用於預處理、再加工或再循環熱塑性塑料材料的方法

2023-07-24 06:58:36 2

專利名稱：用於預處理、再加工或再循環熱塑性塑料材料的方法
用於預處理、再加工或再循環熱塑性塑料材料的方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1的用於預處理、再加工或再循環熱塑性 塑料材料的方法。
塑料廢物的再加工在當前已經成為日益重要的議題。無論如何， 有效的再循環涉及到許多必須注意的問題。因此，例如待處理的塑料通 常是形式、形狀、厚度等等的種類極多的廢料。此外，各個塑料具有彼 此不同的化學及物理特性。而且，用於再循環的大多數塑料被有毒物質 或其它汙染物汙染並需要清理以再一次成為可銷售的。
存在許多用於回收並再循環塑料的不同方法。但是，這些方法總 是僅僅考慮單獨的方面，使得現有技術中已知的方法適合於特定應用， 但是在其它領域中且對於其它要求和問題失敗。
因此，例如，在塑料(尤其是吸溼性的塑料)的再循環中重要的是 再循環的物料儘可能乾燥，以防止塑化期間或熔融期間分子鏈水解。這 是方法運行時必須考慮到的。
加工技術的問題，例如在高溫下有些塑料的粘性，也必須考慮。
再循環塑料提高的再利用也已經導致再循環產品在食品包裝領域 中的使用。但是當再循環塑料和食品之間存在直接接觸時，必須保證沒 有不期望的汙染物從由再循環塑料製造的包裝介質進入所迷食品。為了 解決該問題，已經開發出多種方法以再循環使用過的且因此^皮汙染的並 常常具有就食品而言的有毒雜質的塑料產品，以便所得再循環塑料產品 可以在食品包裝領域再次使用而不會出現問題。
首先，化學方法是已知的。因此，建議使使用過的塑料經歷高溫 分解，其中所述塑料在排除空氣氧的情況下分解。另一化學再循環方法 通過塑料的氫化進行，由此與氫在高壓和高溫下發生化學反應。儘管這 化學方法具有所得塑料基本上不含有毒成分的益處，但存在能量問題和 特定的設備開支妨礙了經濟的應用。
另一方面，物理方法在低得多的溫度實施，使得再循環塑料的結 構且尤其是分子鏈長保持為基本上完好。
一種日益重要的塑料是聚乳酸或聚丙交酯(Polylactid)，在下 文中稱為PLA。聚乳酸或PLA是具有下式的熱塑性塑料formula see original document page 7
PLA[261 00-51-6]屬於聚酯家族。光活性聚合物以D-或L-丙交酯的 形式出現。
PU的最大應用範圍是在包裝工業中。該物質的一個有益特性是其 具有;[艮好的生物降解性，是生物相容的並且對環境友好，因此可以容易 地由微生物降解。
PLA的醫療應用同樣受到關注。因此，由PLA製成在人體內分解的 植入物或活性成分載體。隨著例如骨折逐漸癒合，PLA制的骨板和/或螺 杆在身體內分解，因此其不再必須以二次手術移出。再吸收周期可以通 過L和D組分的混合比率，以及所用聚合物鏈長調節。帶有嵌入其中的 分。、、 '、 。、、 、、s口 ；" '
PLA的性質主要取決於分子量、結晶程度、以及視需要的共聚物的 比例。較高的分子量提高玻璃化轉變溫度以及熔融溫度、抗拉強度和E 模量，且降低斷裂伸長率。由於甲基，所述材料具有斥水性或疏水性。 PLA可溶於多種有機溶劑，例如二氯曱烷等等。PLA也可以纖維增強以 用於加工。
PLA聚合物主要可通過丙交酯(兩個乳酸分子的環狀閉合物)的離 子型聚合獲得。在14(TC-18(TC溫度且在催化性錫化合物(例如氧化錫) 的作用下，發生開環聚合。由此，產生具有高分子量和強度的塑料。丙 交酯本身可通過糖蜜或葡萄糖依靠各種細菌的發酵產生。高分子和純 PLA還可以直接從乳酸通過縮聚製造。但是，溶劑的處置在工業生產中 麻煩的。
PLA的玻璃化轉變點或玻璃化轉變範圍為55°C-58°C,結晶溫度為 100。C-120。C且熔融溫度為165°C-183°C。
在PLA塑料的再循環中，重要的是待再循環的材料儘可能千燥，以 避免塑化或分解期間分子鏈的水解。但是，PLA是吸溼性的，其使有效 的乾燥變得困難。
低的玻璃化轉變點(PLA材料在該玻璃化轉變點在更高的溫度下變
7成粘性)、和相對長的結晶時間使其難以藉助常規的結晶體系和乾燥系 統結晶和/或千燥非晶態的生產廢料，尤其是深拉膜的殘餘物。
從現有技術已知的此類常規乾燥系統是乾燥空氣乾燥器，其在大
約1. 85m7h的空氣流和千克的造粒下操作。例如，非結晶的PLA在-40 。C的露點在45。C乾燥大約4小時，而結晶的PLA在-卩(TC的露點在90°C 乾燥大約2小時。
但由於較低的乾燥溫度，尤其是當加工非結晶的材料時，乾燥時 間相對長且極度精確的溫度過程是必要的。對於顆粒且尤其是對於所有 其它形式，例如薄片、膜、套毛等等，即使並非不可能，這也是非常困 難的。
為此，可以設法在乾燥之前實現塑料產品的結晶。這種結晶可以 例如通過在低於乾燥溫度的溫度(無論怎樣在低於熔融或塑化溫度的溫 度)下移動或機械地操縱所述顆粒實現。所述移動有利於防止各個顆粒 粘結在一起。
但由於用於再循環的材料通常受到了汙染並經歷洗滌和可能的在 先進行的粉碎並同時發生汙染，通常其中首先發生規定的粉碎或研磨、 洗塗並乾燥。這種初步千燥應該使得水含量至少不超過小於待使用或有 待再循環的塑料材料的1. 5重量％。
如果直接由常規結晶器進行初期結晶步驟，其也非常困難且粘性 需要納入考慮。
使再加工塑料方法的歷程變複雜的事實是用於極為不同應用的塑料 差別很大，它們的化學及物理特性基本上相互不同。因此，例如，PET 具有與PE完全不同的性質，或PS具有與PP不同的性質。
因此不可能輕易地將在聚合物材料的再加工中獲得的知識直接應 用或轉移至不同的材料。每一聚合物因此需要其自身專門的考量和評 估，且尤其是專門適應各材料的工藝條件。而且精確的工藝控制也將受 待處理的材料的形式且尤其是厚度的影響。
此外，由於結晶、乾燥、清潔和例如提高粘度的參數也構成複雜 的相互關係，其僅能夠預先困難地預計而沒有任何普遍適用的規律，因 此在每一個例中對於每一聚合物和對於每一種類和形式的再循環的廢 料需要專門匹配的工藝參數。
因此，本發明的目的是提出一種方法，通過該方法可以以溫和、有效且成本有利的方式再加工多種不同的塑料。
而且，該方法應該可以以溫和的方式處理壽丈感性或不穩定的，尤 其是吸溼性的塑料或含水量升高的塑料。
此外，本發明要解決的任務是產生一種方法，通過該方法，再循
環的塑料，尤其是聚乳酸PLA可以乾燥且視需要在一個步驟中同時結晶， 而無i侖它們的種類、形式和組成。
此外，本發明要解決的任務是提供一種方法，塑料可以通過該方 法經歷迅速且儘可能節能的再循環，其中再循環的、回收的塑料或由所 得熔體製成的顆粒或由所述顆粒製造的製品具有儘可能高的粘度值且
特別地與有待再循環的材料的粘度值可比較的粘度。再造粒的粘度值應 該提高。
此外，本發明要解決的任務是提供一種方法，嚴重汙損或汙染的 或高度印刷的塑料可以通過該方法再加工而不會不利地影響塑料的機 械性能和/或其熔體性質。再循環的、回收的塑料或所得塑料熔體或由 該熔體製成的顆粒應該是食品安全的，即，尤其是滿足食品工業規章並 適用於食品或根據歐洲ILSI文件或FDA^r證。因此，送至再循環的材 料中所含的有害物質、遷移產物或汙染物應該通過所述方法儘可能完全 地移走。
這些任務通過權利要求1的特徵解決。 根據權利要求1，化學上不同的塑料可以有利地再加工而無論它們的 形式如何。這保證了工藝進程中提高的靈活性並可以處理種類極為不同 的塑料。
結晶、乾燥、提純或去毒，而且視需要在某些縮聚物(例如PA, 也可能PC )的情況下粘度的提高有利地同時發生，尤其是在單個通用的 加工步驟中發生。因此，所述再加工是快速的，且仍然是溫和的。
因此，例如，在任何預先賴、淬的或扯、散流動(rieselfdrmig)形 態中的任何所需配合比的結晶和未結晶的聚合物材料二者均可在單一 步驟中被乾燥且如有必要被結晶，且如果需要的話直接進料至擠出機 (所述材料在該擠出機中熔化)。
對於本發明的方法，權利要求1所述的溫和但仍然恆定移動的聚合物 材料是有利的。這防止了所述材料在臨界溫度範圍內凝塊(Verklumpen ) 或粘附，直至顆粒表面的足夠結晶本身防止各個顆粒粘結在一起。此外，所述移動使得更高的加工溫度變得可行。在處理容器中，溫和且恆定的
移動不僅保證了粘附的中止(Hinanhalten),而且同時還確保所述容 器內的溫度處於或保持足夠高且每一顆粒處於或保持溫和加熱至恰當 的溫度。同時，所述移動支持遷移的分子從所述顆粒表面脫離。為此目
工具:、，、、-
所述方法的有益實施方案通過從屬權利要求的特徵實現。 塑料材料改善的乾燥例如通過真空輔助實現。以這種方式運行的方法 與可比較的系統相比較還需要更低的能量輸入，這得益於真空的使用。
此外，、所述真空保護熱的聚合物顆粒或薄片免受氧化影響或損害， 使得與其它設備系統相比較可以實現更高的粘度。原則上，還可以用任 何惰性氣體完成去毒。但是這牽涉顯著更高的成本。
乾燥得到所述材料在設定溫度下特定的有利最低停留時間以及視 需要地所選真空的支持。
不需要所加工材料的複雜且高成本的傳統型外部預乾燥和結晶以 及化學添加劑和/或固態縮合的使用。
用於再加工的輸入材料主要是來自食品工業的包裝，例如奶瓶、酸
奶杯等等。這些包裝在上遊收集、分類、粉碎和洗滌裝置中的第一步驟 中除去了常見的粗雜質。但是，極為細小的雜質保留下來，其已經擴散 進入所迷包裝的最外層。
為此目的，使洗滌和乾燥過的薄片在升溫和視需要在真空下經曆本 發明的淨化過程，同時在設定工藝條件下的反應器中的停留時間也對去 汙染起作用。工藝參數取決於涉及的聚合物的惰性和化學及物理特性。 如何使材料達到所迷溫度不是關鍵的。其可在上遊過程中或在處 理容器中實施。但是有利地，這通過旋轉混合工具自身實施。
由於在聚合物顆粒的邊界層(Randschicht)中發現遷移產物，擴散 途徑與帶有隨後的熔體脫氣的擠出過程相比較極大縮短。
本發明的方法原則上可以以批次法(Batch-Prozess )運4亍或連續運 行。有利地，只須確保在整個時間內保持方法技術參數如溫度、停留時 間和真空。為了保證均一的生產過程，已經證明連續法是尤其合乎目的 的。是
此外，使上遊過程中的材料達到接近於加工溫度的合適溫度可能 有利的。這對於具有低的惰性和/或長的擴散時間尤其如此。 此外，汙染物的除去也降低了氣味負擔。 停留時間確保發生最低的材料提純並取決於不同的標準，即，取決
所^;亭留時間對於某些聚合物可能變得;^長。為了不:'材料在反應 器中佔主導地位的溫度下熔融，可能有利的是使顆粒直接經歷擠出過程
並對熔體脫氣。這對於LDPE、 HDPE、 PS和/或PP特別有效。對於聚合 物PC和PEN,可能通常無需對熔體脫氣。
有利的是擠出機直接連接至所述容器，且真空有利地延伸到熔融區 域且同時所述薄片中儘可能多的儲存能量被帶入擠出機或下遊的擠出 才幾在真空下熔融。
為了防止在處理容器和擠出機之間的運送步驟發生能量損耗，可 實施各種手段，例如運輸設施、保溫、熔融區中的額外真空等等。
在擠出機的熔融區中和下遊的熔體脫氣中，最後的揮發性組分在真 空下在更高的溫度除去。
對於聚合物PC和PEN,可省略熔體的脫氣。但是在熔融區中進行脫 氣的效果是有益的。
最後，熔體可視需要進行過濾、造粒或隨後的製造步驟以用於最終 產品或半成品的製造。
用於預處理、再加工或再循環熱塑性塑料材料的本發明方法在其 所有有利的實施方案中通常在接收容器或反應器中進行。待處理的塑料 材料被預先置入該接收容器或反應器中並在升溫下以恆定的混合或移 動和/或粉碎處理。
對於塑料材料的混合和加熱，將視需要布置在多個彼此疊置的平 面上的能夠圍繞垂直軸的至少一個粉碎或混合工具布置在反應器中，其 具有在所述材料上施加粉碎和/或混合作用的工作邊緣。這些粉碎或混 合工具向聚合物材料施加機械能，由此使得發生加熱和同時發生聚合物 材料的混合和移動。由所施加的機械能的轉變發生加熱。
這種反應器也在實踐中使用並且是已知的，例如作為"EREMA Plastic Recycling System PC"或作為"單階段或兩階段VACUREMA裝 置"。再加工在低於熔融溫度的溫度發生且優選高於所述塑料材料的玻
璃化轉變溫度，其中聚合物材料被均勻和穩定地移動和共混。以這種方
式，塑料材料在單一步驟中結晶、乾燥和純化。
作為待處理的塑料材料主要是聚乳酸(PLA)、高密度聚乙烯
(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯 (PS)、聚萘二曱酸亞乙酯(PEN)、聚醯胺(PA)、聚醯亞胺(PI)、聚羥基 鏈烷酸(PHA)、苯乙烯共聚物、例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙 烯-丙烯腈(SAN)、聚曱基丙烯酸甲酯(P匿A)和/或生物塑料，尤其是基 於澱粉或澱粉共混物的那些。還使用這些塑料材料的混合物，例如 PET/PE、 PET/PA和PP/PA。
塑料材料通常以至少部分結晶或非結晶的或非晶態的顆粒，新產 品或再生產品的形式存在。但是也可以以相當非晶態的、粉碎的膜廢料 的形式，尤其是來自深拉應用，厚度尤其是為IOO微米-2毫米，以來自 拉伸裝置的厚度特別為5微米-100微米的薄膜廢料的形式和/或以纖維 和套毛廢料的形式存在。此外，所迷塑料材料可以以瓶廢料或注射模製 的廢料的形式存在。
精確的工藝參數(尤其是溫度)取決於材料的形式和厚度以及理 所當然的聚合物自身的類型。
用於聚合物片狀產品(尤其是顆粒、薄片等等形式的)的方法優 選在單階段的VACUREMA反應器中進行。這種反應器具有以上指出的特 徵並且可以向其施加真空。
對於薄膜、纖維或套毛形式的聚合物，所述方法有利地在單階段 的EREMA PC反應器中進行。在這種情況下，在環境壓力下(即無需真 空)實施所述方法常常也是足夠的。所述反應器同樣具有以上指出的特 徵。
所述方法也可以以兩階段進行。因此，例如，結晶的和非結晶的 顆粒或薄片的混合物可以設置為在兩階段VACUREMA反應器的結晶千燥 器中的待純化材料。在上遊結晶千燥器中布置有圍繞垂直軸旋轉的粉碎 和混合工具，其裝配有向所述材料施加粉碎和/或混合作用的工作邊緣。 這些粉碎和混合工具向所述材料施加機械能，使得發生材料的預熱和同 時發生的所述材料的混合和移動。接著，預熱過的、預乾燥的預結晶材 料經歷主處理。
12為了以有利的方式實施本發明的方法，可以使用例如具有用於待 加工的塑料的容器的裝置，該材料通過入口開口進料至所述容器且所述
材料通過連接至所述容器側壁的至少一個螺杆被引出所述容器，其中在 所述容器的底部區域中，布置有能夠圍繞垂直軸旋轉並提供有向所述材 料施加粉碎和/或混合作用的工作邊緣的至少 一個工具，且所述螺杆的
進口開口 (EinzugsOffmmg)至少大約位於所述工具的高度，並優選提
供有連接至所述容器的至少一條管線以產生真空和/或用於容器內部空 間的放氣(Begasung)。這種裝置例如作為VACUREMA反應器或作為EREMA PC反應器實施。
這種方法進程通常是令人滿意的，甚至當加工對空氣的氧和/或溼度 敏感的這種類別的塑料時也是如此，這是由於容器的抽真空或引入保護 氣體進入所述容器內部可以保護塑料材料免遭這些有害影響。
但是，已經發現在有些情況下，通過螺杆卸出的塑料材料均化的程 度並不足夠，尤其是就這種塑料材料所實現的乾燥程度而言，其必須在 塑化之前已經完全地乾燥以免降解。
更大厚度的膜需要隨著厚度提高的千燥開支，使得這種材料需要 單獨的乾燥過程，例如在特殊的乾燥器中通過脫水(dehydriert)的空 氣進行。此外，這些乾燥器在僅僅可使用結晶材料的溫度範圍運行；非 晶態材料將變粘並因此結塊。
這意味著結晶過程必須發生於乾燥過程之前。但如果在所述容器 中待加工的材料通過所述工具長時間加工，則存在危險，尤其是對於連
續運轉的裝置來說，各個塑料顆粒將老早就被出口螺杆捕獲，而其它塑 料顆粒在許久以後才被捕獲。早期捕獲的塑料顆粒可能仍然是相對冷的 並因此沒有充分地預處理，使得在通過螺杆運送至所連接的工具例如擠 出機頭的材料中產生不均勻性。
為了避免這種情況並明顯改善出口材料的均勻性，本發明的方法 可以在另一裝置中運行，其中主容器的入口開口連接至至少一個其它容 器的出口開口，其中同樣地在所述容器的底部區域中提供有圍繞垂直軸
旋轉的至少一個工具。因此，兩個或更多個容器串聯布置且待加工的塑 料材料必須通過這些排列的容器(Behalter der Reihe)。在第一容器 中，產生已經預粉碎的、預熱的、預乾燥的和預壓實的且因此預均化的 材料，其被放入後續容器中。這確保了沒有未經處理的(即冷的、未壓實的、未粉碎的或不均勻的)材料直接達到出口螺杆並通過該螺杆到達 連接的擠出機等等。
如果在第二和/或後續容器中實施熱塑性塑料材料的真空或保護 氣體處理，則這些益處將進一步穩固。溢流橫截面通常是小的且壓力均 衡被材料運送大大壓制。此外，上遊容器中形成的混合凝塊閉合該容器 的出口開口並因此還在一定程度上起到密封作用。
如果其它容器(即上遊容器)的出口開口至少大約位於該容器所 述工具的高度(即在所述容器的底部區域)，則該關係變得尤其有利。 在該容器中旋轉的所述工具遂通過離心力向該出口開口供料，使得溢流 橫截面總是由材料良好填充。
根據一個有利的改進方案，所述出口開口藉助管接頭連接至入口開 口，其中布置有閉鎖裝置。以此方式，可以在兩個容器之間實現完全的 密封，以使得徹底避免了真空度或保護氣體的損失。根據本發明，在最
簡單情況下，該閉鎖裝置可以是滑門(Schieber), —旦下遊容器中發 生真空處理或放氣該滑門就關閉。但是在這種情況下，完全的連續運轉 不再是可能的。但根據本發明的一個優選實施方案，如果所述閉鎖裝置 是節流器，尤其是多孔圓盤節流器，則所述兩個容器之間的所述密封得 以保持且連續運轉仍然是可能的。所述節流器的孔也可以以本身已知的 方式力t氣或抽真空。
下遊容器中形成的真空支持從上遊容器吸入待加工的材料。因此，以
這種裝置，各容器可以布置在相同高度。但如果希望通過重力作用改善 下遊容器的填充，則根據本發明的一種改進方案，可以進行排列以使得 材料流動方向上的上遊容器位置比後續容器更高。後者因此也可以在其 側壁的中間區域或上部區域中填充，且視需要自上經由頂蓋填充。
本發明的方法還可以如所述的在相應配置的裝置中以兩階段有利 地實施。在該方法進程中，存在產生或輸送的材料的兩階段處理，而在 預處理設備的預處理過程中沒有發生材料的塑化，而是發生結晶和/或 特定預壓實伴隨著同時發生的乾燥。所述預壓實在適當的溫度通過機械 作用或能量輸入所述材料完成。特別地，溫度的提高或調節由所述材料 上的機械作用或通過將至少 一個混合和/或粉碎元件的旋轉能量藉助於 發生的摩擦損失轉換為熱能而實施。
在主處理設備的主處理過程中，所述材料在升溫下進一步乾燥、去毒和如果必要的話結晶，並在高真空下保持特定的平均停留時間。同樣， 存在機械作用或材料壓實並依靠至少一個混合或粉碎元件加入能量，這 藉助於其旋轉向所述材料供應相應的熱能並進一步將其加熱。
在真空下實施的主處理將殘留水分減少至預先確定的給定平均值並 且還確保揮發性有害物質與所述材料分離。
主處理期間的溫度保持低於所述材料的熔融溫度。但是，力求將該 溫度設定為儘可能地高。
在單階段法的處理或兩階段法的主處理後，將取走的材料有利地 藉助於擠出機塑化，優選間接連接至主處理流程的擠出機。藉助於直接 的真空密封的連接，所述主處理設備中的真空可以在所述擠出機的入口 區中起作用。所述擠出機通常具有塑化區，該塑化區連接壓縮和保持區。 該保持區通常連接脫氣或抽真空區，其中揮發物質通過真空(尤其是高
真空)從熔體抽出。可存在單階段或多階段的脫氣；其中還可布置伴隨
著前後不同的真空度的若干壓縮區和解壓縮區。由此，甚至可以蒸發頑 固的或難以蒸發的汙染物。
通過在預處理和主處理中恰當選擇溫度和停留時間，可以調節從所述 擠出機除去的熔體的粘度值和由所述熔體製造的顆粒。藉助於在真空中 適當長的停留時間和相應高溫，對粘度施加正面影響並將發生再聚合。
原則上，不必熔化再循環的、結晶的且乾燥的塑料零件。它們可 以在保持它們的乾燥和結晶狀態條件下進行儲存，冷卻或經由運輸設備 輸送至擠出系統或在其它變形的方法中進一 步加工。
由於難以由當前已知的系統實現結晶狀態，還可以省去保持乾燥 狀態，這通常在直接加工中由新的乾燥過程導致質量損失。如果所述材 料再次乾燥，則這導致投入的乾燥能量的損失。
將出版物EP123771、 EP0390873、 AT396900、 AT術235、 AT407970、 AT411682、 AT411235、 AT413965、 AT413673或AT501154中精確且具體 描述的裝置連同它們所有的有益實施方案引入至本申請中並構成本公 開不可分割的部分。這種裝置也在實踐中使用並且是已使用的，例如作 為"EREMA Plastic Recycling System PC"或作為"單階段或兩階段 VACUREMA裝置"。
在下文中，將描述可能的工藝管理的若干一般性實施例，給定對 於不同塑料的可能的參數範圍實施例1:
來自粉碎包裝的薄片或顆粒形式的聚乳酸(PLA) -:故加熱至65。C至12(TC,優選9(TC至11(TC的溫度， -保留在反應器中10分鐘至100分鐘，尤其是20分鐘至70分鐘的平均 1亭留時間，
_其中粉碎或混合工具的最外攪動頂端的圓周速度為1-35iti/s,優選 3-20m/s,
誦和其中施加《150毫巴，優選《50毫巴，尤其是《20毫巴，尤其是
0. l-2毫巴的真空度。 實施例2:
薄膜、纖維或套毛形式的聚乳酸(PLA) -;故加熱至65。C至12(TC,優選9(TC至11 (TC的溫度， -保留在反應器中3分鐘至60分鐘，尤其是10分鐘至25分鐘的平均停 留時間，
-其中粉碎或混合工具的最外攪動頂端的圓周速度為15-58m/s,優
選35-47m/s, 國和其中所述處理在環境壓力下實施。 實施例3:
來自粉碎包裝的薄片形式的高密度聚乙烯(HDPE) 國4皮加熱至50。C至13(TC,優選90。C至122。C的溫度， -保留在反應器中10分鐘至100分鐘，尤其是20分鐘至70分鐘的平均 停留時間，
-其中粉碎或混合工具的最外攪動頂端的圓周速度為1-35m/s，優選 3-20m/s，
-和其中視需要施加《150毫巴，優選《50毫巴，尤其是《20毫巴，
尤其是O. 1-2毫巴的真空度。 實施例4:
來自粉碎包裝的薄片形式的低密度聚乙烯(LDPE) 國3皮加熱至50。C至110。C,優選75。C至105。C的溫度， -保留在反應器中10分鐘至100分鐘，尤其是20分鐘至70分鐘的平均 停留時間，一其中粉碎或混合工具的最外攪動頂端的圓周速度為2-35m/s,優選 3-20m/s，
國和其中視需要施加《150毫巴，優選《50毫巴，尤其是《"毫巴，
尤其是O. 1-2毫巴的真空度。 實施例5:
來自粉碎包裝的薄片形式的聚丙烯(PP) -被加熱至5(TC至155。C,優選10(TC至15(TC的溫度， -保留在反應器中10分鐘至100分鐘，尤其是20分鐘至70分鐘的平均 4亭留時間，
-其中粉碎或混合工具的最外攪動頂端的圓周速度為2-3511]/3,優選
3-20m/s,
誦和其中視需要施加《150毫巴，優選《50毫巴，尤其是《20毫巴，
尤其是O. 1-2毫巴的真空度。 實施例6:
聚碳酸酯(PC),尤其是來自粉碎包裝的薄片形式， -被加熱至110。C至24(TC,優選130。C至21(TC的溫度， -保留在反應器中30分鐘至200分鐘，尤其是40分鐘至120分鐘的平 均4f留時間，
-其中粉碎或混合工具的最外攪動頂端的圓周速度為2-35m/s,優選 3-20m/s,
-和其中視需要施加《150毫巴，優選《50毫巴，尤其是《20毫巴，
尤其是O. 1-2毫巴的真空度。 實施例7:
來自粉碎包裝的薄片形式的聚苯乙烯(PS) -被加熱至5(TC至11(TC,優選75。C至105。C的溫度， -保留在反應器中10分鐘至100分鐘，尤其是20分鐘至70分鐘的平均 ^亭留時間，
_其中粉碎或混合工具的最外攪動頂端的圓周速度為2-35m/s,優選 3-20m/s,
-和其中視需要施加《150毫巴，優選《50毫巴，尤其是《20毫巴，
尤其是O. l-2毫巴的真空度。 實施例8:聚萘二甲酸亞乙酯(PEN),尤其是來自粉碎包裝的薄片形式，
-被加熱至11(TC至25(TC,優選140。C至235。C的溫度， -保留在反應器中30分鐘至200分鐘，尤其是40分鐘至120分鐘的平 均停留時間，
-其中粉碎或混合工具的最外攪動頂端的圓周速度為2-35m/s,優選 3-20m/s,
-和其中視需要施加《150毫巴，優選《50毫巴，尤其是《20毫巴， 尤其是O. l-2毫巴的真空度。
權利要求
1. 用於預處理、再加工或再循環熱塑性塑料材料、尤其是任何形式的廢料的方法，其中待處理的所述塑料材料在至少一個接收容器或反應器中，在恆定的混合或移動和/或粉碎下，在低於所述塑料材料的熔融溫度、優選高於所述塑料材料的玻璃化轉變溫度的溫度加熱，並由此同時結晶、乾燥和/或提純，尤其是在單個步驟中，其中對於塑料材料的混合和/或加熱，使用視需要布置在多個彼此疊置的平面上的、特別是能夠圍繞垂直軸轉動的、至少一個粉碎或混合工具，其具有在所述材料上施加粉碎和/或混合作用的工作邊緣，並特別地通過施加機械能實施加熱。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於使用的塑料材料是聚乳 酸(PLA)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、 聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚萘二曱酸亞乙酯(PEN)、聚醯胺(PA)、 聚醯亞胺(PI)、聚羥基鏈烷酸(PHA)、苯乙烯共聚物、例如丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(P薩A)和/ 或生物塑料，尤其是基於澱粉或澱粉共混物的那些，或這些塑料材料的 混合物，例如PET/PE、 PET/PA和PP/PA。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於塑料材料使用部分 結晶的或非晶態的顆粒的形式；來自粉碎包裝、新產品或再生產品的薄 片形式；為部分結晶的或非晶態的、粉碎的膜廢料的形式，尤其是來自 深拉應用的膜廢料，其厚度特別地為100微米-2毫米；為來自拉伸裝置 的厚度特別為5微米-100微米的薄膜廢料的形式；和/或為纖維和套毛 廢料的形式。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特徵在於所述塑料材 料、尤其是來自粉碎包裝的薄片和/或顆粒形式的塑料材料以1-35m/s、 優選3-20m/s的在粉碎或混合工具的最外撹動頂端的圓周速度移動或混 合。
5. 根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特徵在於所述塑料材 料，尤其是聚乳酸(PLA),尤其是薄膜、纖維或套毛形式的厚度尤其為 100微米至2毫米的塑料材料以15-58m/s、優選35-47m/s的在粉碎或 混合工具的最外攪動頂端的圓周速度移動或混合。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特徵在於所述塑料材料，尤其是來自粉碎包裝的薄片和/或顆粒形式的塑料材料在《150毫 巴、優選《50毫巴、尤其是《20毫巴、尤其是0. 1至2毫巴的真空度 下處理。
7. 根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特徵在於所述塑料材 料，尤其是聚乳酸(PLA),尤其是薄膜、纖維或套毛形式的塑料材料在 環境壓力下處理。
8. 根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其特徵在於塑料材料， 尤其是聚乳酸(PLA)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚 丙烯(PP)、聚醯胺(PA)和/或聚苯乙烯(PS),尤其以來自粉碎包裝的薄 片和/或顆粒的形式，在反應器中保持的平均停留時間為10分鐘-100分 鍾，尤其是2Q分鐘-70分鐘。
9. 根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其特徵在於塑料材料， 尤其是聚碳酸酯(PC)和/或聚萘二甲酸亞乙酯(PEN)，尤其是以來自粉碎 包裝的薄片和/或顆粒的形式，在所述反應器中保持的平均停留時間為 30分鐘-200分鐘，尤其是40分鐘-120分鐘。
10. 根據權利要求1-9中任一項所述的方法，其特徵在於膜、纖維 或套毛形式的所述塑料材料，尤其是聚乳酸(PLA),在所述反應器中保 持的平均停留時間為3分鐘-6G分鐘，尤其是IO分鐘-25分鐘。
11. 根據權利要求1-10中任一項所迷的方法，其特徵在於來自聚乳 酸(PLA)的塑料材料被加熱至65°C-120°C,優選90°C-ll(TC的溫度。
12. 根據權利要求1-10中任一項所述的方法，其特徵在於來自高密 度聚乙烯(HDPE)的塑料材料被加熱至50°C-130°C,優選90°C-122。C的 溫度。
13. 根據權利要求1-10中任一項所述的方法，其特徵在於來自低密 度聚乙烯(LDPE)的塑料材料被加熱至50°C-110°C,優選75。C-105。C的 溫度。
14. 根據權利要求1-10中任一項所迷的方法，其特徵在於來自聚丙 烯(PP)的塑料材料被加熱至5(TC-155°C,優選10(TC-15(TC的溫度。
15. 根據權利要求1-10中任一項所述的方法，其特徵在於來自聚碳 酸酯(PC)的塑料材料被加熱至11(TC-24(TC,優選130°C-21(TC的溫度。
16. 根據權利要求1-10中任一項所述的方法，其特徵在於來自聚苯 乙烯(PS)的塑料材料被加熱至50°C-110°C,優選75°C-105。C的溫度。
17. 根據權利要求1-10中任一項所述的方法，其特徵在於來自聚萘 二甲酸亞乙酯(PEN)的塑料材料被加熱至110°C-250°C,優選140°C-235 匸的溫度。
18. 根據權利要求1-17中任一項所述的方法，其特徵在於所述方法 在單個反應器中以單階段運行，且所述塑料材料在單個操作過程中，尤 其是在單個反應器中被加熱、乾燥、結晶和提純。
19. 根據權利要求1-18中任一項所述的方法，其特徵在於所述方法 在有或者沒有預乾燥和/或有或者沒有預結晶所述塑料材料的情況下運 行。
20. 根據權利要求1-17和19中任一項所述的方法，其特徵在於所 述方法以多階段，尤其是兩階段運行，而兩個或更多個接收容器或反應器串聯和/或並聯排列，且待加工的所述塑料材料運行通過這些排列的六悠 谷為。
21. 根據權利要求20所述的方法，其特徵在於將權利要求1-21的 工藝條件用於至少一個容器，尤其是用於笫一個填充的容器，或用於預 處理。
22. 根據權利要求20-21中任一項所述的方法，其特徵在於使所述 塑料材料，尤其是包括具有低的惰性和/或長的擴散時間的聚合物的塑 料材料在上遊預處理中達到一定溫度，尤其是接近於主處理加工溫度的 溫度。
23. 根據權利要求20-22中任一項所述的方法，其特徵在於所迷塑 料材料在第 一 階段中通過施加機械能經歷預處理，尤其是在真空條件 下，並由此加熱和在升溫下乾燥，並視需要同時結晶，並隨後在先於一 般的塑化或熔融的第二階段中進行塑料材料的主處理，其中所述塑料材 料尤其在真空條件下通過在移動下施加機械能將其再一次乾燥並進一 步結晶，同時該主處理特別地在與所述預處理相比更高的溫度下實施。
24. 根據權利要求20-23中任一項所述的方法，其特徵在於使所述 塑料材料在預處理之前經歷預粉碎和/或洗滌和/或預乾燥。
25. 根據權利要求20-24中任一項所述的方法，其特徵在於保持所 迷主處理的溫度低於所述塑料材料的塑化溫度或熔融溫度。
26. 根據權利要求20-25中任一項所述的方法，其特徵在於使所述 塑料材料在連續流中經歷預處理。
27. 根據權利要求1-26中任一項所述的方法，其特徵在於所述方法 連續地或不連續地或作為批次法運行。
28. 根據權利要求1-27中任一項所述的方法，其特徵在於所述塑料 材料最後被塑化或熔化，並隨後視需要在過濾以後，尤其是在真空條件 下，浮皮送至擠出機或加工為顆粒。
全文摘要
本發明涉及用於預處理、再加工或再循環熱塑性塑料材料的方法，其中待處理的所述塑料材料在至少一個接收容器或反應器中，在恆定的混合或移動和/或粉碎下，在低於所述塑料材料熔融溫度的溫度加熱，並由此同時結晶、乾燥和/或提純，其中對於塑料材料的混合和/或加熱，使用至少一個可旋轉粉碎或混合工具，其具有工作邊緣以在所述材料上施加粉碎和/或混合作用，並特別地通過施加機械能實施加熱。
文檔編號B29B17/00GK101535018SQ200780042085
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月13日 優先權日2006年11月13日
發明者G·溫德林, K·費克廷傑, M·哈克爾 申請人:奧地利埃瑞瑪再生工程機械設備有限公司