.
  • the excitation can be pulsed, ie the duration of the excitation can be limited in a defined time.
  • the tracer can be identified and the signal intensity of the identified tracer can be determined using X-ray sensors (e.g. XRF).
  • the concentration of the tracer in the material can be determined. For example, based on the determined signal intensity of a tracer in the first material, the concentration of the tracer in the first material can be determined. The signal intensity of the tracer in the material can be proportional to the concentration of the tracer in the material.
  • the value of the determined signal intensity can correlate with the concentration of the tracer.
  • a raw intensity signal measured by the detection device can be converted into a signal intensity corresponding to the concentration, for example by multiplying it with a material-dependent conversion factor, or for example by comparing it with a calibration curve representing the relationship between the raw intensity signal and the tracer concentration become.
  • the conversion factors and calibration curves can be determined by analyzing materials with different tracer concentrations.
  • the determined signal intensity i.e. signal intensity of the identified tracer in the first material, which is determined according to the invention
  • the first material does not include a tracer
  • the first Material contains the tracer in an amount that is less than the amount necessary to achieve the target signal intensity
  • a further amount of the identified tracer is added to the first material, with the amount of tracer necessary to achieve the target signal intensity being calculated or otherwise determined depending on the determined signal intensity can.
  • Adding the tracer, that is to say in particular further amounts of tracer, to the first material can be done by directly adding the tracer to the first material.
  • the first material is suitably prepared before being added, in particular by crushing, grinding, homogenizing, etc. of the first material.
  • adding a further amount of the identified tracer into the first material is the addition of a masterbatch, the masterbatch comprising the recycled material and the tracer and the signal intensity of the masterbatch being greater than the target signal intensity.
  • a masterbatch in the sense of the present disclosure is therefore a mixture, such as a blend, a fused mixed material, etc., of recycled material, in particular the same recycled material contained in the first material, and the tracer, the concentration in the masterbatch being higher as a tracer concentration necessary to achieve the target signal intensity.
  • the masterbatch can be produced, for example, by adding the tracer to a subset of a substantially identical first material (recycled material with or without tracer).
  • the masterbatch can contain higher, in particular significantly higher, concentrations of tracer in the recycled material compared to the first material.
  • concentration of the tracer in the masterbatch can be twice as high, four times as high, ten times as high or five times as high as the concentration of the tracer in the first material.
  • the tracer is not added to the first material in combination with a virgin material, i.e. that the masterbatch consists only of the recycled material and the tracer. This ensures the direct connection between signal intensity in the final material, i.e. the material with a verifiable proportion of recycled material, and the proportion of recycled material contained therein.
  • the determined signal intensity i.e. signal intensity of the identified tracer in the first material, which is determined according to the invention
  • the first material contains the tracer in an amount that is greater than the amount which is necessary to achieve the target signal intensity
  • the first material is "diluted", either by adding further recycled material, i.e. recycled material without tracer, or by adding a mixture of further recycled material and tracer, with a signal intensity of the mixture being lower than the target signal.
  • Intensity that is, a mixture containing the tracer in an amount that is less than the amount necessary to achieve the target signal intensity.
  • a second material is obtained.
  • the second material has the target signal intensity.
  • the second material includes the recycled material, i.e. the same recycled material that was contained in the first material, and the tracer.
  • the first material and the second material only differ in that the second material has the target signal intensity and the first material does not, i.e. that the second material contains the tracer in an amount that is suitable for the target -Signal intensity to be preserved and the first material is not.
  • the target intensity therefore corresponds to a proportion of 100% recycled material.
  • the second material that is, the material with the target signal intensity
  • the second material can be combined with a third material.
  • the combining can include mixing, blending, fusing the two materials, such as mechanical mixing of previously comminuted, ground, homogenized materials.
  • the third material is a virgin material or a further recycled material that is different from the recycled material contained in the first material, preferably the third material is a virgin material.
  • the combining takes place in a defined ratio, in particular weight ratio, of the second material and the third material.
  • Recycled material regularly has poorer properties, such as mechanical properties, optical properties, etc., due to previous use.
  • a ratio of recycled material to third material, in particular new material is from i:ioo to 1:2, 1:50 to 1:2.5 or 1:20 to 1:3.
  • the method according to the invention allows the defined proportion of recycled material in the final product to be reliably determined, i.e. checked.
  • the material obtained with a verifiable proportion of recycled material is brought into the form of a final product following the method according to the invention, for example in the form of a window frame or part thereof, in the form of a bottle, etc.
  • the provision and/or the identification of the first material includes the separation of the first material from at least one foreign material, that is to say that the method according to the invention is preceded by a sorting process in which the first material is separated from other materials contained herein referred to as foreign materials, is separated.
  • the at least one foreign material differs from the first material in at least one property that allows separation.
  • the foreign material may be a second recycled material that is different from the recycled material contained in the first material, such as physically and/or chemically different.
  • the first material may include recycled PVC while the foreign material includes HDPE.
  • the foreign material may be a material that comprises the same recycled material as the first material, in which case the foreign material comprises a marking agent, such as a second tracer or a watermark, etc., which allows the foreign material to be distinguished from the first material.
  • a marking agent such as a second tracer or a watermark, etc.
  • the foreign material contains a second tracer that is different from the tracer that is contained in the first material and/or is added to the first material.
  • the first material is in a mixture with a first foreign material, a second foreign material, a third foreign material, etc. is present, wherein the first material contains a first tracer, the first foreign material contains a second tracer, the second foreign material contains a third tracer, etc., the tracers being different from one another.
  • the first material can be separated from the other materials containing other tracers by suitable means (tracer based sorting).
  • tracer based sorting are not only chemically different tracers, but also different combinations, amounts, etc. of otherwise chemically similar tracers.
  • tracers can be used to detect the recycled material in the end product. In this way, it can be checked whether there is a certain concentration of tracers that allows conclusions to be drawn about the amount or proportion of recycled material.
  • the use of appropriate tracers means that, for example, some of the recycled material already contains tracers. Therefore, it is not sufficient if the same amount of tracer is always added to the recycled material, as this would lead to a constant increase in the tracer in the recycled material over time, which prevents the proportion of recycled material from being reliably checked.
  • the method according to the invention serves to produce a material with a verifiable proportion of recycled material.
  • the material produced using the process therefore includes a proportion of recycled material.
  • the proportion of recycled material in the material produced can be verified in such a way that the proportion of recycled material can be reliably determined without knowledge of the parameters of the manufacturing process, in particular without knowledge of the quantities of recycled material and optionally new material used in production.
  • the method according to the invention makes it possible to ensure correct sorting of products manufactured using recycled material.
  • the method according to the invention enables a quality check of a material produced using the method according to the invention, in particular with regard to the amount of recycled material contained.
  • composition according to the invention contains a tracer, this also includes the case in which the composition contains a mixture of several tracers.
  • the tracers Mi and M2 have the following chemical formulas
  • Example 1 fno tracer in the first material
  • Used window frames made of PVC are delivered to recycling plant 1.
  • the window frames are ground into granules and homogenized by mixing.
  • a spectrally resolving detection device is used to analyze the fluorescence radiation. No fluorescence signal is detected, so the PVC material does not contain any fluorescence tracer.
  • the recycled material will be used again to produce PVC window frames. 25% recycled material and 75% virgin material are used in the production of these window frames. The proportion of recycled material in the window frames should be detectable using a fluorescence tracer.
  • the fluorescence tracer Ml (Gd1.69Ybo.24Ero.o7O3) is added to the recycling material.
  • the tracer Ml is gadolinium oxide, doped with erbium and ytterbium and has an emission maximum at 6 2nm.
  • the target content of 25% recycled material should lead to a signal intensity of 100 (au) at ⁇ 72nm in the window frames.
  • the relationship between signal intensity and tracer concentration is determined experimentally using 25% recycled material.
  • the recycled material is mixed with different amounts of tracer.
  • the fluorescence intensity of the recycled material is determined to enable later quality control of the production process.
  • 25% of the recycled material is processed with 75% virgin material into test specimens representative of window frames and these are examined spectroscopically:
  • the desired intensity of 100 is achieved on the test specimen.
  • the window manufacturer uses 25% of modified recycled material and 75% virgin material to produce new window frames.
  • the window frames are analyzed spectroscopically. An emission spectrum with an emission maximum at ⁇ 72nm and a fluorescence intensity of 100 at the emission maximum are determined.
  • the emission spectrum proves the identity of the tracer contained as Fluorescence Tracer Ml.
  • the fluorescence intensity proves the content of 25% recycled material.
  • Example 2 f small amounts of tracer in the first material
  • Used window frames made of PVC are delivered to recycling plant 2.
  • the window frames already contain 25% recycled material.
  • the fluorescence tracer Ml is included to prove the proportion of 25% recycled material can.
  • An emission spectrum with an emission maximum at 6 2nm is determined. The identity of the tracer contained is therefore proven to be a fluorescence tracer Mi.
  • the recycled material will be used again to produce PVC window frames, with 25% recycled material and 75% virgin material being used again.
  • the proportion of 25% recycled material must be able to be proven using the fluorescence tracer Ml and a target signal intensity of 100 (a.u.) at ⁇ 72nm.
  • the tracer content in the window frames and therefore in the recycled material is already looppm.
  • additional fluorescence tracer Ml must be added to the recycled material in order to prevent the tracer concentration from falling when mixed with virgin material.
  • the relationship between signal intensity and additional tracer concentration is determined experimentally when using 25% recycled material.
  • the recycled material is mixed with different amounts of tracer.
  • the fluorescence intensity of the recycled material is determined to enable later quality control of the production process.
  • 25% of the recycled material is processed with 75% virgin material into test specimens representative of window frames and these are examined spectroscopically:
  • the desired intensity of 100 is achieved on the test specimen.
  • the modified recycling material shows an intensity of 400.
  • the recycling company adds 300 ppm Tracer Ml to the regrind during the production process.
  • To quality control the correct tracer addition it is checked whether the modified recycling material has the target signal intensity of 400.
  • the tracer is added by admixture.
  • the window manufacturer uses 25% of modified recycled material and 75% virgin material to produce new window frames.
  • the window frames are analyzed spectroscopically.
  • An emission spectrum with an emission maximum at ⁇ 72nm and a fluorescence intensity of 100 at the emission maximum are determined.
  • the emission spectrum demonstrates the identity of the tracer contained as a fluorescence tracer Mi.
  • the fluorescence intensity proves the content of 25% recycled material.
  • Example 3 (high amounts of tracer in the first material):
  • a mixture of used window frames from different product lines consisting of PVC is delivered to recycling plant 2. According to the manufacturer's information, the Fluorescence Tracers Ml is included. However, different product lines contain different concentrations of Ml.
  • the recycled material will be used again to produce PVC window frames, using 25% recycled material and 75% virgin material. The proportion of 25% recycled material must be able to be proven using the fluorescence tracer Ml and a target signal intensity of 100 (a.u.) at 6 2nm.
  • the window frames are ground into granules and homogenized by mixing.
  • the mixture is analyzed spectroscopically.
  • the emission spectrum of Ml with emission maximum at ⁇ 72nm is determined.
  • the identity of the tracer contained is therefore proven as Fluorescence Tracers Mi.
  • an intensity of over 1000 au is found at ⁇ 72nm.
  • no further Tracer Ml may be added.
  • recycled PVC must be mixed without tracers.
  • the recycling company 2 does not add tracer by adding pure tracer Ml, but rather by adding a masterbatch.
  • the masterbatch is produced by recycling company 3.
  • Various used PVC products are delivered to recycling plant 3.
  • the entire material is ground into granules and homogenized by mixing.
  • the recycling company adds Tracer Ml to the regrind. This is done in a remelting process (compounding), whereby the tracer Ml is homogeneously melted into the HDPE. The melting product is processed into granules. During compounding, 10000 tracers are continuously added. The recycling company makes the granulate (masterbatch) obtained available to further processing companies.
  • Recycling plant 2 obtains the masterbatch from recycling plant 3 and adds the masterbatch to the regrind to achieve the necessary signal intensity.
  • the additional masterbatch concentration to be used is determined experimentally.
  • the recycled material is mixed with different amounts of masterbatch.
  • the fluorescence intensity of the recycled material is determined. 25% of this doped recycled material is processed with 75% virgin material into test specimens representative of window frames and these are examined spectroscopically:
  • modified recycled material By mixing 96% regrind (concentration looppm) with 4% masterbatch (concentration öooppm), modified recycled material with 400 ppm tracer is obtained. To quality control the correct masterbatch addition, it is checked whether the modified recycling material has the target signal intensity of 400. New window frames are now made with 25% modified recycled material and 75% virgin PVC.
  • the HDPE contains the tracer Ml with emission maximum at 6 2nm and the tracer M2 (Gdi ⁇ Ybo ⁇ Tmo.oosOa) with emission maximum at 79önm.
  • Tracer Ml is gadolinium oxide doped with erbium and ytterbium.
  • Tracer M2 is gadolinium oxide doped with erbium and thulium.
  • the amounts of Ml and M2 in HDPE are adjusted so that the intensity of Ml at ⁇ 72nm is “25” and the intensity of M2 at 79nm is “50” in transparent HDPE. Based on the emission maxima and the intensity ratio 1:2, the HDPE is identified and sorted out.
  • HDPE sorted out in this way is delivered to a recycling plant.
  • the entire material is ground into granules.
  • This regrind is to be processed together with new HDPE to produce new HDPE bottles. 25% of this regrind and 75% new material should be used. The proportion of this ground material should be detectable using fluorescence spectroscopy. Furthermore, the intensity of the tracers in the new bottles should also be 25 or 50.
  • the relationship between signal intensity and additional tracer concentration is determined experimentally when using 25% recycled material.
  • the recycled material is mixed with different amounts of tracer.
  • the fluorescence intensity of the recycled material is determined to enable later quality control of the production process.
  • 25% of the recycled material is processed with 75% virgin material into test specimens representative of HDPE bottles. These are examined spectroscopically:
  • the recycling company When adding 75 ppm Tracer Ml and isoppm Tracer M2, the desired intensity of 25 or 50 is achieved on the test specimen. Accordingly, the recycling company adds 75ppm Tracer Ml and isoppm Tracer M2 to the regrind in the production process.
  • emission maxima are found at ⁇ 72nm and 79önm with fluorescence intensities of 25 and 50. This proves the content of 25% recycled material.
  • the new HDPE bottles with recycled material also show an intensity ratio of 1:2 and can be correctly identified and sorted using tracer based sorting.
  • Two manufacturers A and B produce machine-sortable HDPE bottles.
  • manufacturer A uses Tracer Ml in the HDPE material.
  • Manufacturer B uses a water brand on the bottles.
  • the bottles from manufacturer A are sorted using Tracer Mi using Tracer Based Sorting, and the bottles from manufacturer B are sorted using the water brand using optical image recognition.
  • Manufacturers want to use HDPE recycled material in production. The recycled material content should be detectable using a uniform fluorescence tracer. Both manufacturers use Tracer M2 for this purpose.
  • the bottles are processed into granules after sorting.
  • the presence of tracer M2 is checked by spectroscopic analysis and the amount of tracer M2 or recycled HDPE without tracer to be added is determined.
  • the amount of Tracer Ml to be added is determined to enable tracer-based sorting of bottles made with recycled material.
  • the appropriately modified HDPE recycling materials are made available to the bottle manufacturers and can be used by them for production new bottles can be used.
  • Spectroscopic analysis of the bottles produced proves the identity of the tracer contained as fluorescence tracer M2. Measuring the fluorescence intensity shows the content of recycled material.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a material with a verifiable proportion of a recycled material, the method comprising the following steps: • - providing a first material, the first material consisting of a recycled material and optionally a tracer; • - identifying the tracer in the first material; • - determining a signal intensity of the identified tracer in the first material; • - setting a target signal intensity by • - adding a further amount of the identified tracer to the first material depending on the determined signal intensity if the determined signal intensity is less than the target signal intensity, or • - adding further recycled material or a mixture of further recycled material and tracer, a signal intensity of the mixture being lower than the target signal intensity if the determined signal intensity is greater than the target signal intensity, so as to obtain a second material which comprises the recycled material and the tracer and has the target signal intensity; and • - optionally, combining the second material with a third material in a defined ratio, the third material being a material that does not contain the identified tracer, so as to obtain the material with verifiable proportion of recycled material.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recvclingm aterial Method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material
Gebiet der Erfindung Field of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil eines Recyclingmaterials. The present invention relates to a method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Das Wiederverwerten (Recycling) von Recyclingmaterialien, d.h. von Materialien, die aus Altprodukten stammen, ist wesentlich, um Rohstoffressourcen zu schonen und Kosten für die Neuherstellung von Produkten zu senken. The reuse (recycling) of recycled materials, i.e. materials that come from old products, is essential in order to conserve raw material resources and reduce the costs of producing new products.
Zur Wiederverwertung von Materialien kann Recyclingmaterial zu neuen Erzeugnissen verarbeitet werden. Bei der Herstellung solcher Erzeugnisse kann es notwendig sein, einen definierten Anteil Recyclingmaterial einzusetzen. Ferner kann es wünschenswert sein, dass der Anteil des eingesetzten Recyclingmaterials in dem so neu hergestellten Erzeugnis bestimmt werden kann. To recycle materials, recycled material can be processed into new products. When producing such products, it may be necessary to use a defined proportion of recycled material. Furthermore, it may be desirable to be able to determine the proportion of recycled material used in the newly manufactured product.
In der DE 10251 675 Ai wird ein Verfahren zu Herstellung eines thermoplastischen Produkts unter Verwendung eines Kunststoffflaschenrecyclats beschrieben. Der Anteil des Kunststoffflaschenrecyclats in dem finalen Produkt kann allerdings ohne Wissen um die Parameter des Herstellungsprozesses im Nachhinein nicht überprüft oder bestimmt werden. DE 10251 675 Ai describes a process for producing a thermoplastic product using a plastic bottle recyclate. However, the proportion of plastic bottle recyclate in the final product cannot be checked or determined afterwards without knowledge of the parameters of the manufacturing process.
Aufgabe der Erfindung Task of the invention
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial bereitzustellen, das Nachteile des Stands der Technik überwindet, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Produkts, das Recyclingmaterial umfasst, bereitzustellen, wobei der Anteil eines Recyclingmaterials in dem Produkt kontrolliert werden kann, insbesondere nach der Herstellung des Produkts. It is therefore the object of the present invention to provide a method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material that overcomes disadvantages of the prior art, in particular to provide a method for producing a product that includes recycled material, wherein the proportion of recycled material is in the product can be controlled, especially after the product has been manufactured.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird gemäß dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. This task is solved in accordance with the subject matter of the independent claims. Preferred embodiments result from the subclaims and the following description.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: The task is solved in particular by a method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material, the method comprising the steps:
- Bereitstellen eines ersten Materials, wobei das erste Material aus einem Recyclingmaterial und optional einem Tracer besteht; - Providing a first material, the first material consisting of a recycled material and optionally a tracer;
- Identifizieren des Tracers in dem ersten Material; - identifying the tracer in the first material;
- Bestimmen einer Signal-Intensität des identifizierten Tracers in dem ersten Material; - Einstellen einer Soll-Signal-Intensität durch - determining a signal intensity of the identified tracer in the first material; - Setting a target signal intensity
- Zugeben einer weiteren Menge des identifizierten Tracers in das erste Material in Abhängigkeit von der bestimmten Signal-Intensität, wenn die bestimmte Signal- Intensität kleiner ist als die Soll-Signal-Intensität, oder - Adding a further amount of the identified tracer into the first material depending on the determined signal intensity, if the determined signal intensity is smaller than the target signal intensity, or
- Zugeben von weiterem Recyclingmaterial oder eines Gemischs von weiterem Recyclingmaterial und Tracer, wobei eine Signal-Intensität des Gemischs geringer ist als die Soll-Signal-Intensität, wenn die bestimmte Signal-Intensität größer ist als die Soll-Signal-Intensität, um ein zweites Material zu erhalten, das das Recyclingmaterial und den Tracer umfasst und die Soll-Signal-Intensität hat; und - Adding further recycled material or a mixture of further recycled material and tracer, a signal intensity of the mixture being less than the target signal intensity, if the determined signal intensity is greater than the target signal intensity, by a second Obtain material that includes the recycled material and the tracer and has the target signal intensity; and
- optional Vereinigen des zweiten Materials mit einem dritten Material in einem definierten Verhältnis, wobei das dritte Material ein Material ist, das den identifizierten Tracer nicht enthält, um das Material mit überprüfbarem Anteil eines Recyclingmaterials zu erhalten. - optionally combining the second material with a third material in a defined ratio, the third material being a material that does not contain the identified tracer, in order to obtain the material with a verifiable proportion of recycled material.
Verfahren Proceedings
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil eines Recyclingmaterials. Das mittels des Verfahrens hergestellte Material umfasst also einen Anteil an Recyclingmaterial und optional einen Anteil an weiterem Material, beispielsweise einem Neumaterial. Der Anteil an Recyclingmaterial in dem hergestellten Material ist dahingehend überprüfbar, dass ohne Wissen um die Parameter des Herstellungsprozesses, insbesondere ohne Wissen um die bei der Herstellung verwendeten Mengen von Recyclingmaterial und optionalem weiteren Material, der Anteil an Recyclingmaterial zuverlässig bestimmt werden kann. The method according to the invention serves to produce a material with a verifiable proportion of recycled material. The material produced by the method therefore includes a proportion of recycled material and optionally a proportion of further material, for example a new material. The proportion of recycled material in the material produced can be verified in such a way that the proportion of recycled material can be reliably determined without knowledge of the parameters of the manufacturing process, in particular without knowledge of the amounts of recycled material and optional other material used in production.
Bereitstellen eines ersten Materials Providing a first material
Das Bereitstellen des ersten Materials kann ein geeignetes Zurichten des ersten Materials für die Weiterverarbeitung umfassen, insbesondere das Zerkleinern, Vermahlen, Homogenisieren etc. des ersten Materials. Providing the first material can include suitable preparation of the first material for further processing, in particular comminuting, grinding, homogenizing, etc. of the first material.
Erstes Material First material
Das erste Material besteht aus einem Recyclingmaterial und optional einem Tracer. Falls das erste Material keinen Tracer umfasst, besteht das erste Material nur aus dem Recyclingmaterial . The first material consists of a recycled material and optionally a tracer. If the first material does not contain a tracer, the first material consists only of the recycled material.
Im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist ein Recyclingmaterial ein POST-CONSUMER MATERIAL, d.h. ein Abfall-Material aus Haushalten, gewerblichen, industriellen und institutionellen Einrichtungen, oder POST-INDUSTRIAL MATERIAL, d.h. Produktionsabfälle und / oder Produktionsausschüsse. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Material in Form eines Endprodukts vorliegt, beispielsweise in Form eines Fensterrahmens oder eines Teils davon, in Form einer Flasche etc. For purposes of the present disclosure, a recycled material is a POST-CONSUMER MATERIAL, ie, waste material from household, commercial, industrial and institutional facilities, or POST-INDUSTRIAL MATERIAL, ie, production waste and/or production waste. It can be provided that the first material is in the form of an end product, for example in the form of a window frame or part thereof, in the form of a bottle, etc.
Das Recyclingmaterial kann einen Kunststoff umfassen, insbesondere in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, mindestens 60 Gew.-%, mindestens 70 Gew.-%, mindestens 80 Gew.- %, mindestens 90 Gew.-% oder mindestens 95 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Recyclingmaterials, oder aus einem Kunststoff bestehen. The recycled material can comprise a plastic, in particular in an amount of at least 50% by weight, at least 60% by weight, at least 70% by weight, at least 80% by weight, at least 90% by weight or at least 95% by weight .-%, based on the total weight of the recycled material, or made of a plastic.
Der Kunststoff kann aus der Gruppe ausgewählt sein, bestehend aus Polyvinylchlorid, Polyethylen, insbesondere LDPE und HDPE, Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Polypropylen, Polyamid, ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) und einem Gemisch von zwei oder mehreren davon. The plastic can be selected from the group consisting of polyvinyl chloride, polyethylene, in particular LDPE and HDPE, polyethylene terephthalate, polystyrene, polypropylene, polyamide, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) and a mixture of two or more of these.
Tracer Tracer
Ein Tracer im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist ein Markierungsstoff, das heißt, beispielsweise eine Substanz oder ein Material, das zur Identifikation, zur Sortierung etc. eines markierten Materials genutzt werden kann. Der erfindungsgemäße Tracer kann sich auch zur Bestimmung des Anteils markierter Materialien in Zusammensetzungen aus mehreren Materialien eignen. A tracer in the sense of the present disclosure is a marking substance, that is, for example, a substance or a material that can be used to identify, sort, etc. a marked material. The tracer according to the invention can also be suitable for determining the proportion of labeled materials in compositions consisting of several materials.
Der Tracer kann eine lumineszierende Substanz, insbesondere eine photolumineszierende Substanz sein. The tracer can be a luminescent substance, in particular a photoluminescent substance.
Photolumineszenz ist die Emission von Photonen aus direkter Photoanregung einer beliebigen Form von Materie nach der Absorption von Photonen (elektromagnetische Strahlung). Die Photolumineszenz kann Abwärtsverschiebungs- oder Aufwärtsumwandlungsprozesse umfassen. Wenn die Energie der emittierten Photonen geringer als die Energie der absorbierten Photonen ist, wird die Photolumineszenz als Abwärtsverschiebungsprozess beschrieben. Umgekehrt ist die Photonen-Aufwärtsumwandlung ein optischer Prozess, bei dem die Energie der emittierten Photonen höher als die Energie der absorbierten Photonen ist. Sowohl die Anregung als auch die Emission können in UV-, sichtbarem oder infrarotem (IR) Licht stattfinden. Photoluminescence is the emission of photons from direct photoexcitation of any form of matter after the absorption of photons (electromagnetic radiation). Photoluminescence can involve downshift or upconversion processes. When the energy of the emitted photons is less than the energy of the absorbed photons, photoluminescence is described as a downward shift process. Conversely, photon upconversion is an optical process in which the energy of the emitted photons is higher than the energy of the absorbed photons. Both excitation and emission can take place in UV, visible or infrared (IR) light.
Um als Tracer anwendbar zu sein, ist es vorteilhaft, wenn photolumineszierende Materialien verschiedene Merkmale zeigen, insbesondere eine hohe Photolumineszenz-Quantenausbeute (PLQY); effiziente Produktionseigenschaften, wie Synthesetemperatur < 1,300 °C, nicht zu viele Prozessschritte, gewünschte Teilchengrößen bei der Produktion, gute Reproduzierbarkeit von Materialmerkmalen wie PLQY, Abklingzeit und Emissionslinien und Einhaltung von Anwendungsanforderungen wie Stabilität bei höheren Temperaturen, in Luft oder Medien wie Wasser oder gute Biokompatibilität. In order to be applicable as a tracer, it is advantageous if photoluminescent materials exhibit various characteristics, in particular a high photoluminescence quantum yield (PLQY); efficient production properties, such as synthesis temperature < 1,300 °C, not too many process steps, desired particle sizes during production, good reproducibility of material characteristics such as PLQY, decay time and emission lines and compliance with application requirements such as stability at higher temperatures, in air or media such as water or good biocompatibility .
Es kann vorgesehen sein, dass der Tracer ein Seltenerdmetall, ein Seitenerdmetailion, ein Übergangsmetall, ein Übergangsmetailion oder ein Gemisch von zwei oder mehreren davon umfasst. Vorzugsweise ist das Seltenerdmetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Y, Gd, La, Lu, Sc, Ce, Dy, Er, Eu, Ho, Nd, Pr, Sm, Tb, Tm, Yb und Mischungen davon. Vorzugsweise ist das Übergangsmetall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zn, Cu, Ni, Mn, Fe, V und Mischungen davon. Weitere bevorzugte Metalle sind In, Bi, Ba, Sr, Ca, Zn, Mg und Mischungen davon. Besonders bevorzugte Tracer können auf YBaZn oder YBaZnF basieren. It may be envisaged that the tracer comprises a rare earth metal, a side earth metal ion, a transition metal, a transition metal ion or a mixture of two or more thereof. Preferably, the rare earth metal is selected from the group consisting of Y, Gd, La, Lu, Sc, Ce, Dy, Er, Eu, Ho, Nd, Pr, Sm, Tb, Tm, Yb and mixtures thereof. Preferably the transition metal is selected from the group consisting of Zn, Cu, Ni, Mn, Fe, V and mixtures thereof. Other preferred metals are In, Bi, Ba, Sr, Ca, Zn, Mg and mixtures thereof. Particularly preferred tracers can be based on YBaZn or YBaZnF.
Gemäß einer Ausführungsform können besonders bevorzugte Tracer die chemische Formel i aufweisen: According to one embodiment, particularly preferred tracers can have the chemical formula i:
M2(i-y-z)Yb2yRem2zAD05-xHal2x (Chemische Formel 1), wobei M mindestens ein Element ausgewählt aus Y, Gd, La, Lu, In, Sc, Bi und Mischungen davon ist; A mindestens ein Element ausgewählt aus Ba, Sr, Ca und Mischungen davon ist; D mindestens ein Element ausgewählt aus Zn, Mg, Cu, Ni, Mn, Fe und Mischungen davon ist; Hal mindestens ein Element ausgewählt aus F, Cl, Br, I und Mischungen davon ist; Rem mindestens ein Seltenerdelement ausgewählt aus Ce, Dy, Er, Eu, Ho, Nd, Pr, Sm, Tb, Tm und Mischungen davon ist; x von o, 02 bis 2,5 ist; y von o bis 1 ist; z von o bis l ist; mindestens eines von y und z mindestens 0,001 ist, die Gesamtsumme von y + z höchstens 1 ist. M 2 (iyz)Yb2yRem2zAD0 5-x Hal2x (Chemical Formula 1), where M is at least one element selected from Y, Gd, La, Lu, In, Sc, Bi and mixtures thereof; A is at least one element selected from Ba, Sr, Ca and mixtures thereof; D is at least one element selected from Zn, Mg, Cu, Ni, Mn, Fe and mixtures thereof; Hal is at least one element selected from F, Cl, Br, I and mixtures thereof; Rem is at least one rare earth element selected from Ce, Dy, Er, Eu, Ho, Nd, Pr, Sm, Tb, Tm and mixtures thereof; x is from 0.02 to 2.5; y is from o to 1; z is from o to l; at least one of y and z is at least 0.001, the total of y + z is at most 1.
Bevorzugte Ausführungsformen der chemischen Formel 1 und deren Herstellung sind in EP 3 431570 Bi beschrieben. Preferred embodiments of chemical formula 1 and their production are described in EP 3 431570 Bi.
Weitere bevorzugte Tracer sind mit Seltenerdelementen dotierte Oxysulfide. Other preferred tracers are oxysulfides doped with rare earth elements.
Gemäß einer Ausführungsform können diese Tracer die chemische Formel 2 aufweisen: According to one embodiment, these tracers may have the chemical formula 2:
M2-xRemx02S (Chemische Formel 2) wobei M mindestens ein Element ausgewählt sein kann aus Y, Gd, La und Mischungen davon ist, Rem mindestens ein Seltenerdelement ist. M 2-x Rem x 02S (Chemical Formula 2) where M can be at least one element selected from Y, Gd, La and mixtures thereof, Rem is at least one rare earth element.
Bevorzugte Tracer können auf Yttriumoxysulfid (YOS) oder Gadoliniumoxysulfid (GOS) basieren. Preferred tracers may be based on yttrium oxysulfide (YOS) or gadolinium oxysulfide (GOS).
Besonders bevorzugte Tracer können auf Yttriumoxysulfid (YOS), Gadoliniumoxid oder Gadoliniumoxysulfid (GOS), jeweils dotiert mit Ytterbium und Erbium oder dotiert mit Ytterbium und Holmium basieren. Particularly preferred tracers can be based on yttrium oxysulfide (YOS), gadolinium oxide or gadolinium oxysulfide (GOS), each doped with ytterbium and erbium or doped with ytterbium and holmium.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können besonders bevorzugte Tracer die chemische Formel 3 aufweisen: According to a further embodiment, particularly preferred tracers can have the chemical formula 3:
Wei(a)We2(b)Ta(c)Doi(d)Do2(e)Hal(w)O(x)Te(y)Se(z) (Chemische Formel 3) wobei Wei und We2 unterschiedlich sind und unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Niob, Aluminium, Barium, Gadolinium, Lanthan, Yttrium, Cer und Titan; D01 und D02 unterschiedlich sind und unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe der Seltenerdelemente; Hal Fluorid, Chlorid, Bromid oder lodid ist; die Indizes (a)-(z) jeweils unabhängig voneinander o bis 3 sind, obwohl mindestens eines von (a) und (b) größer als o ist, mindestens eines von (d) und (e) größer als o ist und mindestens eines von (w), (x), (y) und (z) größer als o ist; wobei die Summe von (a)+ (b)+ (c)=i-2, bevorzugt 1 oder 2, und die Summe von (w)+(x)+(y)+(z)=2 oder 3, optional mit der Maßgabe, dass (c) > o ist. Wei(a)We2(b)Ta(c)Doi(d)Do2(e)Hal(w)O(x)Te(y)Se(z) (Chemical Formula 3) where Wei and We2 are different and independent of each other are selected from the group consisting of niobium, aluminum, barium, gadolinium, lanthanum, yttrium, cerium and titanium; D01 and D02 are different and are independently selected from the group of rare earth elements; Hal is fluoride, chloride, bromide or iodide; the indices (a)-(z) are each independently o to 3, although at least one of (a) and (b) is greater than o, at least one of (d) and (e) is greater than o and at least one of (w), (x), (y) and (z) is greater than o; where the sum of (a) + (b) + (c) = i-2, preferably 1 or 2, and the sum of (w) + (x) + (y) + (z) = 2 or 3, optional with the proviso that (c) > o.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, das Wei = Ce, D01 = Er und (b) = (e) = (w) = (y) = (z) = o, wobei (x) > o ist. It can preferably be provided that Wei = Ce, D01 = Er and (b) = (e) = (w) = (y) = (z) = o, where (x) > o.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das Seltenerdelement ausgewählt ist aus Erbium, Ytterbium, Thulium und Holmium, vorzugsweise eine Kombination von zwei Seltenerdoxiden, vorzugsweise Erbiumoxid und Ytterbiumoxid. It can preferably be provided that the rare earth element is selected from erbium, ytterbium, thulium and holmium, preferably a combination of two rare earth oxides, preferably erbium oxide and ytterbium oxide.
Bevorzugte Ausführungsformen und deren Herstellung sind in EP3375840B1 beschrieben. Preferred embodiments and their production are described in EP3375840B1.
Der Tracer kann ein RFA-Tracer sein. Ein RFA-Tracer ist ein Tracer, welcher mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) detektiert werden kann. Der RFA-Tracer kann z.B. durch definierte Mengen eines oder mehrerer chemischer Elemente gebildet werden. The tracer can be an RFA tracer. An XRF tracer is a tracer that can be detected using X-ray fluorescence analysis (XRF). The XRF tracer can be formed, for example, by defined amounts of one or more chemical elements.
Identifizieren des Tracers in dem ersten Material Identify the tracer in the first material
Insbesondere wenn der Tracer ein lumineszierender Tracer ist, kann zur Bestimmung der Identität des Tracers, d.h. zu Identifizierung desselben, das Lumineszenz-Verhalten des Tracers im Hinblick auf verschiedenste Eigenschaften analysiert werden. In particular if the tracer is a luminescent tracer, in order to determine the identity of the tracer, i.e. to identify it, the luminescence behavior of the tracer can be analyzed with regard to a wide variety of properties.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Identifizieren des Tracers in dem ersten Material In particular, it can be provided that the tracer is identified in the first material
- das Messen eines Emissionsspektrums des Tracers; - measuring an emission spectrum of the tracer;
- das Bestimmen der An- und/oder Abwesenheit einer für den Tracer spezifischen Emissionswellenlänge; - determining the presence and/or absence of an emission wavelength specific to the tracer;
- das Messen des Lumineszenzemissionsverhaltens des Tracers über die Zeit; - measuring the luminescence emission behavior of the tracer over time;
- das Messen einer Emssionsintensität für eine oder mehrere Emissionswellenlänge(n) des Tracers; - measuring an emission intensity for one or more emission wavelengths of the tracer;
- das Bestimmen eines Intensitätsverhältnisses zwischen Emissions-Wellenlängen des Tracers; oder zwei oder mehr davon umfasst. - determining an intensity ratio between emission wavelengths of the tracer; or includes two or more thereof.
Anstelle der Analyse definierter Emissionswellenlängen können auch Wellenlängenbereiche analysiert werden. Instead of analyzing defined emission wavelengths, wavelength ranges can also be analyzed.
Das Messen des Lumineszenzemissionsverhaltens des Tracers über die Zeit kann die Bestimmung einer Abklingkonstante für eine oder mehrere Emissions-Wellenlängen oder einen oder mehrere Wellenlängenbereich(e) umfassen. Unter der Abklingkonstante wird die Zeitspanne verstanden, in der die Ausgangsintensität der Emission auf das i/e-fache abfällt. Wenn der Tracer ein RFA-Tracer ist, kann zur Bestimmung der Identität des Tracers das Röntgenfluoreszenzspektrum qualitativ analysiert werden. Measuring the luminescence emission behavior of the tracer over time may include determining a decay constant for one or more emission wavelengths or one or more wavelength ranges. The decay constant is understood to be the period of time in which the initial intensity of the emission falls i/e-fold. If the tracer is an XRF tracer, the X-ray fluorescence spectrum can be qualitatively analyzed to determine the identity of the tracer.
Bestimmen einer Signal-Intensität des identifizierten Tracers in dem ersten Material Determining a signal intensity of the identified tracer in the first material
Die Signal-Intensität des identifizierten Tracers bezeichnet die Intensität eines Signals, das für eine Eigenschaft des identifizierten Tracers bestimmt werden kann, etwa eines optischen Signals, das nach Anregung des Tracers erhalten wird. The signal intensity of the identified tracer refers to the intensity of a signal that can be determined for a property of the identified tracer, such as an optical signal that is obtained after excitation of the tracer.
Insbesondere wenn der Tracer ein lumineszierender Tracer ist, kann zur Bestimmung der Signal-Intensität des Tracers, d.h. zu Identifizierung desselben, das Lumineszenz-Verhalten des Tracers im Hinblick auf verschiedenste Eigenschaften analysiert werden. In particular if the tracer is a luminescent tracer, in order to determine the signal intensity of the tracer, i.e. to identify it, the luminescence behavior of the tracer can be analyzed with regard to a wide variety of properties.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Bestimmen der Signal-Intensität des Tracers In particular, it can be provided that the signal intensity of the tracer is determined
- das Messen eines Emissionsspektrums des Tracers; - measuring an emission spectrum of the tracer;
- das Messen des Lumineszenzemissionsverhaltens des Tracers über die Zeit; - measuring the luminescence emission behavior of the tracer over time;
- das Messen einer Emssionsintensität für eine oder mehrere Emissionswellenlänge(n) des Tracers; - measuring an emission intensity for one or more emission wavelengths of the tracer;
- das Bestimmen eines Intensitätsverhältnisses zwischen Emissions-Wellenlängen des Tracers; oderzwei oder mehr davon umfasst. - determining an intensity ratio between emission wavelengths of the tracer; orcomprises two or more thereof.
Anstelle der Analyse definierter Emissionswellenlängen können auch Wellenlängenbereiche analysiert werden. Instead of analyzing defined emission wavelengths, wavelength ranges can also be analyzed.
Wenn der Tracer RFA-Tracer ist, kann zur Bestimmung der Signal-Intensität des Tracers die Intensität der Röntgenfluoreszenzstrahlung analysiert werden. If the tracer is an XRF tracer, the intensity of the X-ray fluorescence radiation can be analyzed to determine the signal intensity of the tracer.
Die Analyse der zum Identifizieren des Tracers und zum Bestimmen einer Signal-Intensität des identifizierten Tracers verwendeten Tracer-Eigenschaften, kann insbesondere bei lumineszierendern Tracern durch bekannte spektroskopische Methoden erfolgen. Zur Analyse der Tracer-Eigenschaften können neben Spektrometern auch Fotozellen, Fotodioden, Fototransistoren Photomultiplier, Schwarzweiß-Kameras oder Farb-Kameras herangezogen werden. In den Detektionseinrichtungen können optische Filter wie z.B. Langpass/Kurzpass/Bandpass-Filter zum Einsatz kommen. Die genannten Einrichtungen können alleine oder in Kombination zum Einsatz kommen. The analysis of the tracer properties used to identify the tracer and to determine a signal intensity of the identified tracer can be carried out using known spectroscopic methods, particularly in the case of luminescent tracers. In addition to spectrometers, photocells, photodiodes, phototransistors, photomultipliers, black-and-white cameras or color cameras can be used to analyze the tracer properties. Optical filters such as long pass/short pass/band pass filters can be used in the detection devices. The facilities mentioned can be used alone or in combination.
Insbesondere bei lumineszierendern Tracern können zur Anregung der Lumineszenz breit- und/oder schmalbandige Quellen wie z.B. Laser, Laserdioden, lichtemittierende Dioden (LEDs), Xenonlampen, Halogenlampen einzeln oder in Kombination zur Anwendung kommen. Die Anregungsquellen können einzeln aktiviert oder gleichzeitig oder sequentiell in unterschiedlichen Kombinationen aktiviert werden. In den Anregungseinrichtungen können optische Filter wie Langpass/Kurzpass/Bandpass-Filter zum Einsatz kommen. Die Anregung kann gepulst erfolgen, d.h. die Dauer der Anregung kann zeitlich definiert begrenzt werden. Bei einem RFA-Tracer kann das Identifizieren des Tracers und das Bestimmen der Signal- Intensität des identifizierten Tracers durch eine Röntgensensorik (z.B. RFA) erfolgen Particularly in the case of luminescent tracers, broad-band and/or narrow-band sources such as lasers, laser diodes, light-emitting diodes (LEDs), xenon lamps, halogen lamps can be used individually or in combination to stimulate luminescence. The excitation sources can be activated individually or activated simultaneously or sequentially in different combinations. Optical filters such as long pass/short pass/band pass filters can be used in the excitation devices. The excitation can be pulsed, ie the duration of the excitation can be limited in a defined time. With an XRF tracer, the tracer can be identified and the signal intensity of the identified tracer can be determined using X-ray sensors (e.g. XRF).
Basierend auf der Signal-Intensität des Tracers in einem Material, kann die Konzentration des Tracers in dem Material bestimmt werden. Beispielsweise kann, basierend auf der bestimmten Signal-Intensität eines Tracers in dem ersten Material, die Konzentration des Tracers in dem ersten Material bestimmt werden. Die Signal-Intensität des Tracers in dem Material kann proportional zu der Konzentration des Tracers in dem Material sein. Based on the signal intensity of the tracer in a material, the concentration of the tracer in the material can be determined. For example, based on the determined signal intensity of a tracer in the first material, the concentration of the tracer in the first material can be determined. The signal intensity of the tracer in the material can be proportional to the concentration of the tracer in the material.
Der Wert der bestimmten Signal-Intensität kann mit der Konzentration des Tracers korrelieren. Zur Herstellung dieser Korrelation, kann ein durch die Detektionseinrichtung gemessenes Intensitäts-Rohsignal z.B. durch Multiplikation mit einem materialabhängigem Umrechnungsfaktor, oder z.B. durch Abgleich mit einer den Zusammenhang zwischen Intensitäts-Rohsignal und Tracer-Konzentration darstellenden Eichkurve, in eine der Konzentration entsprechende Signal-Intensität überführt werden. Die Umrechnungsfaktoren und Eichkurven können durch Analyse von Materialien mit unterschiedlichen Tracer- Konzentrationen bestimmt werden. The value of the determined signal intensity can correlate with the concentration of the tracer. To establish this correlation, a raw intensity signal measured by the detection device can be converted into a signal intensity corresponding to the concentration, for example by multiplying it with a material-dependent conversion factor, or for example by comparing it with a calibration curve representing the relationship between the raw intensity signal and the tracer concentration become. The conversion factors and calibration curves can be determined by analyzing materials with different tracer concentrations.
Einstellen einer Soll-Signal-Intensität Setting a target signal intensity
Beim Einstellen der Soll-Signal-Intensität ist zwischen zwei Fällen zu unterscheiden. When setting the target signal intensity, a distinction must be made between two cases.
In einem ersten Fall ist die bestimmte Signal-Intensität (d.h. Signal-Intensität des identifizierten Tracers in dem ersten Material, die erfindungsgemäß bestimmt wird) null (in dem Fall, dass das erste Material keinen Tracer umfasst) oder kleiner (insbesondere, wenn das erste Material den Tracer in einer Menge enthält, die kleiner ist als die Menge, die notwendig ist, um die Soll-Signal-Intensität zu erreichen) als die Soll-Signal-Intensität. In diesem ersten Fall wird eine weitere Menge des identifizierten Tracers zu dem ersten Material zugegeben, wobei die Menge an Tracer, die notwendig ist, um die Soll-Signal-Intensität zu erreichen, in Abhängigkeit von der bestimmten Signal-Intensität berechnet oder anderweitig bestimmt werden kann. In a first case, the determined signal intensity (i.e. signal intensity of the identified tracer in the first material, which is determined according to the invention) is zero (in the case that the first material does not include a tracer) or smaller (in particular if the first Material contains the tracer in an amount that is less than the amount necessary to achieve the target signal intensity) than the target signal intensity. In this first case, a further amount of the identified tracer is added to the first material, with the amount of tracer necessary to achieve the target signal intensity being calculated or otherwise determined depending on the determined signal intensity can.
Das Zugeben des Tracers, das heißt insbesondere weiterer Mengen an Tracer, zum Ersten Material kann durch direkte Hinzudosierung des Tracers zu dem ersten Material erfolgen. Hierfür kann vorgesehen sein, dass das erste Material vor dem Zugeben geeignet zugerichtet ist, insbesondere durch Zerkleinern, Vermahlen, Homogenisieren etc. des ersten Materials. Adding the tracer, that is to say in particular further amounts of tracer, to the first material can be done by directly adding the tracer to the first material. For this purpose, it can be provided that the first material is suitably prepared before being added, in particular by crushing, grinding, homogenizing, etc. of the first material.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Zugeben einer weiteren Menge des identifizierten Tracers in das erste Material das Zugeben eines Masterbatches ist, wobei das Masterbatch das Recyclingmaterial und den Tracer umfasst und die Signalintensität des Masterbatches größer ist als die Soll-Signal-Intensität. Ein Masterbatch im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist also ein Gemisch, etwa ein Blend, ein verschmolzenes gemischtes Material etc., von Recyclingmaterial, insbesondere desselben Recyclingmaterials, das in dem ersten Material enthalten ist, und des Tracers, wobei die Konzentration in dem Masterbatch höher ist als eine Tracerkonzentration, die notwendig ist, um die Soll-Signal-Intensität zu erreichen. Die Herstellung des Masterbatch kann beispielsweise unter Zudosierung des Tracers zu einer Teilmenge eines im Wesentlichen gleichen ersten Materials (Recyclingmaterial mit oder ohne Tracer) erfolgen. Das Masterbatch kann höhere, insbesondere deutlich höhere Konzentrationen an Tracer in dem Recyclingmaterial im Vergleich zu dem ersten Material enthalten. Beispielsweise kann die Konzentration des Tracers in dem Masterbatch doppelt so hoch, viermal so hoch, zehnmal so hoch oder fünfeigmal so hoch sein wie die Konzentration des Tracers in dem ersten Material. Alternatively, it can be provided that adding a further amount of the identified tracer into the first material is the addition of a masterbatch, the masterbatch comprising the recycled material and the tracer and the signal intensity of the masterbatch being greater than the target signal intensity. A masterbatch in the sense of the present disclosure is therefore a mixture, such as a blend, a fused mixed material, etc., of recycled material, in particular the same recycled material contained in the first material, and the tracer, the concentration in the masterbatch being higher as a tracer concentration necessary to achieve the target signal intensity. The masterbatch can be produced, for example, by adding the tracer to a subset of a substantially identical first material (recycled material with or without tracer). The masterbatch can contain higher, in particular significantly higher, concentrations of tracer in the recycled material compared to the first material. For example, the concentration of the tracer in the masterbatch can be twice as high, four times as high, ten times as high or five times as high as the concentration of the tracer in the first material.
Es ist ausdrücklich vorgesehen, dass der Tracer dem ersten Material nicht in Kombination mit einem Neumaterial zugegeben wird, d.h., dass das Masterbatch lediglich aus dem Recyclingmaterial und dem Tracer besteht. Hierdurch wird der direkte Zusammenhang zwischen Signal-Intensität im Endmaterial, das heißt, dem Material mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial, und dem darin enthaltenem Anteil von Recyclingmaterial gewährleistet. It is expressly intended that the tracer is not added to the first material in combination with a virgin material, i.e. that the masterbatch consists only of the recycled material and the tracer. This ensures the direct connection between signal intensity in the final material, i.e. the material with a verifiable proportion of recycled material, and the proportion of recycled material contained therein.
In einem zweiten Fall ist die bestimmte Signal-Intensität (d.h. Signal-Intensität des identifizierten Tracers in dem ersten Material, die erfindungsgemäß bestimmt wird) größer (insbesondere, wenn das erste Material den Tracer in einer Menge enthält, die größer ist als die Menge, die notwendig ist, um die Soll-Signal-Intensität zu erreichen) als die Soll-Signal- Intensität. In a second case, the determined signal intensity (i.e. signal intensity of the identified tracer in the first material, which is determined according to the invention) is greater (in particular if the first material contains the tracer in an amount that is greater than the amount which is necessary to achieve the target signal intensity) than the target signal intensity.
In diesem zweiten Fall wird das erste Material „verdünnt“, entweder durch Zugeben von weiterem Recyclingmaterial, also Recyclingmaterial ohne Tracer, oder durch Zugeben eines Gemischs von weiterem Recyclingmaterial und Tracer, wobei eine Signal-Intensität des Gemischs geringer ist als die Soll-Signal-Intensität, das heißt, eines Gemischs, das den Tracer in einer Menge enthält, die kleiner ist als die Menge, die zum Erreichen der Soll-Signal- Intensität notwendig ist. In this second case, the first material is "diluted", either by adding further recycled material, i.e. recycled material without tracer, or by adding a mixture of further recycled material and tracer, with a signal intensity of the mixture being lower than the target signal. Intensity, that is, a mixture containing the tracer in an amount that is less than the amount necessary to achieve the target signal intensity.
Durch das Zugeben einer weiteren Menge des identifizierten Tracers bzw. das Zugeben von weiterem Recyclingmaterial oder eines Gemischs von weiterem Recyclingmaterial und Tracer gemäß den beiden alternativen Fällen wird ein zweites Material erhalten. Das zweite Material weist die Soll-Signal-Intensität auf. Das zweite Material umfasst das Recyclingmaterial, d.h. dasselbe Recyclingmaterial, das im ersten Material enthalten war, und den Tracer. Mit anderen Worten unterscheiden sich das erste Material und das zweite Material lediglich darin, dass das zweite Material die Soll-Signal-Intensität aufweist und das erste Material nicht, d.h. dass das zweite Material den Tracer in einer Menge enthält, die geeignet ist, die Soll-Signal-Intensität zu erhalten und das erste Material nicht. By adding a further amount of the identified tracer or adding further recycling material or a mixture of further recycling material and tracer according to the two alternative cases, a second material is obtained. The second material has the target signal intensity. The second material includes the recycled material, i.e. the same recycled material that was contained in the first material, and the tracer. In other words, the first material and the second material only differ in that the second material has the target signal intensity and the first material does not, i.e. that the second material contains the tracer in an amount that is suitable for the target -Signal intensity to be preserved and the first material is not.
Die Soll-Intensität entspricht daher einem Anteil von ioo% Recyclingmaterial. The target intensity therefore corresponds to a proportion of 100% recycled material.
Optionales Vereinigen des zweiten Materials mit einem dritten Material Optionally combining the second material with a third material
In einem letzten Verfahrensschritt kann das zweite Material, das heißt, das Material mit der Soll-Signal-Intensität, mit einem dritten Material vereinigt werden. Das Vereinigen kann ein Mischen, Vermischen, Verschmelzen der beiden Materialien umfassen, etwa ein mechanisches Vermengen zuvor zerkleinerter, vermahlener, homogenisierter Materialien. Es kann vorgesehen sein, dass das dritte Material ein Neumaterial oder ein weiteres Recyclingmaterial, das von dem Recyclingmaterial, das in dem ersten Material enthalten ist, verschieden ist, ist, vorzugsweise das dritte Material ein Neumaterial ist. In a final process step, the second material, that is, the material with the target signal intensity, can be combined with a third material. The combining can include mixing, blending, fusing the two materials, such as mechanical mixing of previously comminuted, ground, homogenized materials. It can be provided that the third material is a virgin material or a further recycled material that is different from the recycled material contained in the first material, preferably the third material is a virgin material.
Das Vereinigen erfolgt in einem definierten Verhältnis, insbesondere Gewichtsverhältnis, von zweitem Material und dritten Material. Recyclingmaterial weist aufgrund des bereits erfolgten Gebrauchs regelmäßig schlechtere Eigenschaften, etwa mechanische Eigenschaften, optische Eigenschaften etc. auf. Durch Vermischen des Recyclingmaterials mit Neumaterial zur Herstellung eines neuen Produkts in einem geeigneten Verhältnis können die Nachteilhaften Eigenschaften des Recyclingmaterials im Wesentlichen kompensiert werden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass ein Verhältnis von Recyclingmaterial zu drittem Material, insbesondere Neumaterial, von i:ioo bis 1:2, 1:50 bis 1:2,5 oder 1:20 bis 1:3 ist. The combining takes place in a defined ratio, in particular weight ratio, of the second material and the third material. Recycled material regularly has poorer properties, such as mechanical properties, optical properties, etc., due to previous use. By mixing the recycled material with new material to produce a new product in a suitable ratio, the disadvantageous properties of the recycled material can be essentially compensated for. For this purpose, it can be provided that a ratio of recycled material to third material, in particular new material, is from i:ioo to 1:2, 1:50 to 1:2.5 or 1:20 to 1:3.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, den definierten Anteil eines Recyclingmaterials in dem finalen Produkt zuverlässig zu bestimmen, d.h. zu überprüfen. The method according to the invention allows the defined proportion of recycled material in the final product to be reliably determined, i.e. checked.
Es kann vorgesehen sein, dass das erhaltene Material mit überprüfbarem Anteil eines Recyclingmaterials im Anschluss an das erfindungsgemäße Verfahren in die Form eines Endprodukts gebracht wird, beispielsweise in die Form eines Fensterrahmens oder eines Teils davon, in die Form einer Flasche etc. It can be provided that the material obtained with a verifiable proportion of recycled material is brought into the form of a final product following the method according to the invention, for example in the form of a window frame or part thereof, in the form of a bottle, etc.
Sortierprozess Sorting process
Es kann vorgesehen sein, dass das Bereitstellen und/oder das Identifizieren des ersten Materials das Abtrennen des ersten Materials von zumindest einem Fremdmaterial umfasst, das heißt, dass dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Sortierprozess vorgelagert ist, in dem das erste Material von anderen Materialien, die hierin als Fremdmaterialien bezeichnet werden, abgetrennt wird. It can be provided that the provision and/or the identification of the first material includes the separation of the first material from at least one foreign material, that is to say that the method according to the invention is preceded by a sorting process in which the first material is separated from other materials contained herein referred to as foreign materials, is separated.
Das zumindest eine Fremdmaterial unterscheidet sich von dem ersten Material in zumindest einer Eigenschaft, die ein Trennen erlaubt. Beispielsweise kann es sich bei dem Fremdmaterial um ein zweites Recyclingmaterial handeln, das von dem Recyclingmaterial, das in dem ersten Material enthalten ist, verschieden ist, etwa physikalisch und/oder chemisch verschieden ist. Beispielsweise kann das erste Material recyceltes PVC umfassen während das Fremdmaterial HDPE umfasst. The at least one foreign material differs from the first material in at least one property that allows separation. For example, the foreign material may be a second recycled material that is different from the recycled material contained in the first material, such as physically and/or chemically different. For example, the first material may include recycled PVC while the foreign material includes HDPE.
Ebenso kann das Fremdmaterial ein Material sein, dass das gleiche Recyclingmaterial wie das erste Material umfasst, wobei das Fremdmaterial in diesem Fall ein Markierungsmittel, etwa einen zweiten Tracer oder eine Wassermarke etc. umfasst, das eine Unterscheidung des Fremdmaterials von dem ersten Material erlaubt. Likewise, the foreign material may be a material that comprises the same recycled material as the first material, in which case the foreign material comprises a marking agent, such as a second tracer or a watermark, etc., which allows the foreign material to be distinguished from the first material.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Fremdmaterial einen zweiten Tracer enthält, der von dem Tracer, der in dem ersten Material enthalten ist und/oder dem ersten Material zugegeben wird, verschieden ist. In particular, it can be provided that the foreign material contains a second tracer that is different from the tracer that is contained in the first material and/or is added to the first material.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das erste Material in einem Gemisch mit einem ersten Fremdmaterial, einem zweiten Fremdmaterial, einem dritten Fremdmaterial etc. vorliegt, wobei das erste Material einen ersten Tracer enthält, das erste Fremdmaterial einen zweiten Tracer enthält, das zweite Fremdmaterial einen dritten Tracer enthält etc., wobei die Tracer voneinander verschieden sind. In diesem Fall kann das erste Material nach dem Identifizieren des ersten Tracers von den anderen Materialien, die andere Tracer enthalten, durch geeignete Mittel (Tracer based Sorting) abgetrennt werden. In diesem Zusammenhang sind als „andere Tracer“ nicht nur chemisch unterschiedliche Tracer, sondern auch unterschiedliche Kombinationen, Mengen etc. ansonsten chemisch gleichartiger Tracer zu verstehen. For example, it can be provided that the first material is in a mixture with a first foreign material, a second foreign material, a third foreign material, etc. is present, wherein the first material contains a first tracer, the first foreign material contains a second tracer, the second foreign material contains a third tracer, etc., the tracers being different from one another. In this case, after identifying the first tracer, the first material can be separated from the other materials containing other tracers by suitable means (tracer based sorting). In this context, “other tracers” are not only chemically different tracers, but also different combinations, amounts, etc. of otherwise chemically similar tracers.
Nach der Verarbeitung von sortiertem Recyclingmaterial zu neuen Erzeugnissen kann beabsichtigt sein, auch die neuen Erzeugnisse in gleicher Weise wie das ursprüngliche erste Material oder in anderer Weise sortieren zu können. Durch Herstellung des zweiten Materials kann, insbesondere durch geeignete Auswahl des Tracers, gesteuert werden, wie das nach Vereinigung mit einem dritten Material erhaltene Material sortiert werden kann. After processing sorted recycled material into new products, it may be intended to be able to sort the new products in the same way as the original first material or in a different way. By producing the second material, it is possible to control, in particular by suitable selection of the tracer, how the material obtained after combination with a third material can be sorted.
Technischer Effekt Technical effect
Bei der Wiederverwertung von Recyclingmaterial können Tracer verwendet werden, um das Recyclingmaterial im Endprodukt detektieren zu können. Auf diese Weise kann kontrolliert werden, ob eine bestimmte Konzentration an Tracern vorliegt, die einen Rückschluss auf die Menge bzw. den Anteil des recycelten Materials zulässt. Allerdings führt die Verwendung entsprechender Tracer dazu, dass beispielsweise ein Teil des Recyclingmaterials bereits Tracer enthält. Daher ist es nicht ausreichend, wenn dem Recyclingmaterial stets dieselbe Menge an Tracer zugegeben wird, da dies im Laufe der Zeit zu einer stetigen Erhöhung des Tracers in dem Recyclingmaterial führen würde, was eine zuverlässige Überprüfung des Anteils an Recyclingmaterial verhindert. When recycling recycled material, tracers can be used to detect the recycled material in the end product. In this way, it can be checked whether there is a certain concentration of tracers that allows conclusions to be drawn about the amount or proportion of recycled material. However, the use of appropriate tracers means that, for example, some of the recycled material already contains tracers. Therefore, it is not sufficient if the same amount of tracer is always added to the recycled material, as this would lead to a constant increase in the tracer in the recycled material over time, which prevents the proportion of recycled material from being reliably checked.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil eines Recyclingmaterials. Das mittels des Verfahrens hergestellte Material umfasst also einen Anteil an Recyclingmaterial. Der Anteil an Recyclingmaterial in dem hergestellten Material ist dahingehend überprüfbar, dass ohne Wissen um die Parameter des Herstellungsprozesses, insbesondere ohne Wissen um die bei der Herstellung verwendeten Mengen von Recyclingmaterial und optional Neumaterial, der Anteil an Recyclingmaterial zuverlässig bestimmt werden kann. The method according to the invention serves to produce a material with a verifiable proportion of recycled material. The material produced using the process therefore includes a proportion of recycled material. The proportion of recycled material in the material produced can be verified in such a way that the proportion of recycled material can be reliably determined without knowledge of the parameters of the manufacturing process, in particular without knowledge of the quantities of recycled material and optionally new material used in production.
Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Sicherstellung einer korrekten Sortierung von unter Einsatz von Recyclingmaterial hergestellten Erzeugnissen. Furthermore, the method according to the invention makes it possible to ensure correct sorting of products manufactured using recycled material.
Schließlich ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Qualitätsprüfung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Materials, insbesondere im Hinblick auf die Menge des enthaltenen Recyclingmaterials. Finally, the method according to the invention enables a quality check of a material produced using the method according to the invention, in particular with regard to the amount of recycled material contained.
Allgemeine Definitionen General definitions
Soweit nicht ausdrücklich anderslautend angegeben umfasst ein im Singular (ein, eine...) angegebenes Merkmal auch den Plural. Wird beispielsweise angegeben, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Tracer enthält, schließt dies auch den Fall ein, in dem die Zusammensetzung ein Gemisch mehrerer Tracer enthält. Unless expressly stated otherwise, a feature specified in the singular (a, an...) also includes the plural. For example, if it is stated that the If the composition according to the invention contains a tracer, this also includes the case in which the composition contains a mixture of several tracers.
Soweit nicht ausdrücklich anderslautend angegeben umfassen Begriffe wie „umfassend“, enthaltend“ etc. die Bedeutungen „im Wesentlichen umfassend“, „im Wesentlichen enthaltend“ oder „bestehend aus“. Unless expressly stated otherwise, terms such as “comprising”, “containing” etc. include the meanings “substantially comprising”, “substantially containing” or “consisting of”.
Beispiele Examples
Im Folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf konkrete Beispiele im Detail erläutert werden, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist, einzelne Merkmale der Beispiele in Kombination mit den im Vorangehenden aufgeführten Ausführungsformen zur Realisierung der Erfindung beitragen können. The invention will be explained in detail below with reference to specific examples, whereby the invention is not limited to these examples, individual features of the examples in combination with the embodiments listed above can contribute to the realization of the invention.
In den folgenden Ausführungsbeispielen haben die Tracer Mi und M2 die folgenden chemischen Formeln In the following embodiments, the tracers Mi and M2 have the following chemical formulas
Ml: Gd1.69Ybo.24Ero.o7O3 Ml: Gd1.69Ybo.24Ero.o7O3
M2: Gdi.792Ybo.2Tmo.oo8O3 M2: Gdi. 7 92Ybo.2Tmo.oo8O 3
Beispiel 1 fkein Tracer im ersten Material): Example 1 fno tracer in the first material):
Gebrauchte Fensterrahmen bestehend aus PVC, werden in Recyclingbetrieb 1 angeliefert. Die Fensterrahmen werden zu einem Granulat vermahlen und durch Mischung homogenisiert. Used window frames made of PVC are delivered to recycling plant 1. The window frames are ground into granules and homogenized by mixing.
Dieses Mahlgut wird spektroskopisch analysiert, wobei der Anregungsbereich X = 935 nm bis 985 nm verwendet wird und die Emissionsbereiche X = 1150 nm bis 1900 nm sowie X = 520 nm bis 820 nm geprüft werden. Für die Analyse der Fluoreszenzstrahlung kommt eine spektral auflösende Detektionseinrichtung zum Einsatz. Es wird kein Fluoreszenzsignal detektiert, das PVC-Material enthält somit keinen Fluoreszenztracer. This ground material is analyzed spectroscopically, using the excitation range X = 935 nm to 985 nm and the emission ranges X = 1150 nm to 1900 nm and X = 520 nm to 820 nm are tested. A spectrally resolving detection device is used to analyze the fluorescence radiation. No fluorescence signal is detected, so the PVC material does not contain any fluorescence tracer.
Das Recyclingmaterial soll erneut zur Herstellung von PVC-Fensterrahmen eingesetzt werden. Bei der Herstellung dieser Fensterrahmen werden 25% Recyclingmaterial und 75% Neuware verwendet. Der Anteil des Recyclingmaterials in den Fensterrahmen soll mittels eines Fluoreszenztracers nachweisbar sein. The recycled material will be used again to produce PVC window frames. 25% recycled material and 75% virgin material are used in the production of these window frames. The proportion of recycled material in the window frames should be detectable using a fluorescence tracer.
Hierzu wird dem Recyclingmaterial der Fluoreszenztracers Ml (Gd1.69Ybo.24Ero.o7O3) hinzugefügt. Der Tracer Ml ist Gadoliniumoxid, dotiert mit Erbium und Ytterbium und weist ein Emissionsmaximum bei 6 2nm auf. Der angestrebte Gehalt von 25% Recyclingmaterial soll bei den Fensterrahmen zu einer Signal-Intensität von 100 (a.u.) bei Ö72nm führen. Zur Bestimmung der einzusetzenden Tracer- Konzentration wird der Zusammenhang zwischen Signal-Intensität und Tracer-Konzentration bei Einsatz von 25% Recyclingmaterial experimentell bestimmt. Hierzu wird das Recyclingmaterial mit unterschiedlichen Tracer- Mengen vermischt. Die Fluoreszenzintensität des Recyclingmaterials wird bestimmt, um eine spätere Qualitätskontrolle des Produktionsprozesses zu ermöglichen. Jeweils 25% des Recyclingmaterials werden mit 75% Neuware zu für Fensterrahmen repräsentativen Probekörpern verarbeitet und diese spektroskopisch untersucht:
Figure imgf000013_0001
For this purpose, the fluorescence tracer Ml (Gd1.69Ybo.24Ero.o7O3) is added to the recycling material. The tracer Ml is gadolinium oxide, doped with erbium and ytterbium and has an emission maximum at 6 2nm. The target content of 25% recycled material should lead to a signal intensity of 100 (au) at Ö72nm in the window frames. To determine the tracer concentration to be used, the relationship between signal intensity and tracer concentration is determined experimentally using 25% recycled material. For this purpose, the recycled material is mixed with different amounts of tracer. The fluorescence intensity of the recycled material is determined to enable later quality control of the production process. 25% of the recycled material is processed with 75% virgin material into test specimens representative of window frames and these are examined spectroscopically:
Figure imgf000013_0001
Bei einer Zugabe von 4ooppm Tracer Ml wird am Probekörper die gewünschte Intensität 100 erreicht. Das modifizierte Recyclingmaterial zeigt eine Intensität von 400. Entsprechend führt der Recyclingbetrieb dem Mahlgut im Produktionsprozess 400ppm Tracer Ml hinzu. Zur Qualitätskontrolle der korrekten Tracerzugabe wird geprüft, ob das modifizierte Recyclingmaterial die Soll-Signal-Intensität von 400 aufweist. Die Tracerzugabe erfolgt durch Beimischung. Der Recyclingbetrieb stellt die erzeugte Mischung (= Zweites Material/modifiziertes Recyclingmaterial) dem Fensterhersteller zur Verfügung. When 4ooppm Tracer Ml is added, the desired intensity of 100 is achieved on the test specimen. The modified recycling material shows an intensity of 400. Accordingly, the recycling company adds 400 ppm Tracer Ml to the regrind during the production process. To quality control the correct tracer addition, it is checked whether the modified recycling material has the target signal intensity of 400. The tracer is added by admixture. The recycling company makes the mixture produced (= second material/modified recycled material) available to the window manufacturer.
Der Fensterhersteller setzt 25% des modifizierten Recyclingmaterials und 75% Neuware zur Herstellung neuer Fensterrahmen ein. Die Fensterrahmen werden spektroskopisch analysiert. Es wird ein Emissionsspektrum mit Emissionsmaximum bei Ö72nm und eine Fluoreszenzintensität von 100 am Emissionsmaximum festgestellt. Das Emissionsspektrum weist die Identität des enthaltenen Tracers als FluoreszenzTracers Ml nach. Die Fluoreszenzintensität beweist den Gehalt von 25% Recyclingmaterial. The window manufacturer uses 25% of modified recycled material and 75% virgin material to produce new window frames. The window frames are analyzed spectroscopically. An emission spectrum with an emission maximum at Ö72nm and a fluorescence intensity of 100 at the emission maximum are determined. The emission spectrum proves the identity of the tracer contained as Fluorescence Tracer Ml. The fluorescence intensity proves the content of 25% recycled material.
Beispiel 2 f geringe Mengen an Tracer im ersten Material): Example 2 f small amounts of tracer in the first material):
Gebrauchte Fensterrahmen bestehend aus PVC werden in Recyclingbetrieb 2 angeliefert. Die Fensterrahmen enthalten bereits 25% Recyclingmaterial. Entsprechend Herstellerauskunft ist der Fluoreszenztracer Ml enthalten, um den Anteil von 25% Recyclingmaterial beweisen zu können. Es wird ein Emissionsspektrum mit Emissionsmaximum bei 6 2nm festgestellt. Die Identität des enthaltenen Tracers ist daher als Fluoreszenztracers Mi nachgewiesen. Used window frames made of PVC are delivered to recycling plant 2. The window frames already contain 25% recycled material. According to the manufacturer's information, the fluorescence tracer Ml is included to prove the proportion of 25% recycled material can. An emission spectrum with an emission maximum at 6 2nm is determined. The identity of the tracer contained is therefore proven to be a fluorescence tracer Mi.
Das Recyclingmaterial soll erneut zur Herstellung von PVC-Fensterrahmen eingesetzt werden, wobei wieder 25% Recyclingmaterial und 75% Neuware verwendet werden. Der Anteil von 25% Recyclingmaterial muss mittels des Fluoreszenztracers Ml und einer Soll-Signal-Intensität von 100 (a.u.) bei Ö72nm bewiesen werden können. The recycled material will be used again to produce PVC window frames, with 25% recycled material and 75% virgin material being used again. The proportion of 25% recycled material must be able to be proven using the fluorescence tracer Ml and a target signal intensity of 100 (a.u.) at Ö72nm.
Entsprechend Herstellerauskunft beträgt der Tracer-Gehalt in den Fensterrahmen und somit im Recyclingmaterial bereits looppm. Jedoch muss dem Recyclingmaterial zusätzlicher Fluoreszenztracers Ml hinzugefügt werden, um ein Absinken der Tracerkonzentration bei Vermischung mit Neuware zu verhindern. According to the manufacturer's information, the tracer content in the window frames and therefore in the recycled material is already looppm. However, additional fluorescence tracer Ml must be added to the recycled material in order to prevent the tracer concentration from falling when mixed with virgin material.
Zur Bestimmung der zusätzlich einzusetzenden Tracer-Konzentration wird der Zusammenhang zwischen Signal-Intensität und zusätzlicher Tracer-Konzentration bei Einsatz von 25% Recyclingmaterial experimentell bestimmt. Hierzu wird das Recyclingmaterial mit unterschiedlichen Tracer-Mengen vermischt. Die Fluoreszenzintensität des Recyclingmaterials wird bestimmt, um eine spätere Qualitätskontrolle des Produktionsprozesses zu ermöglichen. Jeweils 25% des Recyclingmaterials werden mit 75% Neuware zu für Fensterrahmen repräsentativen Probekörpern verarbeitet und diese spektroskopisch untersucht:
Figure imgf000014_0001
To determine the additional tracer concentration to be used, the relationship between signal intensity and additional tracer concentration is determined experimentally when using 25% recycled material. For this purpose, the recycled material is mixed with different amounts of tracer. The fluorescence intensity of the recycled material is determined to enable later quality control of the production process. 25% of the recycled material is processed with 75% virgin material into test specimens representative of window frames and these are examined spectroscopically:
Figure imgf000014_0001
Bei einer Zugabe von ooppm Tracer Mi wird bei am Probekörper die gewünschte Intensität 100 erreicht. Das modifizierte Recyclingmaterial zeigt eine Intensität von 400. Entsprechend führt der Recyclingbetrieb dem Mahlgut im Produktionsprozess 300ppm Tracer Ml hinzu. Zur Qualitätskontrolle der korrekten Tracerzugabe wird geprüft, ob das modifizierte Recyclingmaterial die Soll-Signal-Intensität von 400 aufweist. Die Tracerzugabe erfolgt durch Beimischung. Der Recyclingbetrieb stellt die erzeugte Mischung (= Zweites Material/modifiziertes Recyclingmaterial) dem Fensterhersteller zur Verfügung. When ooppm Tracer Mi is added, the desired intensity of 100 is achieved on the test specimen. The modified recycling material shows an intensity of 400. Accordingly, the recycling company adds 300 ppm Tracer Ml to the regrind during the production process. To quality control the correct tracer addition, it is checked whether the modified recycling material has the target signal intensity of 400. The tracer is added by admixture. The recycling company makes the mixture produced (= second material/modified recycled material) available to the window manufacturer.
Der Fensterhersteller setzt 25% des modifizierten Recyclingmaterials und 75% Neuware zur Herstellung neuer Fensterrahmen ein. Die Fensterrahmen werden spektroskopisch analysiert. Es wird ein Emissionsspektrum mit Emissionsmaximum bei Ö72nm und eine Fluoreszenzintensität von 100 am Emissionsmaximum festgestellt. Das Emissionsspektrum weist die Identität des enthaltenen Tracers als Fluoreszenztracers Mi nach. Die Fluoreszenzintensität beweist den Gehalt von 25% Recyclingmaterial. The window manufacturer uses 25% of modified recycled material and 75% virgin material to produce new window frames. The window frames are analyzed spectroscopically. An emission spectrum with an emission maximum at Ö72nm and a fluorescence intensity of 100 at the emission maximum are determined. The emission spectrum demonstrates the identity of the tracer contained as a fluorescence tracer Mi. The fluorescence intensity proves the content of 25% recycled material.
Beispiel 3 (hohe Mengen an Tracer im ersten Material): Example 3 (high amounts of tracer in the first material):
Eine Mischung gebrauchte Fensterrahmen verschiedener Produktlinien bestehend aus PVC wird in Recyclingbetrieb 2 angeliefert. Entsprechend Herstellerauskunft ist der FluoreszenzTracers Ml enthalten. Jedoch enthalten die verschiedenen Produktlinien unterschiedliche Konzentrationen Ml. Das Recyclingmaterial soll erneut zur Herstellung von PVC-Fensterrahmen eingesetzt werden, wobei 25% Recyclingmaterial und 75% Neuware verwendet werden. Der Anteil von 25% Recyclingmaterial muss mittels des FluoreszenzTracers Ml und einer Soll-Signal-Intensität von 100 (a.u.) bei 6 2nm bewiesen werden können. A mixture of used window frames from different product lines consisting of PVC is delivered to recycling plant 2. According to the manufacturer's information, the Fluorescence Tracers Ml is included. However, different product lines contain different concentrations of Ml. The recycled material will be used again to produce PVC window frames, using 25% recycled material and 75% virgin material. The proportion of 25% recycled material must be able to be proven using the fluorescence tracer Ml and a target signal intensity of 100 (a.u.) at 6 2nm.
Die Fensterrahmen werden zu einem Granulat vermahlen und durch Mischung homogenisiert. Zur Kontrolle des Gehalts von Tracer Ml, wird die Mischung spektroskopisch analysiert. Es wird das Emissionsspektrum von Ml mit Emissionsmaximum bei Ö72nm festgestellt. Die Identität des enthaltenen Tracers ist daher als FluoreszenzTracers Mi nachgewiesen. Jedoch wird eine Intensität von über 1000 a.u. bei Ö72nm gefunden. Zur Erzielung einer Intensität von 100 a.u. bei Einsatz von 25% Recyclingmaterial, darf somit kein weiterer Tracer Ml hinzugefügt werden. Vielmehr muss Recycling-PVC ohne Tracer beigemischt werden.
Figure imgf000015_0001
Bei einer Zugabe von 60% Recycling-PVC ohne Tracer wird am Probekörper die gewünschte Intensität 100 erreicht. Entsprechend führt der Recyclingbetrieb dem Mahlgut im Produktionsprozess 60% Recycling-PVC hinzu und stellt die erzeugte Mischung (= Zweites Material/modifiziertes Recyclingmaterial) dem Fensterhersteller zur Verfügung.
The window frames are ground into granules and homogenized by mixing. To check the tracer Ml content, the mixture is analyzed spectroscopically. The emission spectrum of Ml with emission maximum at Ö72nm is determined. The identity of the tracer contained is therefore proven as Fluorescence Tracers Mi. However, an intensity of over 1000 au is found at Ö72nm. To achieve an intensity of 100 au using 25% recycled material, no further Tracer Ml may be added. Rather, recycled PVC must be mixed without tracers.
Figure imgf000015_0001
With the addition of 60% recycled PVC without tracer, the desired intensity of 100 is achieved on the test specimen. Accordingly, the recycling company adds 60% recycled PVC to the regrind in the production process and makes the resulting mixture (= second material/modified recycled material) available to the window manufacturer.
Beispiel 4 (Zugabe des Tracers mittels Masterbatch): Example 4 (addition of tracer using masterbatch):
In Abwandlung von Beispiel 2, führt der Recyclingbetrieb 2 die Tracerzugabe nicht über Zuführung von reinem Tracer Ml durch, sondern über Zuführung eines Masterbatch. Das Masterbatch wird von Recyclingbetrieb 3 hergestellt. In a modification of example 2, the recycling company 2 does not add tracer by adding pure tracer Ml, but rather by adding a masterbatch. The masterbatch is produced by recycling company 3.
In dem Recyclingbetrieb 3 werden verschiedene gebrauchte PVC-Produkte angeliefert. Das gesamte Material wird zu einem Granulat vermahlen und durch Mischung homogenisiert. Das Mahlgut (= Erstes Material/Recyclingmaterial) wird spektroskopisch analysiert. Hierbei wird kein FluoreszenzTracer detektiert, d.h. das erhaltene PVC wurde noch nicht markiert. Various used PVC products are delivered to recycling plant 3. The entire material is ground into granules and homogenized by mixing. The ground material (= first material/recycled material) is analyzed spectroscopically. No fluorescence tracer is detected here, i.e. the PVC obtained has not yet been labeled.
Der Recyclingbetrieb führt dem Mahlgut den Tracer Ml hinzu. Dies erfolgt in einem Umschmelzprozess (Compoundierung), wobei der Tracer Ml homogen in dem HDPE eingeschmolzen wird. Das Umschelzprodukt wird zu einem Granulat verarbeitet. Während der Compoundierung werden kontinuierlich öooppm Tracer zugegeben. Der Recyclingbetrieb stellt das erhaltene Granulat (Masterbatch) weiterverarbeitenden Betrieben zur Verfügung. The recycling company adds Tracer Ml to the regrind. This is done in a remelting process (compounding), whereby the tracer Ml is homogeneously melted into the HDPE. The melting product is processed into granules. During compounding, 10000 tracers are continuously added. The recycling company makes the granulate (masterbatch) obtained available to further processing companies.
Recyclingbetrieb 2 bezieht das Masterbatch von Recyclingbetrieb 3 und fügt dem Mahlgut das Masterbatch hinzu, um die notwendige Signalintensität zu erreichen. Die zusätzlich einzusetzende Masterbatch-Konzentration wird experimentell bestimmt. Hierzu wird das Recyclingmaterial mit unterschiedlichen Masterbatch-Mengen vermischt. Die Fluoreszenzintensität des Recyclingmaterials wird bestimmt. Jeweils 25% dieses aufdotierten Recyclingmaterials werden mit 75% Neuware zu für Fensterrahmen repräsentativen Probekörpern verarbeitet und diese spektroskopisch untersucht:
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000017_0001
Recycling plant 2 obtains the masterbatch from recycling plant 3 and adds the masterbatch to the regrind to achieve the necessary signal intensity. The additional masterbatch concentration to be used is determined experimentally. For this purpose, the recycled material is mixed with different amounts of masterbatch. The fluorescence intensity of the recycled material is determined. 25% of this doped recycled material is processed with 75% virgin material into test specimens representative of window frames and these are examined spectroscopically:
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Durch Mischung von 96% Mahlgut (Konzentration looppm) mit 4% Masterbatch (Konzentration öooppm) wird modifiziertes Recyclingmaterial mit 400 ppm Tracer erhalten. Zur Qualitätskontrolle der korrekten Masterbatch-Zugabe wird geprüft, ob das modifizierte Recyclingmaterial die Soll-Signal-Intensität von 400 aufweist. Neue Fensterrahmen werden nun mit 25% modifiziertem Recyclingmaterial und 75% neuwertigem PVC hergestellt. By mixing 96% regrind (concentration looppm) with 4% masterbatch (concentration öooppm), modified recycled material with 400 ppm tracer is obtained. To quality control the correct masterbatch addition, it is checked whether the modified recycling material has the target signal intensity of 400. New window frames are now made with 25% modified recycled material and 75% virgin PVC.
Beispiel 5 (Sortierprozess mit zweitem Tracer): Example 5 (sorting process with second tracer):
Gebrauchte transparente HDPE-Flaschen werden spezifisch über Tracer based Sorting von anderen Kunststoffprodukten abgetrennt. Hierzu enthält das HDPE den Tracer Ml mit Emissionsmaximum bei 6 2nm und den Tracer M2 (Gdi^Ybo^Tmo.oosOa) mit Emissionsmaximum bei 79önm. Tracer Ml ist Gadoliniumoxid, dotiert mit Erbium und Ytterbium. Tracer M2 ist Gadoliniumoxid, dotiert mit Erbium und Thulium. Used transparent HDPE bottles are specifically separated from other plastic products using tracer-based sorting. For this purpose, the HDPE contains the tracer Ml with emission maximum at 6 2nm and the tracer M2 (Gdi^Ybo^Tmo.oosOa) with emission maximum at 79önm. Tracer Ml is gadolinium oxide doped with erbium and ytterbium. Tracer M2 is gadolinium oxide doped with erbium and thulium.
Die Mengen von Ml und M2 im HDPE sind so eingestellt, dass die Intensität von Ml bei Ö72nm „25“ und die Intensität von M2 bei 79önm „50“ in transparentem HDPE beträgt. Basierend auf den Emissionsmaxima und dem Intensitätsverhältnis 1:2 wird das HDPE identifiziert und aussortiert. The amounts of Ml and M2 in HDPE are adjusted so that the intensity of Ml at Ö72nm is “25” and the intensity of M2 at 79nm is “50” in transparent HDPE. Based on the emission maxima and the intensity ratio 1:2, the HDPE is identified and sorted out.
Derart aussortiertes HDPE wird in einem Recyclingbetrieb angeliefert. Das gesamte Material wird zu einem Granulat vermahlen. Dieses Mahlgut soll zusammen mit neuwertigem HDPE zur Herstellung neuer HDPE-Flaschen verarbeitet werden. Es sollen 25% dieses Mahlguts und 75% Neuware verwendet werden. Der Anteil dieses Mahlguts soll mittels Fluoreszenzspektroskopie nachweisbar sein. Ferner soll die Intensität der Tracer auch in den neuen Flaschen 25 bzw. 50 betragen. HDPE sorted out in this way is delivered to a recycling plant. The entire material is ground into granules. This regrind is to be processed together with new HDPE to produce new HDPE bottles. 25% of this regrind and 75% new material should be used. The proportion of this ground material should be detectable using fluorescence spectroscopy. Furthermore, the intensity of the tracers in the new bottles should also be 25 or 50.
Zum Ausgleich des Intensitätsverlusts, welcher durch die Vermischung von Mahlgut mit Neuware hervorgerufen wird, muss dem Recyclingmaterial zusätzlicher Tracer Ml und M2 hinzugefügt werden. To compensate for the loss of intensity caused by mixing regrind with virgin material, additional tracers Ml and M2 must be added to the recycled material.
Zur Bestimmung der zusätzlich einzusetzenden Tracer-Konzentrationen wird der Zusammenhang zwischen Signal-Intensität und zusätzlicher Tracer-Konzentration bei Einsatz von 25% Recyclingmaterial experimentell bestimmt. Hierzu wird das Recyclingmaterial mit unterschiedlichen Tracer-Mengen vermischt. Die Fluoreszenzintensität des Recyclingmaterials wird bestimmt, um eine spätere Qualitätskontrolle des Produktionsprozesses zu ermöglichen. Jeweils 25% des Recyclingmaterials werden mit 75% Neuware zu für HDPE-Flaschen repräsentativen Probekörpern verarbeitet. Diese werden spektroskopisch untersucht:
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To determine the additional tracer concentrations to be used, the relationship between signal intensity and additional tracer concentration is determined experimentally when using 25% recycled material. For this purpose, the recycled material is mixed with different amounts of tracer. The fluorescence intensity of the recycled material is determined to enable later quality control of the production process. 25% of the recycled material is processed with 75% virgin material into test specimens representative of HDPE bottles. These are examined spectroscopically:
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Bei einer Zugabe von 75ppm Tracer Ml und isoppm Tracer M2 wird am Probekörper die gewünschte Intensität 25 bzw. 50 erreicht. Entsprechend führt der Recyclingbetrieb dem Mahlgut im Produktionsprozess 75ppm Tracer Ml und isoppm Tracer M2 hinzu. Der Recyclingbetrieb stellt die erzeugte Mischung (= Zweites Material/modifiziertes Recyclingmaterial) dem Flaschenhersteller zur Verfügung. Dieser setzt 25% des modifizierten Recyclingmaterials und 75% Neuware zur Herstellung ein. Bei spektroskopischer Analyse der Flaschen werden Emissionsmaxima bei Ö72nm und 79önm mit Fluoreszenzintensitäten von 25 und 50 gefunden. Dies beweist den Gehalt von 25% Recyclingmaterial. Ferner zeigen auch die neuen HDPE-Flaschen mit Recyclingmaterial das Intensitätsverhältnis 1:2 und können mittels Tracer based Sorting korrekt identifiziert und sortiert werden. When adding 75 ppm Tracer Ml and isoppm Tracer M2, the desired intensity of 25 or 50 is achieved on the test specimen. Accordingly, the recycling company adds 75ppm Tracer Ml and isoppm Tracer M2 to the regrind in the production process. The recycling company makes the mixture produced (= second material/modified recycled material) available to the bottle manufacturer. This uses 25% of modified recycled material and 75% new material for production. When the bottles are analyzed spectroscopically, emission maxima are found at Ö72nm and 79önm with fluorescence intensities of 25 and 50. This proves the content of 25% recycled material. Furthermore, the new HDPE bottles with recycled material also show an intensity ratio of 1:2 and can be correctly identified and sorted using tracer based sorting.
Beispiel 6 f Sortierprozess mit alternativem Markierungsmittel: Example 6f Sorting process with alternative marking agent:
Zwei Hersteller A und B stellen maschinell sortierbare HDPE-Flaschen her. Hierzu setzt Hersteller A im HDPE-Material Tracer Ml ein. Hersteller B verwendet auf den Flaschen eine Wassermarke. Bei der maschinellen Sortierung werden die Flaschen von Hersteller A anhand Tracer Mi über Tracer Based Sorting aussortiert, die Flaschen von Hersteller B anhand der Wassermarke über optische Bilderkennung. Die Hersteller möchten HDPE-Recyclingmaterial bei der Herstellung einsetzen. Der Recyclingmaterial-Anteil soll mittels eines einheitlichen FluoreszenzTracers nachweisbar sein. Hierzu setzen beide Hersteller Tracer M2 ein. Two manufacturers A and B produce machine-sortable HDPE bottles. For this purpose, manufacturer A uses Tracer Ml in the HDPE material. Manufacturer B uses a water brand on the bottles. During mechanical sorting, the bottles from manufacturer A are sorted using Tracer Mi using Tracer Based Sorting, and the bottles from manufacturer B are sorted using the water brand using optical image recognition. Manufacturers want to use HDPE recycled material in production. The recycled material content should be detectable using a uniform fluorescence tracer. Both manufacturers use Tracer M2 for this purpose.
Analog zu den in den vorangehenden Beispielen beschriebenen Prozessen, werden die Flaschen nach der Sortierung zu Granulaten verarbeitet. Durch spektroskopische Analyse wird die Anwesenheit von Tracer M2 geprüft und die hinzuzufügende Menge von Tracer M2 bzw. von Recycling-HDPE ohne Tracer bestimmt. In gleicher Weise wird die hinzuzufügende Menge von Tracer Ml bestimmt, um das Tracer Based Sorting der mit Recyclingmaterial hergestellten Flaschen zu ermöglichen. Die entsprechend modifizierten HDPE-Recyclingmaterialien werden den Flaschenherstellern zur Verfügung gestellt und können von diesen zur Herstellung neuer Flaschen eingesetzt werden. Durch spektroskopische Analyse der hergestellten Flaschen wird die Identität des enthaltenen Tracers als Fluoreszenztracers M2 nachgewiesen. Die Messung der Fluoreszenzintensität zeigt den Gehalt an Recyclingmaterial. Analogous to the processes described in the previous examples, the bottles are processed into granules after sorting. The presence of tracer M2 is checked by spectroscopic analysis and the amount of tracer M2 or recycled HDPE without tracer to be added is determined. In the same way, the amount of Tracer Ml to be added is determined to enable tracer-based sorting of bottles made with recycled material. The appropriately modified HDPE recycling materials are made available to the bottle manufacturers and can be used by them for production new bottles can be used. Spectroscopic analysis of the bottles produced proves the identity of the tracer contained as fluorescence tracer M2. Measuring the fluorescence intensity shows the content of recycled material.
Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features of the invention disclosed in the above description and in the claims can be essential for the implementation of the invention in its various embodiments, both individually and in any combination.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material, the method comprising the steps:
- Bereitstellen eines ersten Materials, wobei das erste Material aus einem Recyclingmaterial und optional einem Tracer besteht; - Providing a first material, the first material consisting of a recycled material and optionally a tracer;
- Identifizieren des Tracers in dem ersten Material; - identifying the tracer in the first material;
- Bestimmen einer Signal-Intensität des identifizierten Tracers in dem ersten Material; - determining a signal intensity of the identified tracer in the first material;
- Einstellen einer Soll-Signal-Intensität durch - Setting a target signal intensity
- Zugeben einer weiteren Menge des identifizierten Tracers in das erste Material in Abhängigkeit von der bestimmten Signal-Intensität, wenn die bestimmte Signal-Intensität kleiner ist als die Soll-Signal-Intensität, oder - Adding a further amount of the identified tracer into the first material depending on the determined signal intensity, if the determined signal intensity is smaller than the target signal intensity, or
- Zugeben von weiterem Recyclingmaterial oder eines Gemischs von weiterem Recyclingmaterial und Tracer, wobei eine Signal-Intensität des Gemischs geringer ist als die Soll-Signal-Intensität, wenn die bestimmte Signal-Intensität größer ist als die Soll-Signal-Intensität, um ein zweites Material zu erhalten, das das Recyclingmaterial und den Tracer umfasst und die Soll-Signal-Intensität hat; und - Adding further recycled material or a mixture of further recycled material and tracer, a signal intensity of the mixture being less than the target signal intensity, if the determined signal intensity is greater than the target signal intensity, by a second Obtain material that includes the recycled material and the tracer and has the target signal intensity; and
- optional Vereinigen des zweiten Materials mit einem dritten Material in einem definierten Verhältnis, wobei das dritte Material ein Material ist, das den identifizierten Tracer nicht enthält, um das Material mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial zu erhalten. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach Anspruch i, wobei das Recyclingmaterial einen Kunststoff umfasst. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach Anspruch 2, wobei der Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Polypropylen Polyamid, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer und einem Gemisch von zwei oder mehreren davon. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Tracer eine lumineszierende Substanz ist. 5- Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil eines Recyclingmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Tracer ein Seltenerdmetall, ein Seitenerdmetailion, ein Übergangsmetall, ein Übergangsmetailion oder ein Gemisch von zwei oder mehreren davon umfasst. - optionally combining the second material with a third material in a defined ratio, the third material being a material that does not contain the identified tracer, in order to obtain the material with a verifiable proportion of recycled material. A method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to claim i, wherein the recycled material comprises a plastic. A method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to claim 2, wherein the plastic is selected from the group consisting of polyvinyl chloride, polyethylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, polypropylene polyamide, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and a mixture of two or more of that. Method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to one of the preceding claims, wherein the tracer is a luminescent substance. 5- A method for producing a material with a verifiable proportion of a recycled material according to one of the preceding claims, wherein the tracer comprises a rare earth metal, a side earth metal ion, a transition metal, a transition metal ion or a mixture of two or more thereof.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das dritte Material ein Neumaterial ist. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the third material is a virgin material.
7. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Identifizieren des Tracers in dem ersten Material das Messen eines Emissionsspektrums des Tracers, das Bestimmen der An- und/oder Abwesenheit einer für den Tracer spezifischen Emissionswellenlänge, das Messen des Lumineszenzemissionsverhaltens des Tracers über die Zeit, das Messen einer Emssionsintensität für eine oder mehrere Emissionswellenlänge(n) des Tracers, das Bestimmen eines Intensitätsverhältnisses zwischen Emissions-Wellenlängen des Tracers oder zwei oder mehr davon umfasst. 7. A method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to one of the preceding claims, wherein identifying the tracer in the first material includes measuring an emission spectrum of the tracer, determining the presence and / or absence of an emission wavelength specific to the tracer, measuring the luminescence emission behavior of the tracer over time, measuring an emission intensity for one or more emission wavelengths of the tracer, determining an intensity ratio between emission wavelengths of the tracer or two or more thereof.
8. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Bestimmen einer Signal-Intensität des identifizierten Tracers in dem ersten Material das Messen eines Emissionsspektrums des Tracers, das Messen des Lumineszenzemissionsverhaltens des Tracers über die Zeit, das Messen einer Emssionsintensität für eine oder mehrere Emissionswellenlänge(n) des Tracers, das Bestimmen eines Intensitätsverhältnisses zwischen Emissions-Wellenlängen des Tracers oder zwei oder mehr davon umfasst. 8. A method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to one of the preceding claims, wherein determining a signal intensity of the identified tracer in the first material, measuring an emission spectrum of the tracer, measuring the luminescence emission behavior of the tracer over time, measuring an emission intensity for one or more emission wavelengths of the tracer, determining an intensity ratio between emission wavelengths of the tracer or two or more thereof.
9. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Zugeben einer weiteren Menge des identifizierten Tracers in das erste Material das Zugeben eines Masterbatches ist, wobei das Masterbatch das Recyclingmaterial und den Tracer umfasst und die Signalintensität des Masterbatches größer ist als die Soll-Signal- Intensität. 9. A method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to one of the preceding claims, wherein adding a further amount of the identified tracer into the first material is adding a masterbatch, the masterbatch comprising the recycled material and the tracer and the signal intensity of the masterbatch is greater than the target signal intensity.
10. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen und/oder das Identifizieren des ersten Materials das Abtrennen des ersten Materials von zumindest einem Fremdmaterial umfasst. 10. A method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to one of the preceding claims, wherein providing and/or identifying the first material comprises separating the first material from at least one foreign material.
11. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach Anspruch io, wobei das Fremdmaterial ein Markierungsmittel umfasst, das eine Unterscheidung des Fremdmaterials von dem ersten Material ermöglicht. 11. A method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to claim io, wherein the foreign material comprises a marking means that enables the foreign material to be distinguished from the first material.
12. Verfahren zum Herstellen eines Materials mit überprüfbarem Anteil an Recyclingmaterial nach Anspruch io oder 11, wobei das Fremdmaterial einen zweiten Tracer enthält, der von dem Tracer, der in dem ersten Material enthalten ist und/oder dem ersten Material zugegeben wird, verschieden ist. 12. A method for producing a material with a verifiable proportion of recycled material according to claim io or 11, wherein the foreign material contains a second tracer which is different from the tracer which is contained in the first material and/or is added to the first material.
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