PL203890B1 - Sposoby uwalniania zanieczyszczeń z podłoża poliestru oraz sposoby oddzielania poliestru od poli(chlorku winylu) i od aluminium - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób uwalniania zanieczyszczeń z podłoża poliestru, sposób oddzielania poliestru od poli(chlorku winylu) oraz sposób oddzielania poliestru od aluminium.

Stan techniki w dziedzinie wynalazku.

Poliestry są materiałami polimerowymi wytwarzanymi przez estryfikację wielozasadowych kwasów organicznych z kwasami wielowodorowymi. Być może najbardziej powszechnie wytwarzanym i stosowanym poliestrem jest poli(tereftalan etylenu) (PET), który można wytwarzać przez reakcję kwasu tereftalowego z glikolem etylenowym.

Poliestry są powszechnie stosowane we wzrastających ilościach do różnych aplikacji. Na przykład poliestry są powszechnie stosowane do wytwarzania wszystkich typów pojemników, takich jak pojemniki do napojów i żywności, błon fotograficznych, błon rentgenowskich, magnetycznych taśm rejestrujących, izolacji elektrycznej, chirurgicznych środków pomocniczych takich jak arterie syntetyczne, tkaniny i inne produkty tekstylne oraz inne liczne artykuły. Ponieważ poliestry można ponownie topić i ponownie formować, w toku jest wiele działań zmierzających do zawrócenia po użyciu do obiegu tak dużej ilości poliestru, jak to możliwe. Jednak zanim poliestry będą mogły być zawrócone do obiegu, konieczne jest oddzielenie poliestrów pokonsumenckich od innych produktów i materiałów, które można znaleźć zmieszane lub połączone z poliestrem. Na nieszczęście przy próbach oddzielania poliestru od innych materiałów odpadowych napotkano na wiele problemów. W szczególności wiele poprzednich sposobów nie pozwala na skuteczne lub ekonomiczne odzyskanie poliestru, kiedy zawarta jest w nim znaczna ilość zanieczyszczeń i substancji skażających. Większość dotychczasowych sposobów oddzielania poliestrów od innych materiałów ograniczała się do flotacyjnych technik oddzielania i mechanicznych sposobów oddzielania.

We flotacyjnych technikach oddzielania poliestry są oddzielane od innych materiałów na podstawie różnic gęstości. Na przykład materiały zawierające poliester można łączyć z wodą, w której jak wiadomo poliester tonie. Mniej gęste materiały, które unoszą się na powierzchni wody, mogą być łatwo oddzielane od zanurzonego poliestru. Ta procedura jest względnie prosta i bardzo skuteczna w oddzielaniu poliestrów od zanieczyszczeń o wyraź nie niskiej gęstości. Jednak flotacyjne techniki oddzielania nie mogą być stosowane, jeżeli poliester znajduje się w połączeniu z materiałami, które toną w wodzie lub które mają gęstości porównywalne z gęstością poliestru.

Na przykład poliester pokonsumencki jest typowo zmieszany z poli(chlorkiem winylu)(PVC) i aluminium, które nie s ą wypierane z wody. W rzeczywistoś ci PVC posiada gę stość, która jest bardzo podobna do gęstości PET i jest często mylnie identyfikowany jako PET. Zarówno aluminium jak i PVC muszą być oddzielone od poliestru przed jego ponownym stosowaniem. W szczególności, jeżeli PET i PVC są ponownie ze sobą stapiane, wytwarzają się gazy kwasu chlorowodorowego, które niszczą właściwości końcowego materiału z tworzywa sztucznego.

W przeszłości w celu oddzielenia PET od PVC za pomocą flotacyjnej techniki oddzielania w kąpieli o specjalnym ciężarze właściwym, próbowano zmodyfikować powierzchnię PVC tak, żeby PVC pływał w napowietrzonym medium. Na przykład w amerykańskim opisie patentowym 5,234,110 autorstwa Koblera w amerykańskim opisie patentowym nr 5,120,768 autorstwa Sissona ujawnione są różne sposoby oddzielania PET od płatków PVC. W tych sposobach powierzchnię płatków PVC traktuje się w taki sposób, ż e powierzchnia PVC moż e bardziej przylegać do pę cherzyków powietrza, kiedy umieszczona jest w medium wodnym. Jednak aby te procesy były wydajne, płatki muszą mieć wysoki stosunek pola powierzchni do objętości. W konsekwencji powyższe sposoby wykazują braki w oddzielaniu płatków PVC od PET, kiedy płatki PVC mają dużą objętość wewnętrzną.

Oprócz braków w oddzielaniu poliestrów od cięższych od wody zanieczyszczeń flotacyjne techniki oddzielania zawodzą również przy usuwaniu powłok, które zwykle przylegają do poliestru. Na przykład pojemniki poliestrowe są zwykle pokryte powłokami stanowiącymi barierę dla pary, powłokami saranu i/lub farbami.

Mechanicznymi sposobami odzyskiwania, jakie tu stosowano, są procesy przemywania stosowane do usunięcia warstw specjalnych spoiw i klejów z powłok poliestru bez zachodzącej między poliestrem i roztworem myjącym zasadnicze] reakcji. Na przykład opisy patentowe Stanów Zjednoczonych nr 5,286,465 i 5,366,998, obydwa autorstwa Schwartza, Jr. , i z których obydwa są tu dołączone jako odnośniki, ujawniają kompozycję i sposoby usuwania klejów, szczególnie żywic opartych na poli(halogenku winylidenu) i poli(halogenku winylu), z błon, takich jak błony fotograficzne. W jednym z rozwiązań błony poliestrowe miesza się z redukującym cukrem i zasadą w celu usunięcia

PL 203 890 B1 z błony polimerowych ż ywic kleją cych. Następnie dodaje się kwas w celu wytrącenia żywicy, którą następnie można oddzielić od błony poliestrowej.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych nr 4,602,046 autorstwa Busera i in. ujawnia sposób odzyskiwania poliestru z materiału odpadowego, takiego jak błona fotograficzna posiadająca podłoże poliestrowe i co najmniej jedną warstwę makrocząsteczkowego polimeru organicznego. Konkretnie, materiał odpadowy jest cięty lub rąbany na odrębne małe kawałki albo płatki i traktowany w alkalicznym roztworze wodorotlenku sodu przy zawartości ciał stałych wynoszącej co najmniej 25% objętościowych i w warunkach wysokiego ścinania. Materiał organicznej powłoki polimerowej jest usuwany z pł atków poliestru. Pł atki poliestru są nastę pnie oddzielane od materiał u powł oki polimerowej przez filtrację lub odwirowanie, płukane w wodzie i suszone. Odzyskane płatki poliestru mogą być stosowane jako zasilający materiał wyjściowy do wytwarzania błon filmowych, butelek lub innych artykułów poliestrowych. Sposób i aparatura do odzyskiwania srebra i tworzyw sztucznych ze zużytych błon filmowych są również ujawnione w Stanów Zjednoczonych nr 4,392,889 autorstwa Grouta. Zgodnie z tym sposobem zuż yta bł ona filmowa jest najpierw przecią gana przez ką piel korzystnie zawierają c ą gorący roztwór wodorotlenku sodu w celu wytrącenia srebra nałożonego na błonę. Następnie błonę filmową przeciąga się przez drugą kąpiel gorącego wodorotlenku sodu aż rozpuści się płytka klejąca rozmieszczona na błonie. Typowo płytka klejąca wykonana jest z poli(chlorku winylidenu), który przykleja srebro do błony filmowej. Po drugiej kąpieli wodorotlenku sodu błona jest suszona i dostępna do użytku.

Inne sposoby odzyskiwania poliestru z błon fotograficznych są ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3, 928,253 autorstwa Thorntona i in., w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3,652,466 autorstwa Hittela i in., w patencie Stanów Zjednoczonych nr 3,647,422 autorstwa Hittela i In., w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3, 873, 314 autorstwa Woo i in.

Jak wyżej przedstawiono, mechaniczne sposoby odzyskiwania są na ogół ograniczone do błon fotograficznych. Przy odzyskiwaniu błon fotograficznych odzyskuje się również srebro, co powoduje opłacalność sposobów. Mechaniczne sposoby odzyskiwania, chociaż są bardzo udane przy usuwaniu powłok typu emulsji znalezionych na błonach fotograficznych, na ogół nie są zadowalające przy usuwaniu innych typów powłok z poliestrów. Na przykład większość tych sposobów nie nadaje się do skutecznego usuwania niektórych powłok stanowiących barierę dla par, które są stosowane do poliestrów.

Inne substancje zanieczyszczające, które na ogół nie są usuwane z poliestrów za pomocą technik oddzielania flotacyjnego i sposobów odzyskiwania mechanicznego jak wyżej opisano, są wychwyconymi związkami organicznymi i nieorganicznymi. Te substancje zanieczyszczające obejmują na przykład benzynę, naftę, olej silnikowy, toluen, pestycydy i inne związki, które są absorbowane przez poliestry, kiedy umieszczone są w kontakcie z nimi. Jeżeli wychwycone związki organiczne i nieorganiczne nie są zasadniczo usunię te z materiał ów poliestrowych w czasie zawracania do obiegu, zawracane poliestry nie mogą być stosowane jako pojemniki do żywności lub jako pojemniki do napojów.

Z powodu wyż ej podanych braków w rozwią zaniach poprzednich sposobów wielkie iloś ci poliestrów są odrzucane i wyładowywane na wysypiska lub są spalane. Na nieszczęście nie tylko poliester nie jest ponownie używany, lecz materiały poliestrowe stwarzają problem związany z opanowaniem i usuwaniem odpadów.

Ostatnio sposoby odzyskiwania poliestru ze strumienia odpadów, zamieniły się z mechanicznych sposobów przemywania, w chemiczną przemianę poliestru w chemiczne składniki użytkowe. Na przykład w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych nr 5,958,987; 6,147,129; i 6,197,838, wszystkich autorstwa Schwartza, Jr., włączonych tu jako odnośniki, ujawnione są sposoby zawracania do obiegu poliestrów, w których część poliestrów jest zredukowana do ich pierwotnych reagentów chemicznych. Sposoby obejmują stadia łączenia materiałów poliestrowych z alkaliczną kompozycją do utworzenia mieszaniny. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury wystarczającej do przemiany powierzchni poliestru w sól alkaliczną wielozasadowego kwasu organicznego i poliol.

Wyżej opisane patenty stanowią wielki postęp w tej dziedzinie. Sposób według obecnego wynalazku ukierunkowany jest na dalsze ulepszenia sposobów zawracania poliestrów do obiegu.

Streszczenie wynalazku

Generalnie, sposób według wynalazku ukierunkowany jest na sposób oddzielania substratu poliestrowego (dolnej warstwy - podłoża) od różnych substancji zanieczyszczających i domieszek. Przedmiotem wynalazku jest sposób uwolnienia różnych zanieczyszczeń od podłoża poliestrowego, do którego substancje zanieczyszczające były przyłączone były tj. albo przyklejone albo wychwycone.

PL 203 890 B1

Tak więc pierwszym przedmiotem wynalazku jest sposób uwalniania zanieczyszczeń z podłoża poliestru obejmujący:

- połączenie materiał ów zawierają cych zanieczyszczony poliester z kompozycją alkaliczną do utworzenia szlamu; oraz

- mieszanie szlamu w wysokoenergetycznym mieszalniku, przy czym sposób polega na tym, że mieszalnik wysokoenergetyczny działa przy liczbie Froude'a większej od 4,2 tak, że powoduje zasadniczo całkowite pokrycie materiałów poliestrowych kompozycją alkaliczną i przekazuje materiałom energię wystarczającą do zmydlenia tylko części poliestru i spowodowania uwolnienia substancji zanieczyszczających z poliestru do szlamu.

Drugim aspektem wynalazku jest sposób uwalniania zanieczyszczeń z podłoża poliestru obejmujący:

łączenie materiałów zawierających zanieczyszczony poliester z kompozycją alkaliczną w ilości mniejszej od 10% wagowych materiałów poliestrowych, do utworzenia szlamu, przy czym kompozycja obejmuje co najmniej jeden wodorotlenek metalu w ilości stechiometrycznej wystarczającej do reakcji z częścią poliestru stanowiącą mniejszej niż 20% wagowych; oraz

- mieszanie szlamu w mieszalniku wysokoenergetycznym, przy czym mieszalnik wysokoenergetyczny działa przy liczbie Froude'a większej od 4,2 tak że powoduje zasadniczo całkowite pokrycie materiałów kompozycją alkaliczną oraz przekazanie energii materiałom tak, aby aktywować reakcję zmydlenia między wodorotlenkiem metalu i tylko częścią poliestru, przy czym w tej reakcji zanieczyszczenia uwalniane są z wymienionego poliestru, oraz reszta wodorotlenku metalu pozostająca w szlamie po reakcji jest niższa od 0,5% wagowego szlamu;

- ogrzewanie szlamu do pierwszej temperatury do wytworzenia suchego produktu zawierają cego podłoże poliestrowe zmieszane z wysuszonymi zanieczyszczeniami, przy czym pierwsza temperatura jest niższa od temperatury topnienia podłoża poliestrowego i wynosi od 120° do 170°C;

- ogrzewanie suchego produktu do drugiej temperatury, przy czym druga temperatura jest niż sza od temperatury topnienia poliestrowego podłoża i wynosi od 200°C do 240°C.

Trzecim przedmiotem wynalazku jest sposób oddzielania poliestru od poli(chlorku winylu) obejmujący:

- łączenie materiałów zawierających poliester i polichlorek winylu) z kompozycją alkaliczną zawierającą co najmniej jeden wodorotlenek metalu do utworzenia szlamu; oraz

- mieszanie szlamu w mieszalniku o wysokoenergetycznym, gdzie mieszalnik wysokoenergetyczny działa przy liczbie Froude'a większej od 4,2 tak, że powoduje zasadniczo całkowite pokrycie materiałów kompozycją alkaliczną i przekazuje energię do materiału poliestrowego tak, aby nastąpiło odchlorowanie co najmniej części poli(chlorku winylu) zamieniające poli(chlorek winylu) w postać ulegającą oddzieleniu od poliestru.

Czwartym przedmiotem wynalazku jest sposób oddzielania poliestru od aluminium, polegający na postępowaniu określonym jak wyżej, dla oddzielania poliestru od aluminium.

Sposób według wynalazku obejmuje na ogół mieszanie materiałów zawierających poliester z kompozycją alkaliczną do utworzenia szlamu. Szlam mo ż e być nastę pnie zmieszany w wysokoenergetycznym mieszalniku, co może nie tylko powodować zasadniczo całkowite i równe pokrycie materiałów alkaliczną kompozycją, lecz może również spowodować przekazanie energii wystarczającej do tego, aby aktywować reakcję między materiałami i kompozycją alkaliczną, która umożliwia oddzielenie poliestru od różnych substancji zanieczyszczających i zanieczyszczeń. Szlam może być mieszany w wysokoenergetycznym mieszalniku lemieszowym, który może działać przy liczbie Froude'a wyższej od 4,2 w celu aktywowania reakcji. Szczególnie mieszalnik może działać przy liczbie Froude'a wyższej od 6,6. Według jednego z rozwiązań mieszalnik może działać przy liczbie Froude'a wyższej od 9,5.

Na ogół alkaliczna kompozycja może być roztworem wodorotlenku metalu. Na przykład wodorotlenek metalu może być wodorotlenkiem sodu, wodorotlenkiem wapnia, wodorotlenkiem potasu, wodorotlenkiem litu, wodorotlenkiem magnezu lub ich mieszaniną. Według jednego z rozwiązań alkaliczna kompozycja może być utworzona tylko z wodorotlenku sodu i wody. Na przykład alkaliczną kompozycję może stanowić wodorotlenek sodu i woda w stosunku 1:1.

Alkaliczna kompozycja w takiej ilości może być połączona z materiałami poliestrowymi, żeby zmydlić tak mało poliestru jak to możliwe i jednak jeszcze aktywować oddzielanie poliestru od jakichkolwiek substancji zanieczyszczających lub zanieczyszczeń. Na przykład alkaliczna kompozycja może być łączona z materiałami poliestrowymi w ilości mniejszej niż 10% wagowych materiałów poliestrowych. Szczególnie alkaliczna kompozycja może być łączona z materiałami poliestrowymi w ilości stePL 203 890 B1 chiometrycznej wystarczającej do reakcji z częścią poliestru stanowiącą mniej niż 20%. Bardziej szczególnie, alkaliczna kompozycja może być łączona z materiałami poliestrowymi w ilości stechiometrycznej wystarczającej do reakcji z ilością mniejszą niż 10% poliestru.

Proces reakcyjny może zasadniczo zużywać wodorotlenek metalu w mieszalniku. Na przykład wodorotlenek metalu pozostający w szlamie po mieszaniu i procesie reakcyjnym może na ogół stanowić mniej niż 1% wagowy ciężaru szlamu. Szczególnie wodorotlenek metalu pozostający w szlamie po mieszaniu i procesie reakcyjnym może na ogół stanowić mniej niż 0,5% wagowego szlamu. Bardziej szczególnie wodorotlenek metalu pozostający w szlamie po mieszaniu i procesie reakcyjnym może na ogół stanowić mniej niż 0,1% wagowego szlamu.

Jeżeli jest to pożądane, szlam może być ogrzewany po zasadniczym zakończeniu reakcji w mieszalniku. Na przykład szlam może być ogrzewany do pierwszej temperatury, takiej jak na przykład temperatura od 120°C do 170°C, do wysuszenia szlamu i wytworzenia suchego produktu oraz następnie ogrzewany do drugiej temperatury, takiej jak na przykład temperatura od 200°C do 240°C, co może ponadto degradować substancje zanieczyszczające i ułatwiać oddzielenie ich od podłoża poliestrowego.

W jednym z rozwiązań materiały zawierające poliester mogą zawierać substancje zanieczyszczające, które są związane z podłożem poliestrowym, takie jak substancje zanieczyszczające, które są wychwycone przez poliester lub substancje zanieczyszczające, które są przyklejone do powierzchni poliestru. W tym rozwiązaniu alkaliczna kompozycja może reagować z materiałami podczas mieszania i powodować zmydlenie części poliestru, co może uwalniać substancje zanieczyszczające z podł o ż a poliestrowego.

Opis szczegółowy i korzystne rozwiązania

Wynalazek jest generalnie ukierunkowany na sposób odzyskiwania i oddzielania poliestrów od różnych substancji zanieczyszczających i zanieczyszczeń. Na przykład poprzez sposób według wynalazku z podłoża poliestrowego mogą być uwalniane różne substancje zanieczyszczające, takie jak różne powłoki obejmujące powłoki stanowiące barierę dla par, farby i powłoki z saranu, jak również inne substancje zanieczyszczające, które są wychwycone na zewnętrznej powierzchni podłoża poliestrowego, takie jak różne lotne zanieczyszczania organiczne i nieorganiczne. W czasie procesu poliester może być częściowo zmydlony, lecz w znacznej części w pozostaje w postaci polimeru i substancje zanieczyszczające mogą być uwolnione fizycznie z poliestrowego podłoża.

Zgodnie z używanym tu pojęciem poliester definiowany jest jako produkt reakcji estryfikacji wielozasadowego kwasu organicznego i poliolu. Uważa się, że w sposobie według wynalazku może być stosowany każdy znany poliester lub kopoliester. Sposób według wynalazku jest szczególnie ukierunkowany na grupę poliestrów tu wymienionych, jak poli(tereftalany) poliolu, w których kwas tereftalowy służy jako wielozasadowy kwas organiczny.

Zgodnie ze stosowanym tu pojęciem wielozasadowy kwas organiczny odnosi się do każdego kwasu organicznego posiadającego dwie lub więcej grup karboksylowych (-COOH). Większość poliestrów uzyskuje się z kwasów dwuzasadowych lub innymi słowy z kwasów dwukarboksylowych. Kwasy wielozasadowe mogą mieć ukształtowanie liniowe lub cykliczne. Przykłady liniowych kwasów wielozasadowych, które można stosować do wytwarzania poliestrów obejmują alifatyczne kwasy dwukarboksylowe. W szczególności mogą być stosowane alifatyczne kwasy dwukarboksylowe posiadające do dziesięciu atomów węgla w łańcuchach. Te kwasy obejmują kwas adypinowy, kwas glutarowy, kwas bursztynowy, kwas malonowy, kwas szczawiowy, kwas pimelitowy, kwas korkowy, kwas azelainowy, kwas sebacynowy, kwas maleinowy i kwas fumarowy.

Z drugiej strony cykliczne wielozasadowe kwasy organiczne obejmują karbocykliczne kwasy dwukarboksylowe. Kwasy te są znane jako kwas ftalowy, kwas izoftalowy i kwas tereftalowy. W szczególności kwas tereftalowy jest stosowany do wytwarzania poli(tereftalanu etylenu), który jest być może najbardziej dostępnym w handlu poliestrem.

Jak wyżej opisano, w celu wytworzenia poliestru wielozasadowy kwas organiczny jest łączony z poliolem. Wiele poliestrów syntetyzuje się za pomocą poliolu zawierającego dwie grupy hydroksylowe, który określa się jako diol. Diole są zwykle wytwarzane z alkenu przez przyłączenie dwóch grup hydroksylowych do podwójnego wiązania węglowego sposobem znanym jako hydroksylacja. Poliole są powszechnie określane jako glikole i alkohole wielowodorowe. Przykłady polioli stosowanych do wytwarzania poliestrów obejmują glikol etylenowy, glikol propylenowy, glikol butylenowy i cykloheksanodimetanol.

PL 203 890 B1

W celach wzorcowych nastę pująca tablica zawiera niewyczerpującą listę dostępnych w handlu poliestrów, które mogą być odzyskiwane i zawracane do obiegu zgodnie z wynalazkiem. Dla każdego poliestru podany jest odpowiedni wielozasadowy kwas organiczny i poliol.

POLIESTER

Poli(tereftalan etylenu)

Poli(tereftalan butylenu)

Kopoliester PETG

Kopoliester PBTG

Poli(tereftalan cykloheksanodimetanolu)

Poliester PEN

WIELOZASADOWY

KWAS ORGANICZNY Kwas tereftalowy Kwas tereftalowy Kwas tereftalowy Kwas tereftalowy

DIOL

Glikol

Glikol

Cykloheksanodimetanol i glikol etylenowy

Cykloheksanodimetanol i glikol butylenowy Kwas tereftalowy

Kwas naftalenodikaboksylowy Glikol etylenowy

Na ogół sposób według wynalazku obejmuje pierwsze łączenie w mieszalniku materiałów zawierających poliester z wybraną ilością alkalicznego roztworu do utworzenia szlamu. Wybrany mieszalnik jest tym, który może nie tylko dać zasadniczo kompletne i równe pokrycie materiałów poliestrowych roztworem alkalicznym, lecz również może przekazać energię dostateczną do spowodowania zmydlenia części poliestru lub innymi słowy hydrolizy. Podczas zmydlania różne powłoki, które mogą być przyklejone do poliestru i/lub substancje zanieczyszczające, które mogą być wychwycone przez powierzchnię poliestru mogą uwalniać się z poliestru. Energia uzyskana z mieszalnika może również aktywować reakcję między alkalicznym roztworem i innymi zanieczyszczeniami, które mogą być domieszane do poliestru w szlamie, takimi jak na przykład poli(chlorek winylu) lub aluminium, tak że zanieczyszczenia mogą być zmienione w inną postać, łatwiejszą do oddzielenia od poliestrowego podłoża. Po reakcji w mieszalniku szlam może być następnie ogrzewany, zwykle w dwustopniowym procesie ogrzewania.

Sposób według wynalazku może przebiegać w sposób ciągły lub być ustawiony w układzie periodycznym. Praktycznie każdy materiał zawierający poliester może być poddawany obróbce zgodnie z wynalazkiem, lecz bez ograniczenia, na przykł ad pojemniki na napoje i ż ywność, bł ony fotograficzne i rentgenowskie, taśmy rejestracyjne, materiały izolacyjne, włókna tekstylne i inne produkty. Korzystnie materiały poliestrowe mogą być odzyskiwane ze strumienia odpadów stałych, w ten sposób łagodząc wiele spraw środowiskowych i problemów związanych z ich pozbyciem się. Wynalazek jest szczególnie ukierunkowany na zawracanie do obiegu pojemników na żywność i pojemników na napoje wykonanych z PET. Poprzez sposób według wynalazku poliestry mogą być oddzielane, odzyskiwane z odpadów pokonsumenckich i ponownie uż ywane, nawet kiedy stwierdza się , ż e są zmieszane z poli(chlorkiem winylu), przyklejone do róż nych powł ok albo zawierają wychwycone róż ne zwią zki organiczne i nieorganiczne. Takie materiały są powszechnie odrzucane na wysypiska albo są spalane po użyciu z powodu braku ekonomicznych sposobów odzyskiwania poliestru.

Przed kontaktem z alkaliczną kompozycją materiały zawierające poliester mogą w razie potrzeby być rąbane lub mielone do szczegółowego wymiaru. Sortowanie materiałów wykonuje się wyłącznie w celu ułatwienia manipulowania. Mówiąc ogólnie, im większy wymiar materiałów i im mniejszy stosunek pola powierzchni do objętości, tym mniejszy będzie stopień zmydlenia poliestru w późniejszym procesie. Wobec tego należy unikać mniejszych wymiarów i należy pozostawić duży wymiar materiałów jako praktyczny. Jednak należy zrozumieć, że wszelkie różne wymiary i kształty materiału mogą być stosowane w sposobie według wynalazku i nie jest wymagany żaden określony wymiar lub kształt.

Również przed łączeniem z alkaliczną kompozycją materiały zawierające poliester mogą być zanurzane w wodzie lub jakimś innym płynie w celu oddzielenia materiałów o niższej gęstości lub lżejszych materiałów od cięższych materiałów zawierających poliester. Bardziej szczególnie wiadomo, że poliester tonie w wodzie, podczas gdy papier i inne polimery, takie jak poliolefiny, pływają po powierzchni wodzie. W ten sposób materiały lżejsze mogą być łatwo oddzielane od materiałów cięższych, kiedy stykają się z płynem. Poddawanie materiałów stadium oddzielania przez zanurzenie/pływanie przed zetknięciem materiałów z alkaliczną kompozycją nie tylko może zmniejszyć ilość

PL 203 890 B1 materiałów podawanych przetwarzaniu, lecz również można czyścić powierzchnię materiałów przed dalszą obróbką.

Jeżeli jest to pożądane, po sortowaniu i poddawaniu oddzielaniu przez zanurzanie/pływanie, materiały zawierające poliester mogą być łączone i mieszane z alkaliczną kompozycją do utworzenia szlamu albo mieszaniny. Korzystnie alkaliczny roztwór może być połączony z materiałami tak, aby pokryć powierzchnię materiału. W pewnych zastosowaniach powierzchnia materiału może być odporna na jednolite powlekanie z powodu wzajemnego oddziaływania napięcia powierzchniowego. W tej sytuacji alkaliczny roztwór ma tendencję do tworzenia kropel na powierzchni materiału. Jednak sposób według wynalazku może przezwyciężyć ten problem.

Zgodnie z wynalazkiem ujawniono, że można zastosować poprawiony sposób mieszania, który może nie tylko powlekać materiały poliestrowe roztworem alkalicznym roztworem bardziej kompletnie i równo, lecz ponadto może udzielić mieszaninie energii wystarczającej do spowodowania zmydlenia zewnętrznej powierzchni poliestru zachodzącego w mieszalniku. Na przykład mieszalniki takie jak ujawniono w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4,320,979 autorstwa Luke'a i nr 4,189,242 autorstwa Luke'a, które są tu włączone w cał o ś ci jako odnoś niki, mogą być uż yte do powlekania materiałów poliestrowych i zmydlania co najmniej części poliestru za pomocą alkalicznego roztworu.

Związek alkaliczny wybrany do zmieszania z materiałami jest korzystnie wodorotlenkiem sodu, powszechnie znanym jako soda kaustyczna. Mogą jednak być stosowane inne wodorotlenki metali i alkalia. Takie zwią zki obejmują wodorotlenek wapnia, wodorotlenek magnezu, wodorotlenek potasu, wodorotlenek litu lub ich mieszaniny. Związek alkaliczny może być dodany do materiałów poliestrowych w roztworze, jeżeli jest to pożądane. Na przykład w jednym z rozwiązań wodorotlenek metalu, taki jak wodorotlenek sodu, może być zmieszany z wodą w stosunku 1:1 dla utworzenia kompozycji alkalicznej.

Ilość kompozycji alkalicznej dodana do materiałów zawierających poliester zależy od typu i ilości zanieczyszczeń i substancji zanieczyszczających zawartych w materiałach. Generalnie kompozycja alkaliczna powinna być dodawana tylko w ilości wystarczającej do oddzielenia zanieczyszczeń od poliestru, tak by zminimalizować zmydlanie poliestru. W większości zastosowań kompozycja alkaliczna dodawana jest do materiałów w ilości stechiometrycznej wystarczającej do reakcji z częścią poliestru wynoszącą do 50% wagowych. Na przykład kompozycję alkaliczną można dodać w ilości wystarczającej do reakcji z ilością stanowiącą mniej niż 20% wagowych poliestru. Szczególnie kompozycja alkaliczna może być dodawana w ilości wystarczającej do reakcji z ilością stanowiącą mniej niż 10% wagowych poliestru.

Jedną z korzyści wynalazku jest zdolność mieszalnika do powlekania materiału poliestrowego bez potrzeby stosowania środka zwilżającego. W przeszłości stosowano często środek powierzchniowo czynny lub zwilżający w celu ułatwienia mieszania kompozycji alkalicznej z materiałami poliestrowymi. Dzięki poprawionemu mieszaniu według wynalazku zastosowanie środka zwilżającego nie jest dłużej potrzebne.

W jednym z rozwiązań wynalazku można stosować reaktor w postaci mieszalnika. W pewnym szczególnym rozwiązaniu może być stosowany mieszalnik lemieszowy. Na przykład można stosować mieszalnik lemieszowy taki jak dostępne w firmach Lodige Company, Littleford Day Company lub innych znanych spółkach. W pewnym szczegółowym rozwiązaniu można stosować mieszalnik taki jak wytwarzany przez firmę Littleford Day mieszalnik typu KM-4200. Ten szczególny mieszalnik jest dostępny w firmie Littleford Day Company of Florence, Kentucky. Jednak należy rozumieć, że oprócz mieszalnika lemieszowego można stosować różne inne mieszalniki wysokoenergetyczne. Podobnie należy rozumieć, że proces może przebiegać albo jako ciągły albo jako okresowy. Określoną ilość mielonego lub rąbanego materiału poliestrowego może być dodana do mieszalnika po przeprowadzeniu wszystkich pożądanych procesów obróbki wstępnej, takich jak na przykład proces oddzielania przez flotację, który wcześniej omówiono. Następnie do mieszalnika z materiałem poliestrowym można dodać roztwór alkaliczny. Na przykład roztwór alkaliczny 50% NaOH i 50% wody można dodać do mieszalnika w ilości do 20% wagowych materiału zawierającego poliester, a szczególnie w ilości mniejszej niż 10% wagowych materiału zawierającego poliester.

Mieszalnik może działać z szybkością, która może przekazać mieszaninie wystarczającej energii tak, żeby równo pokryć materiał poliestrowy mieszaniną alkaliczną i aktywować zmydlenie zewnętrznej powierzchni materiału poliestrowego w taki sposób, że większość reagenta alkalicznego jest zużyta w mieszalniku. Na ogół mieszalniki mogą działać normalnie przy zadanej prędkości obrotowej,

PL 203 890 B1 określonej dla poszczególnego urządzenia i adaptowanej do poszczególnego procesu. W celu utrzymania równoważnego wkładu energii przy stosowaniu różnych mieszalników, wprowadza się wartość bezwymiarową Fr (liczba Froude'a) zamiast prędkości obrotowej. Fr jest liczbą bezwymiarową, która przedstawia stosunek sił bezwładności do sił grawitacyjnych. Liczbę Froude'a można przedstawić za pomocą następującego wzoru:

Fr = V²/(gL) w którym Fr oznacza liczbę Froude'a, V oznacza prędkość, g oznacza przyśpieszenie ziemskie i L oznacza charakterystyczn ą dł ugość.

W jednym z rozwiązań wynalazku mieszalnik moż e działać przy liczbie Froude'a większej od 4,2, szczególnie od 6,6 i bardziej szczególnie większej od 9,5. Szczególnie przy powyższych szybkościach mieszalnik według wynalazku nie tylko miesza szlam, lecz również przekazuje do szlamu energię wystarczającą do spowodowania reakcji kompozycji alkalicznej z poliestrem. W rzeczywistości mieszanie można kontynuować dotąd, aż zużyta zostanie cała kompozycja alkaliczna. Na przykład mieszalnik może działać tak, że pozostałość (nieprzereagowany) wodorotlenku metalu wychodząca z mieszalnika mo ż e być mniejsza niż 1% wagowy szlamu. Szczególnie pozostał o ść wodorotlenku metalu wychodząca z mieszalnika może być mniejsza od 0,5% wagowego. Bardziej szczególnie pozostałość wodorotlenku metalu może być mniejsza od 0,1% wagowego szlamu.

W przeszł o ś ci reakcja zmydlenia zachodził a po doprowadzeniu ciepł a do mieszaniny w podgrzewaczu lub piecu. Jednak doprowadzenie ciepła do mieszaniny przed reakcją może spowodować odparowanie pewnej ilości roztworu alkalicznego i dlatego wymaga dodania uzupełniających związków alkalicznych dla zapewnienia odpowiednich poziomów reakcji. Ponadto związek alkaliczny może stać się bezwodny podczas procesów odwadniania. Ta więc korzystny był niski poziom tlenu i bardzo suche warunki przetwarzania. Obecny wynalazek unika tych problemów przez ograniczenie ilości wodorotlenku sodowego wprowadzonego do suszarki i/lub pieca.

Inną korzyścią wynalazku jest wzrost wydajności procesu reakcji. Na przykład w jednym z rozwiązań wynalazku, 10% wagowych 50% roztworu wodorotlenek sodu/woda można dodać do mieszalnika odpowiednio przygotowanym materiałem PET. Po wystarczającym mieszaniu przy liczbie Froude'a około 6,6 13% PET może reagować w mieszalniku z wodorotlenkiem sodu. Zastosowanie mieszalnika według wynalazku może nie tylko zasadniczo wyczerpać kompozycję alkaliczną w mieszalniku, lecz również obniżyć ilość kompozycji alkalicznej wymaganej dla procesu z powodu bardziej całkowitego powlekania materiałów podczas mieszania. Mniejsze ilości związku alkalicznego wymagane dla procesu mogą znaczyć nie tylko mniej związku alkalicznego wymaganego w procesie, lecz również mniejsze wymagania wody dla procesu.

Reakcja zmydlenia może przetworzyć poliester w poliol i sól kwasu. Na przykład, kiedy poli(tereftalan etylenu) reaguje z wodorotlenkiem sodu, reagujący poliester może być przetworzony w glikol etylenowy i tereftalan disodowy. Uważ a się , ż e dzię ki cał kowitemu mieszaniu, jak również zasadniczo równemu pokryciu zasadą dostarczoną do materiałów poliestrowych w mieszalniku, powstawanie soli może tworzyć powłokę na materiałach poliestrowych, które wychodzą z mieszalnika. Na przykład w rozwiązaniu, w którym zewnętrzna powierzchnia PET jest zmydlana w mieszalniku za pomocą roztworu wodorotlenku sodu uważa się, że produkt reakcji tereftalanu disodowego może pokryć pozostały PET. Nieoczekiwanie okazało się, że taka powłoka utworzona wokół kawałka poliestru może służyć do ochrony poliestru w czasie późniejszych procesów obróbki. Na przykład powłoka soli może chronić poliester przed utlenieniem z powodu warunków wysokiej temperatury spotkanej później w czasie procesu. Wśród innych korzyści może to dać produkt poliestrowy o mniejszym odbarwieniu niż produkt otrzymywany poprzednio.

Po wyjściu z mieszalnika szlam może być ogrzewany. Kiedy stosuje się ogrzewanie, korzystnie szlam ogrzewa się pośrednio, tak że nie styka się z otwartym płomieniem.

Ogrzewanie szlamu może wysuszyć poliester i pozostające zanieczyszczenia i może spowodować degradację uwolnionych wysuszonych zanieczyszczeń do postaci łatwiejszej do oddzielenia w celu ułatwienia końcowego oddzielenia zanieczyszczeń od produktu poliestrowego.

Rzeczywista temperatura, do której może być ogrzany szlam może zależeć od ilości czynników. Na ogół ogrzewanie może obejmować więcej niż jedno stadium ogrzewania. Tak więc korzystna kolejność ogrzewania obejmuje ogrzewanie do temperatury 120-170°C tak żeby wysuszyć poliester, następne po suszeniu ogrzewanie do temperatury 200-240°C w środowisku, które może zasadniczo być wolne od wody.

PL 203 890 B1

Wyposażenie i aparatura stosowana w czasie procesu według wynalazku mogą być różne. Jak dotąd osiągano dobre wyniki, kiedy zmydlony szlam ogrzewa się w piecu obrotowym. W celu uzyskania dwustopniowego procesu ogrzewania najpierw można ogrzewać piec do niższej temperatury przez pożądany okres czasu i następnie temperaturę można podnieść do wyższego poziomu. Alternatywnie szlam wychodzący z mieszalnika może najpierw być ogrzewany w suszarce, takiej jak na przykład suszarka ConAir, przed przeniesieniem do pieca do stadium wyższej temperatury ogrzewania. Piec obrotowy może być ogrzewany przez element elektryczny, olejem grzewczym lub palnikami paliw kopalnych. Jednym z przykładów pieca ogrzewanego pośrednio odpowiedniego do stosowania w procesach według wynalazku jest Rotary Calciner wprowadzony na rynek przez Renneburg Division of Heyl & Patterson, Inc. Uważa się jednak, że wielodyskowy procesor termiczny lub piec działają prawie jednakowo. Oczywiście dostępnych jest wiele innych podobnych urządzeń, które mogą być stosowane w sposobie wedł ug wynalazku.

Chociaż nie jest to wymagane, szlam może również być ogrzewany w środowisku ubogim w tlen. Zgodnie z uż ytym tu okreś leniem, ubogie w tlen odnosi się do ś rodowisk, w którym zawartość tlenu wynosi poniżej 19% objętościowych. Utrzymywanie niższych poziomów tlenu w czasie fazy ogrzewania zapobiega degradowaniu poliestru i również chroni przed niekontrolowanym spalaniem. W jednym z rozwiązań mieszanina może być ogrzewana w atmosferze obojętnej, takiej jak w obecności płaszcza azotowego. Jeżeli jest to pożądane, mieszanina może być również ogrzewana pod zmniejszonym ciśnieniem, które odpowiada niższym poziomom tlenu.

Jak wyżej przedstawiono, proces według wynalazku jest szczególnie ukierunkowany na oddzielanie poliestru od polichlorku winylu, aluminium, powłok przyklejonych do poliestru i wychwyconych związków organicznych i nieorganicznych. Poniżej omówiono poszczególne stadia obejmujące oddzielenie każdego z powyższych zanieczyszczeń zgodnie ze sposobem wynalazku.

Kiedy w materiałach zawarty jest poli(chlorek winylu), w czasie procesu według wynalazku poli(chlorek winylu) może być przetworzony w postać, która pływa w wodzie i jest odporna na ciepło. Uważa się, że kiedy poli(chlorek winylu) jest mieszany się z kompozycją alkaliczną i dodawana jest w mieszalniku energia, kompozycja alkaliczna może powodować odchlorowanie polichlorku winylu, dając w rezultacie materiał o ciemniejszym zabarwieniu, który pływa po powierzchni wody i posiada wyższą temperaturę topnienia niż chlorowany PVC. W wyniku tego, kiedy w materiałach zawarty jest poli(chlorek winylu), można dodać dosyć alkaliczną kompozycję jako wystarczającą do zasadniczego odchlorowania polichlorku winylu lub innymi słowy do przeprowadzenia polichlorku winylu w postać dającą się oddzielić od poliestru. Jednak nawet jeżeli nie cały PVC styka się z kompozycją alkaliczną i ulega odchlorowaniu w czasie procesu według wynalazku, kiedy mieszanina jest ogrzewana do temperatury powyżej wymienionych temperatur po wyjściu z mieszalnika, PVC które nie uległo odchlorowaniu może odbarwić się i łatwo oddzielić się od poliestru.

W jednym z rozwią zań po zmieszaniu materiał ów zawierają cych poli(chlorek winylu) i poliester z kompozycją alkaliczną i ogrzaniu materiały mogą być przemywane wodą w celu oddzielenia odchlorowanego właśnie polichlorku winylu od poliestru. Odchlorowany poli(chlorek winylu) może pływać na powierzchni i może być łatwo oddzielony od zanurzonego poliestru. Odkryto również, że poli(chlorek winylu) traktowany kompozycją alkaliczną w wyżej opisany sposób powoduje, że wychwycone pęcherzyki powietrza i innych gazów mają wysoką tendencję do przyklejania się do powierzchni polichlorku winylu czyniąc poli(chlorek winylu) jeszcze bardziej zdolnym do pływania. W następstwie tego, kiedy poli(chlorek winylu) oddziela się od poliestru w cieczy, do cieczy można dodać pęcherzyki gazu takiego jak powietrze dla zwiększenia wydajności oddzielania. Oczywiście do procesu można również wprowadzić inne techniki oddzielania oparte na różnicach w gęstości między poliestrem i odchlorowanym polichlorkiem winylu).

Oprócz obniżenia gęstości sposób według wynalazku również przyciemnia zabarwienie polichlorku winylu i podnosi jego temperaturę topnienia. Wskutek tego w innym rozwiązaniu odchlorowany poli(chlorek winylu) może być oddzielony od poliestru na podstawie kontroli wizualnej. Ponadto w jeszcze innym rozwiązaniu alternatywnym mieszanina zawierająca poliester i odchlorowany poli(chlorek winylu) może być ogrzewana w celu stopienia poliestru. Ogrzaną mieszaninę można następnie ładować do wytłaczarki. Ponieważ odchlorowany poli(chlorek winylu) ma znacznie wyższą temperaturę topnienia niż poliester, odchlorowany poli(chlorek winylu) może być wychwycony na sicie przed wejściem do wytłaczarki. W tym rozwiązaniu poli(chlorek winylu) powinien być całkowicie odchlorowany, aby zapobiec wydzielaniu się jakiejkolwiek ilości chloru w czasie topienia poliestru.

PL 203 890 B1

Oprócz polichlorku winylu poliester zebrany ze strumienia odpadowego jest również mieszany typowo z kawałkami aluminium. Aluminium może pochodzić na przykład z pokrywek butelek związanych z pojemnikami poliestrowymi lub z niezupełnego oddzielenia tworzywa sztucznego i puszek aluminiowych znalezionych wśród wyrzuconych przedmiotów. Aluminium, podobnie jak poli(chlorek winylu), nie może być łatwo oddzielone od poliestru za pomocą techniki oddzielania przez zanurzenie/pływanie.

Przez zetknięcie z kompozycją alkaliczną oraz dzięki energii, jak w mieszalniku według wynalazku, aluminium może być przeprowadzone w alkaliczną sól glinu, która typowo jest rozpuszczalna w wodzie. W ten sposób w jednym z rozwiązań kompozycja alkaliczna może być dodana do materiałów zawierających poliester i aluminium w ilości wystarczającej do całkowitego przeprowadzenia aluminium w sól glinu. Następnie można dodać do mieszaniny płyn taki jak woda w celu rozpuszczenia soli glinu i oddzielenia jej od poliestru.

Jednak zgodnie z wynalazkiem odkryto, że w celu oddzielenia aluminium od poliestru nie jest konieczna całkowita przemiana aluminium w sól glinu. Odkryto natomiast, że reakcja części aluminium z kompozycją alkaliczn ą moż e spowodować , ż e wszystkie kawał ki aluminium staja się kruche. Po dodaniu energii materiały zawierające poliester i aluminium mogą być następnie myte płynem takim jak woda, korzystnie w warunkach ścinania, powodując łamanie w małe kawałki. Małe kawałki mogą być oddzielone od poliestru przez przepuszczenie mieszaniny wodnej przez sito o rozmiarze wystarczającym do chwytania większych płatków i pozwalającym na przejście przez nie mniejszych kawałków aluminium.

A zatem, w materiał ach zawieraj ą cych poliester zawarte jest aluminium, kompozycja alkaliczna powinna być dodana do materiałów w ilości wystarczającej do reakcji z co najmniej częścią aluminium, dostateczną do wytworzenia aluminium kruchego. Oczywiście rzeczywista ilość zależy od ilości aluminium zawartego w materiałach i wymiaru kawałków aluminium.

Oprócz oddzielania aluminium i PVC od poliestru sposób według wynalazku nadaje się również do usuwania różnych powłok przylegających do poliestru. W szczególności sposób według wynalazku nadaje się do usuwania powłok stanowiących barierę dla pary i drukowanych siatkowych etykiet z pojemników poliestrowych. Powłoki stanowiące barierę dla par są typowo stosowane do pojemników na napoje w celu zapobiegania ulatnianiu się dwutlenku węgla, kiedy zawierają napoje nasycone dwutlenkiem węgla i/lub zapobiegania wtargnięciu tlenu, kiedy zawierają ciecze, które mogą zepsuć się w obecnoś ci tlenu. Powł oki stanowią ce barierę dla pary mogą być wykonane z saranu, poli(chlorku winylidenu) lub akrylowe. Z drugiej strony etykietki drukowane siatkowo na ogół związane są z farbami, które są bezpośrednio aplikowane do pojemników poliestrowych, takich jak pojemniki do napojów. Na przykład wiele pojemników do miękkich napojów bezalkoholowych jest typowo etykietowanych farbami opartymi na związkach epoksydowych. W przeszłości napotykano na wiele problemów przy próbach oddzielenia poliestru od powłok i farb.

W celu usunię cia wyżej przedstawionych powłok z materiałów poliestrowych według wynalazku poliester jest łączony z kompozycją alkaliczną w ilości wystarczającej do zmydlenia zewnętrznej powierzchni poliestru i mieszany wystarczająco do aktywowania reakcji zmydlenia. Każda z powłok przylegających do poliestru ulega rozwarstwieniu, kiedy zmydlana jest zewnętrzna powierzchnia poliestru, powłoki są następnie degradowane podczas ogrzewania materiałów. Szczególnie rozpuszczalniki i ciecze zawarte w powłokach ulatniają się wychodząc po niektórych zanieczyszczeniach o względnie mniejszych rozmiarach. Kiedy materiały następnie przemywa się, pozostające nierozpuszczalne zanieczyszczenia można oddzielić od większych płatków poliestrowych za pomocą sita o odpowiednim wymiarze, które pozwalają na przejście zanieczyszczeń, równocześnie zapobiegając przejściu poliestru.

Oprócz usuwania różnych powłok sposób według wynalazku jest również skuteczny przy usuwaniu wychwyconych związków organicznych i nieorganicznych, które mogą być absorbowane przez materiały poliestrowe. Te związki mogą obejmować na przykład toluen, benzynę, stosowany olej silnikowy, farbę, pozostałości pestycydów i inne lotne związki. Związki mogą być absorbowane przez poliester, kiedy są umieszczone w zetknięciu z nim. Na przykład konsumenci często nadużywają poliestrowych pojemników na żywność i napoje po skonsumowaniu żywności i napojów. Szczególnie pojemniki są czasem stosowane do trzymania różnych związków organicznych i nieorganicznych i rozpuszczalników. Kiedy próbuje się zawracać te poliestry do obiegu, potrzebne jest usunięcie zasadniczo wszystkich absorbowanych związków organicznych i nieorganicznych tak, żeby poliester mógł jeszcze raz być ponownie używany jako pojemnik na napój lub pojemnik na żywność.

Zgodnie z wynalazkiem wprowadzone związki organiczne i nieorganiczne, które mogą być absorbowane w poliestrze są uwalniane z polimeru podczas procesu zmydlenia. Szczególnie lotne

PL 203 890 B1 związki organiczne i nieorganiczne są zasadniczo całkowicie usuwane w czasie stadiów ogrzewania, takich jak w piecu. Mniej lotne związki i związki, które powoli dyfundują z poliestru są z drugiej strony usuwane przez pierwsze zmydlenie zewnętrznej powierzchni poliestru w mieszalniku i następnie odparowanie wszystkich pozostających związków organicznych i nieorganicznych w następnych stadiach ogrzewania. Przez usunięcie zasadniczo w całości wszystkich wprowadzonych związków organicznych i nieorganicznych odzyskuje się poliester czystości spożywczej, który może być stosowany w sposób nieograniczony.

Streszczając, niezależnie od zawartych zanieczyszczeń, sposób według wynalazku obejmuje zetknięcie materiałów zawierających poliester z kompozycją alkaliczną, mieszanie w ten sposób, że materiały są zasadniczo i równo pokryte przez kompozycję i zachodzi częściowe zmydlenie poliestru, ogrzewanie materiałów w jedno lub dwustopniowym procesie do temperatury wystarczającej do chemicznej konwersji pewnych zanieczyszczeń w bardziej oddzielającą się postać i następnie przemywanie ogrzanych materiałów płynem takim jak woda. Podczas przemywania substancje zanieczyszczające pływające po wodzie mogą być oddzielane od poliestru. Również mieszanina wodna może przechodzić przez sito w celu oddzielenia od poliestru zanieczyszczeń o mniejszych wymiarach.

W innym rozwiązaniu, oprócz przemywania ogrzanych materiałów samą wodą, ogrzane materiały mogą być przemywane zgodnie z konwencjonalnym sposobem odzyskiwania jak wyżej opisano. Na przykład po ogrzaniu materiały zawierające poliester mogą być mieszane z gorącym roztworem zawierającym środek powierzchniowo czynny lub z gorącym roztworem zawierającym kompozycję alkaliczną i przemywane. W razie potrzeby mieszanina może być ogrzewana przy mieszaniu w czasie cyklu przemywania. Przemywanie materiałów może na ogół oczyścić poliester i może rozpuszczać i rozrywać na oddzielne części niektóre z zanieczyszczeń.

W czasie procesu część poliestru, która jest zmydlana przechodzi w poliol i sól kwasu. Kiedy na przykład PET zmydla się wodorotlenkiem sodu, PET przechodzi w glikol etylenowy i tereftalan disodowy. Poliol, który tworzy się w czasie procesu albo pozostaje jako ciecz w mieszaninie albo jest odparowywany, jeżeli mieszanina jest ogrzewana powyżej temperatury wrzenia poliolu.

Utworzona sól kwasu lub sól metalu, taka jak tereftalan disodowy, może rozpuszczać się w wodzie podczas przemywania materiałów. Jeżeli jest to pożądane, sól metalu może być odzyskana z wody przemywają cej. Na przykł ad jeż eli sól kwasu jest tereftalanem, woda przemywają ca moż e być najpierw filtrowana w celu usunięcia wszystkich nierozpuszczonych zanieczyszczeń i substancji zanieczyszczających. Następnie wodę przemywającą można zakwasić powodując wytrącenie kwasu tereftalowego. W celu zakwaszenia można do roztworu dodać kwas mineralny taki jak kwas chlorowodorowy, kwas fosforowy albo kwas siarkowy lub kwas organiczny taki jak kwas octowy lub kwas węglowy. Ponieważ kwas tereftalowy wytrąca się, można go filtrować, przemywać i suszyć, pozostawiając względnie czysty produkt.

Claims (37)

1. Sposób uwalniania zanieczyszczeń z podłoża poliestru obejmujący:

- połączenie materiał ów zawierają cych zanieczyszczony poliester z kompozycją alkaliczną do utworzenia szlamu; oraz

- mieszanie szlamu w wysokoenergetycznym mieszalniku, znamienny tym, że mieszalnik wysokoenergetyczny działa przy liczbie Froude'a większej od 4,2 tak, że powoduje zasadniczo całkowite pokrycie materiałów poliestrowych kompozycją alkaliczną i przekazuje materiałom energię wystarczającą do zmydlenia tylko części poliestru i spowodowania uwolnienia substancji zanieczyszczających z poliestru do szlamu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje ponadto ogrzewanie szlamu do pierwszej temperatury dla wytworzenia suchego produktu obejmującego podłoże poliestrowe zmieszane z wysuszonymi substancjami zanieczyszczającymi, przy czym pierwsza temperatura wynosi od 120°C do 170°C i jest niższa od temperatury topnienia podłoża poliestrowego.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że obejmuje ponadto ogrzewanie suchego produktu do drugiej temperatury wyższej od pierwszej temperatury, a druga temperatura wynosi od 200°C do 240°C i jest niższa od temperatury topnienia poliestrowego podłoża.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje ponadto oddzielanie poliestru od substancji zanieczyszczających.

PL 203 890 B1

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że substancje zanieczyszczają ce obejmują zanieczyszczenia wychwycone przez poliestrowe podłoże.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że substancje zanieczyszczające obejmują powłoki przylegające do powierzchni podłoża poliestrowego.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna jest łączona z materiałami poliestrowymi w ilości stechiometrycznej wystarczającej do reakcji z częścią poliestru mniejszą od 20% wagowych.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna jest łączona z materiałami w ilości stechiometrycznej wystarczającej do reakcji z częścią poliestru mniejszą od 10% wagowych.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna jest łączona z ilością mniejszą od 10% wagowych materiałów poliestrowych.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna obejmuje wodorotlenek metalu.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wodorotlenek metalu jest wybrany z grupy obejmującej wodorotlenek sodu, wodorotlenek wapnia, wodorotlenek potasu, wodorotlenek litu, wodorotlenek magnezu lub ich mieszaniny.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna składa się zasadniczo z wodorotlenku sodu i wody.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna składa się zasadniczo z wodorotlenku sodu i wody w stosunku 1:1.

14. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wodorotlenek metalu pozostający w szlamie po mieszaniu wynosi poniżej 1% wagowego szlamu.

15. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wodorotlenek metalu pozostający w szlamie po mieszaniu wynosi poniżej 0,5% wagowych szlamu,

16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszalnik działa przy liczbie Froude'a wyższej od 6,6.

17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszalnik wysokoenergetyczny jest mieszalnikiem lemieszowym.

18. Sposób uwalniania substancji zanieczyszczających z podłoża poliestrowego obejmujący:

- poliester z kompozycją alkaliczną w ilości mniejszej od 10% materiałów poliestrowych, do utworzenia szlamu, przy czym kompozycja obejmuje co najmniej jeden wodorotlenek metalu w ilości stechiometrycznej wystarczającej do reakcji z częścią poliestru stanowią c ą mniejszej niż 20% wagowych; oraz

- mieszanie szlamu w mieszalniku wysokoenergetycznym, znamienny tym, ż e mieszalnik wysokoenergetyczny działa przy liczbie Froude'a większej od 4,2 tak, że powoduje zasadniczo całkowite pokrycie materiałów kompozycją alkaliczną oraz przekazanie energii materiałom tak, aby aktywować reakcję zmydlenia między wodorotlenkiem metalu i tylko częścią poliestru, przy czym w tej reakcji zanieczyszczenia uwalniane są z wymienionego poliestru, oraz reszta wodorotlenku metalu łączenie materiałów zawierających zanieczyszczony pozostająca w szlamie po reakcji jest niższa od 0,5% wagowego szlamu;

- ogrzewanie szlamu do pierwszej temperatury do wytworzenia suchego produktu zawierają cego podłoże poliestrowe zmieszane z wysuszonymi zanieczyszczeniami, przy czym pierwsza temperatura jest niższa od temperatury topnienia podłoża poliestrowego i wynosi od 120° do 170°C

- ogrzewanie suchego produktu do drugiej temperatury, przy czym druga temperatura jest niż sza od temperatury topnienia poliestrowego podłoża i wynosi od 200°C do 240°C.

19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że substancje zanieczyszczające obejmują substancje zanieczyszczające wprowadzone do podłoża poliestrowego.

20. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że substancje zanieczyszczające obejmują powłoki przylegające do podłoża poliestrowego.

21. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna składa się zasadniczo z wodorotlenku sodu i wody.

22. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że reszta wodorotlenku sodu pozostałego w szlamie po reakcji wynosi poniż ej 0,1% wagowego szlamu.

23. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że mieszalnik działa przy liczbie Froude'a większej od 6,6.

PL 203 890 B1

24. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że mieszalnik działa przy liczbie Froude'a większej od 9,5.

25. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że mieszalnik wysokoenergetyczny jest mieszalnikiem lemieszowym.

26. Sposób oddzielania poliestru od poli(chlorku winylu) obejmujący:

- łączenie materiałów zawierających poliester i poli(chlorek winylu) z kompozycją alkaliczną zawierającą co najmniej jeden wodorotlenek metalu do utworzenia szlamu; oraz

- mieszanie szlamu w mieszalniku o wysokoenergetycznym, znamienny tym, że mieszalnik wysokoenergetyczny działa przy liczbie Froude'a większej od 4,2 tak, że powoduje zasadniczo całkowite pokrycie materiałów kompozycją alkaliczną i przekazuje energię do materiału poliestrowego tak, aby nastąpiło odchlorowanie co najmniej części poli(chlorku winylu) zamieniające poli(chlorek winylu) w postać ulegającą oddzieleniu od poliestru.

27. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna łączona jest z materiałami poliestrowymi w ilości mniejszej od 10% wagowych materiałów poliestrowych.

28. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że wodorotlenek metalu wybrany jest z grupy obejmującej wodorotlenek sodu, wodorotlenek wapnia, wodorotlenek potasu, wodorotlenek litu wodorotlenek magnezu lub ich mieszaniny.

29. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna składa się zasadniczo z wodorotlenku sodu i wody.

30. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że mieszalnik działa przy liczbie Froude'a wyższej od 6,6.

31. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że mieszalnik wysokoenergetyczny jest mieszalnikiem lemieszowym.

32. Sposób oddzielania poliestru od aluminium obejmujący:

- łączenie materiałów zawierających poliester i aluminium z kompozycją alkaliczną obejmującą co najmniej jeden wodorotlenek metalu do utworzenia szlamu; oraz

- mieszanie szlamu w mieszalniku wysokoenergetycznym, znamienny tym, że wysokoenergetyczny mieszalnik działa przy liczbie Froude'a wyższej od 4,2 i powoduje zasadniczo całkowite pokrycie materiałów kompozycją alkaliczną i przekazanie do materiału energii wystarczającej do tego, aby reagował z co najmniej częścią aluminium, zmieniając w ten sposób aluminium w postać ulegającą oddzieleniu od poliestru.

33. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna jest łączona z materiałami w ilości mniejszej od 10% wagowych materiałów.

34. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że wodorotlenek metalu jest wybrany z grupy obejmującej wodorotlenek sodu, wodorotlenek wapnia, wodorotlenek potasu, wodorotlenek litu, wodorotlenek magnezu lub ich mieszaniny.

35. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że kompozycja alkaliczna składa się zasadniczo z wodorotlenku sodu i wody.

36. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że mieszalnik działa przy liczbie Froude'a wyższej od 6,6.

37. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że mieszalnik wysokoenergetyczny jest mieszalnikiem lemieszowym.