Способ регенерации материала из полиэтилена высокой плотности (пэвп) путем термического сплавления и регенерированные продукты из пэвп
Изобретение относится к способу регенерации использованных материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем термического сплавления. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем термического сплавления, включающий стадии: измельчения использованных контейнеров из ПЭВП; хранения измельченного материала в биг-бэг мешках; введения измельченного материала в контейнер для промывки; промывки измельченного материала нейтральным биологически разлагающимся обезжиривающим средством, причем продолжительность промывки равна от 10 до 14 мин; ополаскивания измельченного материала чистой водой, при этом стадия ополаскивания продолжается от 1 до 3 мин; хранения чистого измельченного материала в биг-бэг мешках; введения за один раз чистого и сухого измельченного материала в пресс-форму печи для термического сплавления; спекания материала в печи для термического сплавления в течение 1 мин при температуре 170°C, а в течение следующих 7 мин при температуре в диапазоне от 170°C до 180°C и получения ламинированного продукта; извлечения ламинированного термически сплавленного продукта из печи для термического сплавления; прессования ламинированного термически сплавленного продукта; и извлечения ламинированного продукта в форме планшета. Технический результат - прямое получение различных регенерированных продуктов из ПЭВП и обеспечение возможности рецикла ПЭВМ. 2 н. и 22 з.п. ф-лы.
Настоящее изобретение относится к способу регенерации использованных материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем термического сплавления.
С помощью этого способа регенерации получают продукты, обладающие особыми характеристиками, и можно получить ламинированные продукты или продукты в форме формованного блока. Указанные продукты в дополнение к благоприятным для окружающей среды характеристикам обладают свойствами, которые отличают их от продуктов, полученных из нового сырья, и от регенерированных продуктов, что представляет собой удивительное и неожиданное преимущество по сравнению с имеющимися в настоящее время.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ясно, что за последние сто лет во всем мире происходило постоянное развитие человека, причем указанное развитие происходило в самых широких областях, таких как социальное развитие, промышленное развитие и технологическое развитие. Однако большое количество промышленных и социальных достижений привели к последствиям, которые отразились на самом социальном развитии. Убедительно установлено, что промышленное развитие привело к загрязнениям, которые в течение длительного времени не считались важным обстоятельством, влияющим на жизнь людей. Значительный технологический прогресс привел к социальному развитию, которое в то время не рассматривалось. Примечателен значительный рост населения в важных городах, первоначально вследствие необходимости соответствия рабочей силы этому промышленному развитию. Однако это промышленное и социальное развитие привело к техническим требованиям к комфорту и условиям жизни людей, хотя, парадоксально, что такая необходимость в комфорте и условиях жизни привела к большим затруднениям в самих условиях жизни людей.
Несомненно, все развитие человечества привело к вредным явлениям, которые разным образом повлияли на жизнь людей, таким как загрязнение воздуха, загрязнение воды, шумовое загрязнение, загрязнение твердыми отходами и др. Конкретным элементом является значительное увеличение количества полимерных материалов и изготовление различных продуктов из указанных полимерных материалов, что, с одной стороны, привело к обеспечению ежедневного комфорта для людей, но, с другой стороны, удаление указанных продуктов из полимерных материалов привело к значительным экологическим проблемам.
В последние десятилетия разработка и использование полимерных материалов, обычно известных, как пластические материалы, не стало только полезным, оно также привело к значительному увеличению количества образующихся отходов. Последнее обусловлено разными причинами, в число которых входят: использование продуктов с небольшим сроком службы, которые быстро выбрасываются потребителями; по оценкам около 50% изготовленных пластических материалов используются однократно, от 20% до 25% используются в строительных работах и остальное при изготовлении других продуктов, таких как электроника, мебель и автомобили. Пластическими материалами, которые в наибольшем количество содержатся в отходах, являются полиэтилен (ПЭ) и полиэтилентерефталат (ПЭТ), поскольку они в наибольшем количество применяются в контейнерах и упаковке.
В широком диапазоне полимерных материалов, несомненно, полиэтилен (ПЭ), вероятно, является самым популярным в мире пластическим материалом.
Полиэтилен является полимером, который образуется полимеризацией этилена.
Полиэтилен был открыт британскими химиками в 1933 г. Первоначальное применение полиэтилена было основано на его превосходных электрических характеристиках; в основном по этой причине его использовали в качестве изолятора в подводных кабелях и в качестве покрытия для других проводников и в этой области использовалось наибольшее количество изготовленного материала. До 1949 г. специалисты в данной области техники полагали, что этилен может полимеризовать только при высоком давлении; однако от 1949 до 1955 г. исследователь Карл Циглер разработал совершенно революционный процесс получения полиэтилена при нормальном давлении. В основном указанный процесс заключался во введении этилена в суспензию в масле этилата алюминия и содержащего титан сложного эфира, в этом случае этилен полимеризуется с выделением тепла и образует макромолекулярный продукт. В этом новом процессе Карла Циглера более 100000 мономеров могут связаться в макромолекулу, что является крупным достижением, поскольку в методике высокого давления в макромолекулу могут связаться лишь 2000 мономеров.
Полиэтиленовые материалы по их плотности можно разделить на
следующие:
- полиэтилен низкой плотности (ПЭНП)
- линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)
- полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)
- обладающий высокой молекулярной массой полиэтилен высокой плотности
(ВММ-ПЭВП)
- обладающий сверхвысокой молекулярной массой полиэтилен (СВММПЭ).
Однако чаще наиболее популярными полиэтиленовыми материалами являются полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП).
Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) впервые был разработан, как материал, такой как пленка для упаковки. В 1964 г. его начали использовать для изготовления бутылок для молока. Благодаря важным преимуществам в цене и химической и механической стойкости по отношению к другим продуктам, обусловленным его характеристиками, его применение в различных областях резко расширилось.
Полиэтилен высокой плотности обычно получают с молекулярной массой, которая находится в диапазоне от 200000 до 500000, но может быть и большей. Он представляет собой неразветвленный полимер с линейной цепью. Он тверже, прочнее и немного тяжелее, чем полиэтилен низкой плотности, но менее эластичен. ПЭВП представляет собой полупрозрачный материал, отличающийся жесткостью и сопротивлением излому, он дешев, его легко формовать и используется для изготовления большинства бутылок для молока, воды и сока.
В настоящее время ПЭВП широко используется в разных областях промышленности. Так, более половины используется для изготовления контейнеров, крышек и упаковки; другой обширной областью является формованные домашние принадлежности и игрушки; также важным является применение для изготовления труб и кабелей. Его использование для упаковки расширяется вследствие его низкой стоимости, гибкости, долговечности, способности выдержать процесс стерилизации и стойкости ко многим химикатам. Из числа многих других продуктов, в которых используется ПЭВП, можно отметить бочки для смазочных масел и для органических растворителей, ручки для режущих инструментов, газовые резервуары, пластмассовые пакеты и игрушки. Его также используют для изготовления листов.
Ясно, что изготовление материалов и продуктов из ПЭВП приводит к образованию отходов, которые во многих случаях выбрасывают на свалки. По этой причине важна возможность регенерации пластических материалов в целом.
Повторно использующиеся контейнеры, изготовленные из ПЭВП, применяют для моющих средств, моторных масел, контейнеров для бытовых отходов, резервуаров, труб, промышленных поддонов, конусов для дорожных ограждений и т. п.
Регенерация пластических материалов важна для области твердых отходов.
Регенерация является процессом, с помощью которого используют отходы и получают новые продукты.
Таким образом, с помощью регенерации можно до некоторой степени обеспечить охрану окружающей среды, поскольку:
- Сохраняются природные ресурсы.
- Исключаются источники загрязнения.
- В промышленности экономится энергия и снижаются производственные расходы.
- В муниципалитетах снижаются расходы на сбор, транспортировку и заключительное удаление отходов.
- Увеличивается срок службы свалок.
- Создаются рабочие места.
Для регенерации любого материала, содержащегося в отходах, должна существовать возможность его переработки в ценное и чистое сырье. Затем это сырье необходимо превратить в продукт. Затем указанный продукт необходимо превратить в источник дохода и распределить.
Регенерация пластических продуктов включает их извлечение и переработку, когда истечет срок их службы, т. е. когда их выбрасывают, так чтобы их можно было использовать для новых целей. Воздействие полученных пластических материалов на окружающую среду весьма существенно, поскольку они обладают следующими характеристиками:
- Их стойкость к разложению приводит к накоплению на свалках.
- Пластические материалы могут содержать различные добавки, такие как стабилизаторы, упрочняющие агенты, пластификаторы и т. п., которые могут оказывать собственное воздействие на окружающую среду.
- Их низкая плотность приводит к более сильному визуальному воздействию и может увеличить стоимость их сбора и транспортировки.
Поэтому, регенерация важна по многим причинам и наряду с указанными важными причинами обычно отмечают, что это полезно для окружающей среды, поскольку она приводит к уменьшению количества отходов. Несмотря на понимание преимуществ регенерации, значительная часть пригодных для регенерации материалов все еще попадает на свалки.
Как и другие пригодные для регенерации материалы, ПЭВП обладает важными преимуществами в случае регенерации, например:
- при регенерации ПЭВП пластический материал удаляют из потока отходов и это означает, что можно уменьшить расходы по удалению отходов на свалки;
- регенерация ПЭВП создает средства для генерации прибыли от материала, который удаляют из потока отходов, который направляется на свалку отходов;
- регенерация ПЭВП может способствовать обеспечению безопасности и чистоты рабочих мест, на которых используются продукты из ПЭВП.
- Прибыльнее получать продукт из регенерированного ПЭВП, чем из "новых" пластических материалов.
ПЭВП без затруднений принимают в большинстве центров регенерации во всем мире, поскольку он является одним из самых легких для регенерации пластических материалов. Большинство компаний по регенерации собирают выброшенные продукты из ПЭВП и могут направлять их на большие предприятия для переработки. В настоящее время методики, использующиеся для регенерации ПЭВП, включают классификацию и отделение материала для удаления нежелательных отходов, так что обрабатывают только ПЭВП. Затем материал из ПЭВП измельчают и плавят при высокой температуре и в результате регенерации можно получить два типа конечных продуктов, первый находится в форме пеллет, которые затем можно использовать для получения других продуктов; и вторым может быть продукт, полученный экструзией и раздувом, с помощью которых изготавливаются в основном контейнеры для моющих средств или моторных масел. Вкратце, регенерацию ПЭВП в настоящее время проводят с помощью двух технологий: (i) экструзии; и (ii) раздува.
В заявке на патент US 2004241473 описан способ регенерации ПЭВП, в котором используют комбинацию двух указанных выше технологий, т. е. выброшенный материал ПЭВП направляют на переработку путем экструзии - раздува-формования, с помощью которой можно изготовить топливные баки или трубы.
В испанской публикации ES 2385105 описан способ предварительной обработки и восстановления регенерируемого полиолефинового пластического материала в форме полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), полипропилена (ПП) или смеси этих пластических материалов, материал, находящихся в форме стружки из измельченных упаковок или гранул, обрабатываемый пластический материал нагревают и одновременно кристаллизуют, сушат и/или очищают по меньшей мере в одном контейнере для сбора или проведения реакции при непрерывном перемешивании для предварительной обработки и восстановления пластического материала.
Материал нагревают при заданной температуре (от 50°C до 130°C в случае ПЭВП) и затем перемешивают и кристаллизуют; в заключение, материал направляют в экструдер или обрабатывают для превращения в пеллеты.
Таким образом, в предшествующем уровне техники не имеется и не предложен способ термического сплавления для регенерации ПЭВП, такой как описанный в настоящем изобретении. Способ, предлагаемый в настоящем изобретении, обеспечивает практичное, экономичное и инновационное решение задачи регенерации ПЭВП, поскольку в нем используется простая технология операций и не требуется крупное и дорогостоящее оборудование для кристаллизации и/или экструзии. Кроме того, способ обеспечивает прямое получение различных регенерированных продуктов из ПЭВП, которые получают в той же пресс-форме печи для термического сплавления, и, в заключение, обладающих характеристиками и физическими параметрами, которые невозможно обеспечить с помощью известных способов регенерации ПЭВП.
Форма, физические и химические характеристики, внешний вид и стоимость регенерированных продуктов из ПЭВП, полученных способом термического сплавления, предлагаемым в настоящем изобретении, обеспечивают удивительные неожиданные преимущества по сравнению с описанными в предшествующем уровне техники.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем термического сплавления, который включает стадии:
- измельчения использованных контейнеров из ПЭВП;
- хранения измельченного материала в биг-бэг мешках;
- введения измельченного материала в контейнер для промывки;
- промывки измельченного материала биологически разлагающимся
обезжиривающим средством;
- ополаскивания измельченного материала чистой водой;
- хранения чистого измельченного материала в биг-бэг мешках;
- введения чистого и сухого измельченного материала в печь для термического
сплавления;
- спекания материала путем термического сплавления при специальных
условиях;
- извлечения термически сплавленного продукта из печи для термического
сплавления;
- прессования термически сплавленного материала; и
- извлечения формованного продукта.
В настоящем изобретении также раскрыт ламинированный продукт в форме планшета, который состоит из регенерированного ПЭВП и обладает верхней поверхностью и противолежащей нижней поверхностью.
Настоящее изобретение также относится к продукту в форме блока, который состоит из регенерированного ПЭВП может обладать разными ровными и/или неровными поверхностями.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для лучшего понимания настоящего изобретения должны быть понятны значения следующих выражений:
Термическое сплавление: соответствует молекулярному сплавлению при высокой температуре, когда расплавленные части сливаются в один кусок.
Контейнер: объекты или принадлежности, которые обладают полостью, которая обеспечивает введение жидкостей, твердых элементов или даже газов в соответствии с их характеристиками. То, что можно считать контейнерами, представляют собой самые разные объекты различных форм и размеров, и образованные из всех типов материалов; хотя в настоящем случае рассматриваются только образованные из пластического материала.
Биг-бэг мешок: эластичный контейнер, использующийся для хранения и/или упаковки различных продуктов или материалов; в настоящем изобретении нем хранят измельченный ПЭВП. Его вместимость зависит от потребности, но может находиться в диапазоне от 500 до 2000 кг.
Ламинированный продукт: продукт, обладающий плоскими поверхностями и определенной длиной, шириной и толщиной, включая две противолежащие поверхности.
Настоящее изобретение относится к способу регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем термического сплавления, с помощью которого можно получить продукты, изготовленные из регенерированного ПЭВП, которые обладают собственными характеристиками, недоступными в предшествующем уровне техники, такие как, например, ламинированные продукты в форме планшета или продукты в форме блоков с разными ровными или неровными поверхностями.
В известных способах регенерации материалов из ПЭВП включают экструзию материала в качестве основного элемента, что ограничивает тип продукта, который можно изготовить известными способами регенерации. В действительности, продукты, изготовленные из регенерированного ПЭВП, которые доступны в настоящее время, ограничиваются только пеллетами для вторичного применения и контейнерами для моющих средств, моторных масел и мусора. В настоящем изобретении описаны продукты, изготовленные прямо в способе регенерации ПЭВП путем термического сплавления.
Регенерированные продукты из ПЭВП, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают характеристиками, которые не обнаруживаются у других материалов из ПЭВП, изготовленных другим способом. Так, продукты, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают следующими характеристиками:
- Заменяемостью: возможно использование регенерированного материала в случаях, когда можно было использовано новый материал, т.е. использовать без расхода имеющихся природных ресурсов.
- Долговечностью: долговечность продукта может составлять до 600 лет.
- Текстурируемостью: по меньшей мере одна из поверхностей продукта может обладать определенной текстурой.
- Универсальностью: их можно использовать для внутренних и наружных целей.
- Водостойкостью: поскольку они являются полимерами, на них не действует вода, они являются водонепроницаемыми.
- Температура: они выдерживают колебания температуры окружающей среды .
- Стойкостью к изменениям атмосферы: на их структуру или форму не влияют изменения состояния атмосферы.
- Ударопрочностью: их высокая механическая прочность позволяет переносить прямые удары.
- Антибактериальностью: их инертная поверхность не приводит к размножению бактерий.
- Легкостью очистки: их высокая химическая и механическая стойкость позволяет легко очистить поверхность.
- Являются изоляторами электрического тока: поскольку они являются очень плохо проводящими электрический ток материалами, их используют в качестве изоляторов электрического тока.
- Они не меняют цвет: они не подвержены изменению цвета или текстуры .
- Устойчивость к воздействию спиртов, кетонов, смазок и масел: это обусловлено их химической стойкостью.
- Нетоксичностью.
После повторных и успешных испытаний разработан способ термического сплавления для регенерации использованных материалов из ПЭВП. Технически термическое сплавление является процедурой, с помощью которой обеспечивается молекулярное сплавление по меньшей мере двух кусков или продуктов с образованием одного единственного куска. Процедуру термического сплавления проводят при регулируемых температуре и давлении и длительность процедуры зависит от типа получаемого продукта.
В настоящем изобретении полный способ регенерации материалов из ПЭВП в основном проводят с помощью термического сплавления.
Логически способ регенерации начинается со сбора использованных материалов; после сбора материала из ПЭВП технически начинает осуществляться способ, предлагаемый в настоящем изобретении, который в общих чертах включает следующие стадии:
1. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ:
Необходимое количество бутылок из ПЭВП вводят в дробильную машину для получения кусков размером 1x1 см и максимально 10x10 см, которые затем хранят в биг-бэг мешках, которые могут вмещать до 1 т.
2. ПРОМЫВКА, ОПОЛАСКИВАНИЕ И СУШКА:
Следующей стадией является промывка, на которой используют 25% биологически разлагающегося обезжиривающего средства в 20 л воды. Эта процедура должна продолжаться от 10 до 14 мин. Ее технические условия непосредственно связаны с фазой покоя, которая обеспечивает воздействие химиката прямо на пластический материал,
пока он полностью не очистится от загрязнений. После ополаскивания чистой водой в течение от 1 до 3 мин пластический материал поступает в промышленный фильтр, действующий качестве осушителя, двигатель которого вращается со скоростью, равной 80 км/ч, в течение от 1 до 3 мин. После этого измельченный материал готов для хранения в другом биг-бэг мешке для направления на стадию спекания.
3. СПЕКАНИЕ:
Количество подвергающегося спеканию материала зависит от получаемого объекта. Это количество меняется от такого количества, которое необходимо для получения объекта и сразу направляется в пресс-форму (ламинированные продукты); или до одной трети оцененного количества, которое сразу необходимо для конкретного объекта, вводимого в три стадии (продукты в форме блоков). Печь, если она является газовой печью, необходимо включить за 1 ч до введения материала; если печь является электрической ее необходимо включить за 30 мин до введения материала, в обоих случаях должна установиться температура, равная от 150°C до 158°C. Для ламинированных продуктов материал вводят в пресс-форму за один раз и через 1 мин температуру печи повышают до 170°C; в течение следующих 7 мин эта температура должна находиться в диапазоне от 170°C до 180°C. Затем продукт извлекают из печи.
Для продуктов в форме блоков, с другой стороны, материал вводят в пресс-форму тремя равными частями, каждую в свое время; таким образом обеспечивается стабильность материала. Первый слой выдерживают в течение 8 мин, второй вводят через 4 мин и третий вводят через 3 мин, полное время равно 15 мин. Также задают температуры печи для каждого из этих периодов: через 1 мин температуру печи повышают до 170°C; при втором и третьем введениях (эквивалентно двум и трем третям материала) температуру не меняют и она должна находиться в диапазоне от 170°C до 180°C. В этот момент термически сплавленный регенерированный продукт ПЭВП извлекают из печи для направления на следующую стадию: прессование. Одновременно в случае ламинированных продуктов и в случае продуктов в форме блоков печь держат открытой в течение 10 с, при этом температура снижается до диапазона от 150 °C до 158°C и печь готова для проведения новой операции.
4. ПРЕССОВАНИЕ:
Не позже, чем через 10 с после извлечения из печи продукт должен поступить в гидравлический пресс. Для ламинированных продуктов, прессование проводят в течение 5 с и продукты подвешивают на "T-образную" часть пресса и затем на 3 - 5 мин погружают в воду, которая должна быть холодной с температурой, близкой к 5°C. Затем пресс-форму открывают и ламинированную пластину извлекают. Для продуктов в форме блоков схема подвешивания меняется; так, в случае ламинированных продуктов подвешивание проводят от поверхности к дну пресс-формы, для продуктов в форме блоков подвешивают за стороны пресс-формы, поскольку чем больше объем, тем труднее извлечь продукт из пресс-формы.
Затем продукт погружают в воду при такой же температуре, но на 5 - 10 мин, чтобы он был готов для извлечения из пресс-формы.
На практике способ, предлагаемый в настоящем изобретении, можно осуществить последовательно путем указанных ниже действий.
Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем термического сплавления, который включает стадии :
- измельчения отходов ПЭВП;
- хранения измельченного материала в биг-бэг мешках;
- введения измельченного материала в контейнер 5 для промывки;
- промывки измельченного материала биологически разлагающимся обезжиривающим средством;
- ополаскивания измельченного материала чистой водой;
- хранения чистого измельченного материала в биг-бэг мешках;
- введения чистого и сухого измельченного материала в печь для термического сплавления;
- спекания материала путем термического сплавления при специальных условиях;
- извлечения термически сплавленного продукта из печи для термического сплавления;
- прессования термически сплавленного материала; и
- извлечения формованного продукта.
В способе регенерации полиэтиленовых материалов высокой плотности, предлагаемом в настоящем изобретении, использованными материалами из ПЭВП могут быть контейнеры, листы или сетки, и при проведении стадии измельчения использованные материалы из ПЭВП вводят в дробильную машину, измельчают до размеров, равных примерно от 1x1 см до 10x10 см; после измельчения материала его переносят в биг-бэг мешки, которые могут вмещать до 1 т измельченного материала.
В способе регенерации полиэтиленовых материалов высокой плотности, предлагаемом в настоящем изобретении, использующееся на стадии промывки измельченного материала биологически разлагающееся обезжиривающее средство является нейтральным и время промывки составляет от 10 до 14 мин, стадии ополаскивания продолжаются от 1 до 3 мин. Стадию сушки проводят с помощью промышленного фильтра, действующего в качестве осушителя, двигатель которого вращается со скоростью, эквивалентной 80 км/ч, и она продолжается от 1 до 3 мин.
В способе регенерации полиэтиленовых материалов высокой плотности, предлагаемом в настоящем изобретении, количество чистого, сухого измельченного материала, вводимого в печь для термического сплавления, зависит от типа получаемого продукта. В случае ламинированных продуктов вводят такое же количество измельченного материала, которое необходимо для получения конечного продукта. В случае продуктов в форме блоков или особых продуктов вводят одну треть от полного количества измельченного материала, которое необходимо для получения конечного продукта.
В способе регенерации полиэтиленовых материалов высокой плотности, предлагаемом в настоящем изобретении, если на стадии спекания используют печь для термического сплавления, работающую на газе, указанную печь следует включить примерно за 1 ч до введения измельченного материала. Если на стадии спекания используют электрическую печь для термического сплавления, указанную печь следует включить примерно за 30 мин до введения измельченного материала. Независимо от типа использующейся печи при введении измельченного материала в камере печи для термического сплавления должна быть установлена температура, равная от 150°C до 158°C. Для получения ламинированного продукта измельченный материал вводят в пресс-форму печи за один раз и через 1 мин температуру печи повышают до 170°C, в течение следующих 7 мин указанная температура находится в диапазоне от 170°C до 180°C; в заключение ламинированный продукт извлекают из печи. Если получают продукт в форме блока, то измельченный материал вводят по отдельности тремя равными частями измельченного материала, каждую из указанных частей в заданное время, где первый слой материала, эквивалентный одной трети от количества, по оценке необходимого для получения продукта, выдерживают в печи в течение 8 мин, второй слой вводят в ту же пресс-форму, которая содержит первый слой, и подвергают термическому сплавлению в течение 4 мин, и затем вводят третий слой, который оставляют для термического сплавления на 3 мин; температуры печи, соответствующие каждому периоду времени, поддерживают такими, чтобы через 1 мин температура печи повысилась до 170°C; во второй и третьей операциях, эквивалентных введению двух и трех третей материала, температуру не меняют и она находится в диапазоне от 170°C до 180°C; в заключение после извлечения термически сплавленного продукта из печи, указанную печь держат открытой в течение 10 с, при этом температура снижается до диапазона от 150°C до 158°C и таким образом печь готова для проведения новой операции.
В способе регенерации полиэтиленовых материалов высокой плотности, предлагаемом в настоящем изобретении, прессование термически сплавленного продукта проводят в гидравлическом прессе, соблюдая меры предосторожности, так чтобы термически сплавленный продукт после извлечения из печи не позже, чем через 10 с поступил в гидравлический пресс. В случае термически сплавленного ламинированного продукта его прессуют в течение 5 с и после прессования его подвешивают на "Т-образную" часть пресса и погружают в холодную воду при температуре, близкой к 5°C, на 3 - 5 мин, в заключение пресс-форму открывают и ламинированный продукт извлекают. С другой стороны, в случае термически сплавленного продукта в форме блока его прессуют в течение 60 с и после прессования его подвешивают за стороны пресс-формы и погружают в холодную воду при температуре, близкой к 5°C, на 5 - 10 мин, в заключение пресс-форму открывают и извлекают продукт в форме блока.
С другой стороны, в настоящем изобретении также защищены готовые продукты из ПЭВП, полученные способом регенерации, описанным выше. Они включают все типы продуктов, которые можно сформировать, такие как:
ламинированные продукты в форме планшетов разных размеров, продукты для кожухов оборудования для бурения в шахтах, трубы разных диаметров, орнаментальные и декоративные продукты, изолирующие продукты для электрических проводов и продукты любого другого типа, которые технически возможно разработать и изготовить.
Одним из важных применений, которые можно осуществить способом, предлагаемым в настоящем изобретении, является изготовление ламинированного продукта в форме планшета, который состоит из регенерированного ПЭВП и обладает верхней поверхностью и противолежащей нижней поверхностью; где обе поверхности могут быть ровными или по меньшей мере одна из поверхностей будет текстурированной. Длина и ширина указанного ламинированного продукта в форме планшета находятся в диапазоне от 5 см до 2000 см, квадратный планшет является предпочтительным продуктом и его размеры равны 60 см x 60 см.
Различные продукты, которые можно получить способом, предлагаемым в настоящем изобретении, но, в частности, ламинированный продукт в форме планшета могут быть одноцветными или могут быть многоцветными, и могут содержать прожилки разных цветов.
В случае получения продукта в форме блока он будет состоять из регенерированного ПЭВП и может обладать разными ровными и/или неровными поверхностями.
Как отмечено выше, все регенерированные продукты из ПЭВП, которые получают способом, предлагаемым в настоящем изобретении, будут обладать качествами, которые делают их отличающимися от других продуктов из иных материалов или других продуктов из такого же нового материала, таки ми как:
долговечность, текстурируемость, универсальность, водостойкость, стойкость к изменениям температуры, стойкость к изменениям атмосферы, высокая механическая прочность, антибактериальность, легкость очистки, химическая стойкость, способность быть изоляторами электрического тока и нетоксичность.
Все эти качества являются техническими преимуществами по сравнению с регенерированными продуктами, известными в предшествующем уровне техники.
Приведенный выше перечень продуктов не следует считать ограничивающим для получения продуктов способом, предлагаемым в настоящем изобретении, все эти продукты, которые можно получить способом регенерации ПЭВП путем термического сплавления следует считать частью настоящего изобретения.
1. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем термического сплавления, включающий стадии:
- измельчения использованных контейнеров из ПЭВП;
- хранения измельченного материала в биг-бэг мешках;
- введения измельченного материала в контейнер для промывки;
- промывки измельченного материала нейтральным биологически разлагающимся обезжиривающим средством, причем продолжительность
промывки равна от 10 до 14 мин;
- ополаскивания измельченного материала чистой водой, при этом стадия ополаскивания продолжается от 1 до 3 мин;
- хранения чистого измельченного материала в биг-бэг мешках;
- введения за один раз чистого и сухого измельченного материала в пресс-форму печи для термического сплавления;
- спекания материала в печи для термического сплавления в течение 1 мин при температуре 170°C, а в течение следующих 7 мин при температуре в диапазоне от 170°C до 180°C и получения ламинированного продукта;
- извлечения ламинированного термически сплавленного продукта из печи для термического сплавления;
- прессования ламинированного термически сплавленного продукта; и
- извлечения ламинированного продукта в форме планшета.
2. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 1, в котором для проведения стадии измельчения использованный ПЭВП вводят в дробильную машину.
3. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 2, в котором материалы измельчают до размеров, равных примерно от 1x1 см до 10x10 см.
4. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 1, в котором каждый биг-бэг мешок может вмещать до 1 т измельченного материала.
5. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 1, в котором стадию сушки проводят с помощью промышленного фильтра, действующего в качестве осушителя, двигатель которого вращается со скоростью, эквивалентной 80 км/ч.
6. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 5, в котором стадия сушки продолжается от 1 до 3 мин.
7. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 1, в котором, если на стадии спекания используют газовую печь для термического сплавления, указанную печь для термического сплавления необходимо включить примерно за 1 ч до введения измельченного материала.
8. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 1, в котором, если на стадии спекания используют электрическую печь для термического сплавления, указанную печь необходимо включить за 30 мин до введения в нее измельченного материала.
9. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 7 или 8, в котором в камере печи для термического сплавления при введении измельченного материала должна установиться температура, равная от 150 °C до 158 °C.
10. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 1, в котором после извлечения термически сплавленного продукта из печи указанную печь держат открытой в течение 10 с, температура снижается до диапазона от 150 °C до 158 °C, таким образом делая печь готовой для проведения новой операции.
11. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 1, в котором прессование термически сплавленного продукта проводят в гидравлическом прессе.
12. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 11, в котором термически сплавленный продукт после извлечения из печи не позже чем через 10 с направляют в гидравлический пресс.
13. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 11, в котором ламинированный термически сплавленный продукт прессуют в течение 5 с.
14. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 13, в котором ламинированный термически сплавленный продукт после прессования подвешивают на "T-образную" часть пресса и погружают в холодную воду при температуре, близкой к 5°C, на 3-5 мин, в заключение пресс-форму открывают и извлекают ламинированный продукт.
15. Способ регенерации материалов из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) по п. 1, в котором использованными материалами из ПЭВП могут быть контейнеры, листы или сетки.
16. Регенерированный продукт из ПЭВП, который получен путем термического сплавления способом регенерации по п. 1.
17. Регенерированный продукт из ПЭВП по п. 16, который представляет собой ламинированный продукт в форме планшета, обладающий верхней поверхностью и противолежащей нижней поверхностью.
18. Регенерированный продукт из ПЭВП по п. 17, в котором обе поверхности являются ровными.
19. Регенерированный продукт из ПЭВП по п. 18, в котором по меньшей мере одна из его поверхностей является текстурированной.
20. Регенерированный продукт из ПЭВП по п. 18, у которого длина и ширина находятся в диапазоне от 5 см до 2000 см.
21. Регенерированный продукт из ПЭВП по п. 20, у которого длина и ширина равны 60 см x 60 см.
22. Регенерированный продукт из ПЭВП по п. 18, который является одноцветным.
23. Регенерированный продукт из ПЭВП по п. 18, который является многоцветным.
24. Регенерированный продукт из ПЭВП по п. 18, который содержит прожилки разных цветов.
