回收塑料產(chǎn)品的方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于回收塑料廢棄物的方法，包括：將從不同來(lái)源收集的塑料廢棄物分離，隨后清洗分離的塑料廢棄物以獲得分離的清潔廢棄物；研磨分離的清潔廢棄物以獲得磨碎的廢棄物；將磨碎的廢棄物引入擠出生產(chǎn)線以獲得熔化的塑料，所述擠出生產(chǎn)線具有通氣式擠出機(jī)組件作為其一部分；以及通過(guò)將熔化的塑料真空通氣將雜質(zhì)移除以獲得無(wú)雜質(zhì)的回收塑料。本發(fā)明進(jìn)一步涉及由回收的塑料廢棄物制成的多種物品，諸如工業(yè)化后回收的（IPR）塑料管、吹塑瓶和托盤(pán)。
【專利說(shuō)明】回收塑料產(chǎn)品的方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于回收塑料廢棄物的方法，通過(guò)所述方法可將無(wú)用的塑料廢棄物轉(zhuǎn)化成有用的資源。本發(fā)明進(jìn)一步涉及這類回收塑料的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]由于使用塑料管包裝的產(chǎn)品數(shù)量持續(xù)增加，管包裝工業(yè)迅速地加快發(fā)展。塑料是從石油資源得到的并且通常是不可生物降解的。對(duì)塑料管的前所未有的使用使其成為來(lái)自工業(yè)以及消費(fèi)者的固體的、非環(huán)境友好的廢棄物的主要成分。大部分工業(yè)化后的或消費(fèi)者使用后的塑料管廢棄物送到垃圾填埋場(chǎng)，這增加了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，如土地、水和空氣污染。此外，工業(yè)化后塑料廢棄物的處置費(fèi)用給管加工商/制造商造成額外負(fù)擔(dān)。
[0003]用于擠出回收塑料材料的傳統(tǒng)方法包含許多重要的和昂貴的預(yù)處理步驟，諸如分離和珠?；?beading)。當(dāng)擠出方法及其產(chǎn)品回收材料的質(zhì)量不如新料時(shí)，這些方法的商業(yè)可行性受到挑戰(zhàn)。由于在工業(yè)化后或消費(fèi)者使用后的塑料管中存在污染物和雜質(zhì)，諸如印刷殘余物、清漆、顏料、不同材料組分、遺漏的內(nèi)含物和水分等，目前回收方法面臨在擠出生產(chǎn)線上的材料非均勻流動(dòng)的問(wèn)題。
[0004]美國(guó)專利號(hào)5，780，696公開(kāi)了一種回收塑料廢棄物，特別是富含聚氯乙烯(PVC)塑料的廢棄物的方法，這使得能夠回收利用最大量的可重復(fù)使用的產(chǎn)品。這種方法將大量塑料轉(zhuǎn)化成具有低氯含量的固體產(chǎn)品。美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朥S2007/0149625A1公開(kāi)了用于回收在市政固體廢棄物中找到的廢棄塑料的方法和設(shè)備。它還公開(kāi)了通過(guò)將共同的介電性能提供給塑料材料并使用微波能處理塑料材料來(lái)回收塑料材料的方法。
[0005]需要開(kāi)發(fā)一種處理技術(shù)以去除揮發(fā)性和非揮發(fā)性污染物，這可以由回收的塑料提供高品質(zhì)的塑料材料并可用作新料的替代物。改進(jìn)的回收方法可以減少/再利用廢棄物，可以是經(jīng)濟(jì)的、節(jié)能的，減少碳排放、有助于環(huán)境保護(hù)，并且可提供具有高技術(shù)特性的新的終端廣品。
[0006]鑒于上述問(wèn)題以及社會(huì)環(huán)保意識(shí)，加工商有機(jī)會(huì)和動(dòng)機(jī)采用新的綠色技術(shù)來(lái)減少和再利用廢棄物。針對(duì)該需要提出本發(fā)明主題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及回收塑料廢棄物的方法。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于回收塑料廢棄物的過(guò)程的方法，包括:將從不同來(lái)源收集的塑料廢棄物分離，隨后清洗分離的塑料廢棄物以獲得分離的清潔廢棄物；研磨分離的清潔廢棄物以獲得磨碎的廢棄物；將磨碎的廢棄物弓I入擠出生產(chǎn)線中以獲得熔化的塑料，所述擠出生產(chǎn)線具有通氣式擠出機(jī)組件作為其一部分；以及通過(guò)將熔化的塑料真空通氣將雜質(zhì)移除以獲得無(wú)雜質(zhì)的回收塑料。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步涉及由回收的塑料廢棄物制成物品，諸如工業(yè)化后回收的(Industrial Post Recycled) (IPR)塑料管、吹塑瓶和托盤(pán)(pallates)。[0010]參照以下描述將更好地理解本發(fā)明主題的這些及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。提供該說(shuō)明以便以簡(jiǎn)化形式引入構(gòu)思的選擇。該說(shuō)明并不旨在確定本發(fā)明主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也并不旨在用于限制本發(fā)明主題的范圍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]參照以下描述、所附權(quán)利要求和附圖將更好地理解本發(fā)明主題的以上及其他的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0012]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明主題的一個(gè)實(shí)施方式，用于回收塑料廢料以獲得回收塑料材料的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明提供了用于從廢物來(lái)源(諸如加工商、制造商或消費(fèi)者)回收塑料廢棄物的方法。
[0014]一方面，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了用于回收塑料廢棄物的方法，包括:將從不同來(lái)源收集的塑料廢棄物分離，隨后清洗分離的塑料廢棄物以獲得分離的清潔廢棄物；研磨分離的清潔廢棄物以獲得磨碎的廢棄物；將磨碎的廢棄物引入擠出生產(chǎn)線中以獲得熔化的塑料，所述擠出生產(chǎn)線具有通氣式擠出機(jī)組件作為其一部分；以及通過(guò)將熔化的塑料真空通氣將雜質(zhì)移除以獲得無(wú)雜質(zhì)的回收塑料。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于回收塑料廢棄物的方法，包括:將從不同來(lái)源收集的塑料廢棄物分離，隨后清洗分離的塑料廢棄物以獲得分離的清潔廢棄物；研磨分離的清潔廢棄物以獲得磨碎的廢棄物；將磨碎的廢棄物引入擠出生產(chǎn)線中以獲得熔化的塑料，所述擠出生產(chǎn)線具有通氣式擠出機(jī)組件作為其一部分；通過(guò)將熔化的塑料真空通氣將雜質(zhì)移除以獲得無(wú)雜質(zhì)的回收塑料；獲得無(wú)雜質(zhì)的回收塑料作為具有均勻直徑的熔化的塑料的長(zhǎng)空心線束；以及將線束冷卻并切成回收塑料材料的球粒形式。
[0016]在另一個(gè)實(shí)施方式中，用于本發(fā)明的回收方法的塑料廢棄物是從選自運(yùn)行塑料管道作業(yè)(running plastic tubing operation)、工業(yè)化使用后的塑料或消費(fèi)者使用后的塑料的來(lái)源中收集的。
[0017]工業(yè)化后的塑料廢棄物需要回收源自原始設(shè)備制造商、加工商和裝配商(assemblers)的塑料廢棄物。
[0018]塑料廢棄物可變地包含樹(shù)脂，諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC);低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)或聚苯乙烯(PS)。
[0019]回收方法包括對(duì)塑料廢棄物進(jìn)行識(shí)別并且將其分成相似性質(zhì)或類型的組，包括但不限于線性低密度聚合物、低密度聚合物或高密度聚合物種類。廢棄物可進(jìn)一步細(xì)分為素色管、彩色管、印刷管、非印刷管、燙金管(foil stamped tube);蓋外殼,金屬化聚丙烯廢棄物；肩臺(tái)；擠出管廢棄物；團(tuán)塊；和吹洗的材料廢棄物等。根據(jù)塑料的最終用途的類型、顏色、印刷的類型和使用油墨的類型、使用的聚合物類型等，這種分離還可有多個(gè)亞組。對(duì)特定類型聚合物適合的回收方法進(jìn)行選擇以得到更好的回收結(jié)果。將分離的廢棄物分別裝袋和標(biāo)記。
[0020]進(jìn)一步地，將分離的塑料廢棄物分別清洗。通過(guò)洗滌方法的組合來(lái)進(jìn)行廢棄塑料的清洗。一種類型的清洗是通過(guò)將廢棄物傾入具有塑料廢棄物的水槽中并在一段時(shí)間之后提出，在槽中留下硬雜質(zhì)諸如泥土而完成。另外本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，清洗分離的塑料廢棄物是通過(guò)用水和含約2%氫氧化鈉的水多次清洗來(lái)完成。這有助于將來(lái)自收集的塑料廢棄物的粘性材料松脫和去除。此外，將塑料廢棄物保持在流水下這可以清除塑料廢棄物中殘留的雜質(zhì)。然后將材料通過(guò)任何常規(guī)方法(諸如陰干)或其他非常規(guī)方法(諸如電吹風(fēng)機(jī))進(jìn)行干燥。
[0021]在將塑料廢棄物清洗之后，通過(guò)通常已知的方法將其尺寸減小/研磨。在一個(gè)實(shí)施方式中，研磨分離的潔凈廢棄物是使用廢料粉碎機(jī)、凝聚器、撕裂機(jī)、制粒機(jī)完成的。廢料粉碎機(jī)用來(lái)切碎和粉碎塑料廢棄物中的堅(jiān)硬材料諸如肩臺(tái)、蓋和封閉物廢棄物作為早期分離，而凝聚器用來(lái)切碎塑料廢棄物的套筒部分。凝聚法是非加熱布置，因此使熱降解損害降至最低，其中，塑料廢棄物只被摩擦熱加熱而沒(méi)有額外的熱量提供給系統(tǒng)。用旋轉(zhuǎn)西格瑪?shù)镀懈钏芰喜牧喜⑹占谕斜P(pán)中。如果在輸出中存在團(tuán)塊則將它們?cè)俅嗡腿ツ?。獲得塑料廢棄物的細(xì)小珠粒作為這種方法的輸出。
[0022]隨后使材料進(jìn)入擠出生產(chǎn)線，其中球粒形式的塑料廢棄物通過(guò)進(jìn)料漏斗進(jìn)入并與旋轉(zhuǎn)螺桿接觸。擠出生產(chǎn)線添加有通氣式擠出機(jī)組件，通過(guò)其將含有雜質(zhì)的熔化的塑料真空通氣。這種方法除去雜質(zhì)并產(chǎn)生品質(zhì)改進(jìn)的塑料聚合物，其可進(jìn)一步按需求處理。桶內(nèi)的旋轉(zhuǎn)螺桿迫使塑料廢棄物珠粒進(jìn)一步進(jìn)入桶中，其被加熱至塑料的期望的熔化溫度。塑料珠粒逐漸地熔化。通過(guò)桶內(nèi)的壓力和摩擦還產(chǎn)生了一些額外的熱量。通氣式擠出機(jī)是一種具有沿著桶的開(kāi)口部分通道(用于從塑料材料中去除空氣和易揮發(fā)物質(zhì))的二級(jí)螺桿擠出機(jī)。在擠出機(jī)桶中通氣式擠出機(jī)裝配有一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口(通氣口)，揮發(fā)物可通過(guò)其逸出。因此，通氣式擠出機(jī)能夠以連續(xù)方式從聚合物中提取揮發(fā)物。
[0023]簡(jiǎn)單的塑料擠出螺桿具有不同的區(qū)域如:將樹(shù)脂進(jìn)料到具有相同螺槽深度的擠出機(jī)中的進(jìn)料區(qū)或輸送機(jī)；其中大部分樹(shù)脂被熔化且螺槽深度變得越來(lái)越小的熔化區(qū)或壓縮機(jī)；使用相同螺槽深度將殘余顆粒熔化并混合成均勻溫度和組成的計(jì)量區(qū)。
[0024]在任何階段塑料廢棄物的熔化的塑料的任何不規(guī)則流動(dòng)將在最終產(chǎn)物中在某些點(diǎn)產(chǎn)生具有不希望的應(yīng)變的產(chǎn)物。這些應(yīng)變可導(dǎo)致冷卻時(shí)的扭曲。扭曲可使輸出的塑料的形狀、顏色或質(zhì)量變形。因此，要求熔化的塑料應(yīng)沒(méi)有任何扭曲。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，擠出生產(chǎn)線包括通氣式擠出機(jī)組件，優(yōu)選透明的通氣式擠出機(jī)，通過(guò)它可將熔融的含雜質(zhì)塑料真空通氣，從而減輕壓力并允許通過(guò)真空抽出任何捕獲的氣體(通常是濕氣或空氣)。這種方法除去所有揮發(fā)性雜質(zhì)并產(chǎn)生品質(zhì)改進(jìn)的塑料聚合物，其可進(jìn)一步按需求處理。來(lái)自通氣螺桿的輸出具有最小的水分水平，而且也沒(méi)有污染物諸如油墨和清漆。否則非通氣的輸出包含氣體部分并且阻塞引發(fā)輸送機(jī)的問(wèn)題。
[0025]本發(fā)明進(jìn)一步涉及從流動(dòng)通過(guò)擠出生產(chǎn)線的熔化的塑料中去除不希望的污染物/雜質(zhì)的方法，其中在真空中排出這些污染物(包括揮發(fā)性物質(zhì))。
[0026]將熔化的塑料送到用于產(chǎn)生桶內(nèi)背壓的自動(dòng)濾網(wǎng)轉(zhuǎn)換包裝組件；塑料廢棄物的均勻熔化和正確混合都需要背壓。自動(dòng)濾網(wǎng)安裝在擠出機(jī)的末端法蘭和模具之間。自動(dòng)濾網(wǎng)移動(dòng)穿過(guò)熔化的塑料流并且單廢濾網(wǎng)離開(kāi)時(shí)使新的濾網(wǎng)進(jìn)入以從擠出物中移除雜質(zhì)。使獲得的純化的熔化塑料進(jìn)入模具，其可以產(chǎn)生所需產(chǎn)物的所需形狀。
[0027]在一個(gè)實(shí)施方式中，獲得具有均勻直徑的熔化塑料的長(zhǎng)空心線束然后通常用水浴將其冷卻。將線束切成所需尺寸的球粒并通過(guò)振動(dòng)器將其分離。將尺寸受控的球粒收集起來(lái)并以顆粒形式裝袋。
[0028]在又一實(shí)施方式中，測(cè)試球粒顆粒的拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)特性、顏色深淺、油墨可接受性和其他特性。
[0029]本發(fā)明主題的另一實(shí)施方式進(jìn)一步提供了由本發(fā)明主題的回收塑料聚合物球粒顆粒制造的物品。高質(zhì)量的回收球粒顆粒用于制造具有比傳統(tǒng)回收管質(zhì)量改進(jìn)的塑料管。制成的塑料管可應(yīng)用于多種管包裝應(yīng)用，如鞋油、油應(yīng)用、洗手用品、洗臉用品等。
[0030]用于回收塑料廢棄物的方法有助于環(huán)境保護(hù)，是生態(tài)友好的并減少碳排放。
[0031]本發(fā)明進(jìn)一步提供了基于選擇的編碼/識(shí)別系統(tǒng)，將工業(yè)化后和消費(fèi)后的塑料管分組的簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)的方法。本發(fā)明可用來(lái)純化可在擠出機(jī)操作環(huán)境中方便地工作的多種聚合物。如所述，所公開(kāi)的方法特別適于從工業(yè)化使用后的廢料中重新獲得回收的純化塑料。
[0032]在一個(gè)實(shí)施方式中，物品可由回收的塑料材料制成。在另一實(shí)施方式中，由回收塑料材料制成的物品是工業(yè)化后回收的(IPR)塑料管、吹塑瓶和托盤(pán)。
[0033]在一個(gè)實(shí)施方式中，圖1是擠出準(zhǔn)備用于本發(fā)明的回收塑料材料中的純化的塑料顆粒的制造方法100的示例性描述。方法100包括從多種來(lái)源收集塑料廢料102，包括但不限于運(yùn)行塑料管道操作、消費(fèi)后的廢棄物、工業(yè)化后的廢棄物。在模塊104，方法100包括將廢棄物與以下形式收集的塑料廢料分離:聚合物套筒、平套肩管、膠版印刷管、絲網(wǎng)印刷管、熱箔管、團(tuán)塊、吹洗物、轉(zhuǎn)換物、啟動(dòng)材料等。此外，在模塊106中完成對(duì)分離廢棄物的清洗，其包括用常規(guī)方法洗滌和干燥。所有分離的潔凈廢棄物的研磨是在模塊108中通過(guò)高速研磨機(jī)(諸如廢料粉碎機(jī)、凝聚器、撕裂機(jī)、造粒機(jī)等)分別完成的。研磨法將分離的廢棄物轉(zhuǎn)化成均勻尺寸的細(xì)小珠?；虮∑?。模塊110是將珠?；虮∑霐D出生產(chǎn)線，所述擠出生產(chǎn)線具有通氣式擠出機(jī)作為其一部分。擠出生產(chǎn)線將珠粒熔化并將其轉(zhuǎn)化成熔化的塑料材料。在此階段熔化的塑料可能具有一些雜質(zhì)。在模塊112中發(fā)生熔化的塑料的真空通氣，其中擠出生產(chǎn)線的通氣式擠出機(jī)將通氣并從熔化的塑料中去除雜質(zhì)諸如氣體、油墨、清漆、標(biāo)記。在一個(gè)實(shí)施方式中，通氣式擠出機(jī)可以是透明的通氣式擠出機(jī)(see-through ventingextruder)0此外，在真空通氣之后，在模塊114中獲得無(wú)雜質(zhì)的熔化的塑料，這種熔化的塑料的擠出發(fā)生在擠出生產(chǎn)線中并且獲得熔化的塑料的較長(zhǎng)的薄線束作為模塊114的輸出。在模塊116中，線束的冷卻是在水床或任何其他通常已知方法的幫助下完成的。在冷卻之后，將線束切成球粒形式。在模塊118中發(fā)生的是通過(guò)振動(dòng)將球粒分離，其中獲得不同尺寸和質(zhì)量的顆粒作為振動(dòng)的輸出。在模塊120中，完成顆粒的包裝以進(jìn)一步用于制造回收的純化顆粒的塑料材料。
[0034]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，以上方法包括使用方法100由塑料廢料獲得精制的、純化的顆粒120。獲得的顆?？捎糜谥圃於喾N物品。這類物品的非限制性實(shí)施例是工業(yè)化后回收的(IPR)塑料管、吹塑瓶、托盤(pán)等。
[0035]本發(fā)明主題之前描述的版本和它的等效物具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括以下描述的那些:
[0036]1.本發(fā)明主題提供了具有良好拉伸強(qiáng)度和其他技術(shù)特性的高質(zhì)量回收塑料。
[0037]2.本發(fā)明主題增強(qiáng)了該方法的生態(tài)友好性。
[0038]3.回收塑料可用于多種應(yīng)用。
[0039]4.減少工業(yè)的碳排放。[0040]5.節(jié)約了工業(yè)化使用后廢棄物的排放費(fèi)用。
[0041]6.通過(guò)重復(fù)使用工業(yè)化后的廢棄物創(chuàng)造收入。
[0042]7.由于塑料廢棄物垃圾填埋的減少，減少了土地、空氣和水污染。
[0043]雖然已經(jīng)參照其某些優(yōu)選實(shí)施方式非常詳細(xì)地描述了本發(fā)明主題，但是其他實(shí)施方案也是可能的。這樣，本發(fā)明主題的精神和范圍不應(yīng)限于其中包括的優(yōu)選實(shí)施方式的描述。
【權(quán)利要求】
1.一種用于回收塑料廢棄物的方法，包括: 將從不同來(lái)源收集的塑料廢棄物分離，隨后清洗分離的塑料廢棄物以獲得分離的清潔廢棄物； 研磨所述分離的清潔廢棄物以獲得磨碎的廢棄物； 將所述磨碎的廢棄物引入擠出生產(chǎn)線以獲得熔化的塑料，所述擠出生產(chǎn)線具有通氣式擠出機(jī)組件作為其一部分；以及 通過(guò)將所述熔化的塑料真空通氣將雜質(zhì)移除以獲得無(wú)雜質(zhì)的回收塑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 獲得所述無(wú)雜質(zhì)的回收塑料作為具有均勻直徑的熔化的塑料的長(zhǎng)空心線束；以及 將所述線束冷卻并切成回收塑料材料的球粒形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述塑料廢棄物是從選自運(yùn)行的塑料管道操作、工業(yè)化使用后的塑料或消費(fèi)者使用后的塑料的來(lái)源中收集的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述塑料廢料包括選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)或聚苯乙烯(PS)的樹(shù)脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述清洗分離的塑料廢棄物是通過(guò)用水和含有約2%氫氧化鈉的水多次清洗來(lái)完成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述研磨分離的潔凈廢棄物是通過(guò)使用廢料粉碎機(jī)、凝聚器、撕裂機(jī)或造粒機(jī)來(lái)完成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述通氣式擠出機(jī)組件是透明的。
8.由權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的回收塑料材料制成的物品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的物品，其中所述物品是工業(yè)化后回收的(IPR)塑料管、吹塑瓶和托盤(pán)。
【文檔編號(hào)】B29B9/14GK103619553SQ201280030727
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月20日
【發(fā)明者】納塔拉森·塞瑟, 錢德拉謝卡爾·拉姆錢德拉·阿比安卡爾, 姆里納爾·坎蒂·班納吉 申請(qǐng)人:愛(ài)索爾包裝有限公司