专利名称：用于再生和脱毒的方法
用于再生和脱毒的方法本发明涉及根据权利要求I的前述部分的方法，以及用于进行这种方法的装置。就在塑料的回收利用中一个重要的要求是，由回收利用的材料制成的终端产品品质良好且尽可能接近于由新材料制成的产品。再生的或回收利用的材料或由其制成的产品必须满足必要的机械要求和标准，并且尤其不允许被异味、颜色或者甚至迁移性有毒物质等影响。特别是计划或已用于食品的塑料包装，必须符合严格的食品标准。如果这样的材料取自回收利用路线，则它们因此必须适当清洁和再生。除了多种主要清洁表面的清洁方法和清洗方法之外，经常还需要进行进一步的清洁，特别是因为大部分的聚合物不是“致密”材料，并且会出现进入到材料中的迁移。但是，这些迁移物不能用仅仅作用于表面或者外部的清洗方法来除去。
作为杂质被认为主要是所有这样的物质，其可从待处理的材料中出来或者由引入的材料分离或者甚至与材料一起被引入，并且会对以后的再生或者产品品质产生不利的影响。杂质可以粘附在待加工材料表面的外部，如其尤其是在清洗水、表面涂层等的情况中，然后在那里蒸发、升华、从表面分离或者类似的。但是杂质也可以存在于材料基质中或者在材料内部，然后在加工过程中向外扩散，并在那里蒸发、升华或者类似的。这尤其可在有机添加剂例如增塑剂的情况中观察到，但是在基质中也会存在着水、单体、气体或者蜡。因此，待除去的污染物也可以涉及升华性固体或者灰尘。用于回收利用和同时去污或者除去干扰物质的装置和方法从现有技术中以不同的方案是已知的。用于回收利用聚合物的一种基本装置例如描述在EP123771中。但是，同样，这样的装置通常不能没有残留地除去所有的污染物，这导致对再生或者处理的不利影响。例如，从AT504854已知，引导气体通过待再生的材料，来干燥它们和除去某些杂质。这种设备已经起到了令人满意的作用。但是，进一步改进这样的方法的效果和经济性总是有利的。因此，本发明的目的是创造一种用于再生被污染材料的方法，通过这种方法能够有效、快捷和尽可能完全地从所述材料中除去不希望的杂质。这个目的通过权利要求I表述的特征得以实现。这里提供了，在气态冲洗介质的情况中，引入到接收容器中的冲洗介质的量彡5Nm3，特别有利的是<0.1 Nm3,(标准立方米Vn)每小时每kg材料或者每小时材料通过量，和在液体冲洗介质的情况中< O. IL每小时每kg材料或者每小时材料通过量。但是，同时该接收容器中的真空必须持久保持在IOOmbar以下。上述的每小时冲洗介质供给量基于物料通过量的量或者每小时从接收容器输入的待清洁的材料的量和输出的清洁材料的量计，即，冲洗介质量/h每材料的量/h。试验已经表明，可以通过这样的方式以经济上小的耗费实现待回收利用材料的快速和极其有效的脱毒和几乎全部去除杂质。所有Nm3(标准立方米Vn)的数据理解为是根据/DIN1343，即，在空气湿度为0%，在T=273. 15 K和P=L 01325 bar条件下的干燥气体的值。
如开始已经说明的，一方面杂质在外部粘附在聚合物表面上，另一方面杂质还浓缩在材料的孔、划痕或者裂缝中。这些杂质大都可以通过仔细清洗而相对没有问题地减少。但是，并非不重要的杂质比例通常也包含在材料基质的内部，或者被容纳或溶解在其中。恰是这些整合在基质中的杂质特别难以除去，且表面的清洗方法通常是不足够的。这些杂质或者污染物的除去是复杂且尚未完全清楚的过程。它们的除去基本出现在三个步骤中
第一步是杂质从材料内部扩散或者迁移至外部的边缘区域。这个步骤强烈依赖于所施加的温度。但是，温度必须考虑到材料来如此选择，使得特别是在聚合物材料的情况中不出现对所述材料的物理或者化学性能不利的影响，特别是不出现熔融。环境压力也起到一定的作用，其中在低的环境压力时产生了扩散落差，并且增强了迁移。第二步是杂质从材料表面上分离。所述分离通过冲洗介质变得容易，并且尤其取决于环境压力，或者通过施加真空而变得容易。有效的分离仅在IOOmbar以下的真空才可 以实现。在第三步移除中，则必须将杂质用冲洗介质运走，并从接收容器除去。由于根据本发明选择了适当的高温、提供适当的真空和引入了冲洗介质，能够获得良好的脱毒效果。但是，这里还必须特别是对经济性和对所述方法的持续期进行进一步的考虑。当然，原则上允许考虑的是，应当引导尽可能大量的冲洗介质通过所述材料，以此将假定为大量的杂质分离和运走。这样的方法，在其中引导大量的洗涤气体穿过所述材料用于例如干燥，也是在现有技术中公开的。但是在这些方法中，通常不使用真空，而是在环境压力下在开放的容器中进行所述方法。但是因为缺乏真空，杂质的扩散和分离均减少。因此，大量的冲洗介质本身是没有用的。在本文上下文中必须注意，引入冲洗介质(并且特别是大量的冲洗介质)到抽成真空的容器中总是必然由此造成对真空的不利影响或者减少。引入的冲洗介质越多，压力越高和真空变得越小，并且杂质的迁移和蒸发或者分离就越小。如果要维持相应的真空，则不再能够引入足够的冲洗介质而不减小真空，由此虽然存在于表面上的杂质将增加，但是不能使它们分离并因此不能将它们除去。但是，另一方面或者为使其重新平衡，也可以并非简单地任意提高真空来以此获得杂质尽可能多的迁移以及良好的分离。为此即需要真空泵更高的抽吸量，其又将导致更高的基本费用和运行成本。但是即使使用最好的真空装置，在大量的冲洗介质的情况下也不能产生足够低的真空。因此在此不能够在不考虑真空的同时使用大量的冲洗介质，来获得假定的杂质高的分离和大的移除。相反，这甚至将是产生相反结果的，因为如前文所述，由此将降低真空，这又造成脱毒效果由于差的扩散和更低的分离而降低，亦或者不能够再进行所述方法，或者不是以经济的方式来进行。因此，必须使所述方向彼此相反的参数彼此权衡或使它们相互协调。以此方式，还可以因此确定材料在接收容器中所需的驻留时间。相对于不使用冲洗介质的处理，清洁作用平均提高了 5_65%。已经发现，具有高蒸发点的杂质比可易于蒸发的或者基本上易于清洁的杂质在清洁时获得更大的提高。所获得的产物满足全部所需的标准，例如，它们符合ILSI，是FDA证明的或者符合EFSA证明的。在基于本发明的试验中已令人惊奇地发现，与前者的观点相反，不需要大量的冲洗介质，并且非常少量的冲洗介质已经足以显著提高脱毒的效果。由此，在进一步的使杂质从表面上进一步有效分离时，保持必需的真空变得明显更容易和更经济。所述方法因此变得更经济，并且缩短了加工时间，或者在反应器中的驻留时间可以变得更短。根据本发明的方法的其它有利的方案描述在从属权利要求中。例如，如果设定将真空持久保持在50mbar以下，特别是10_20mbar之间，优选2mbar以下，对于杂质从材料内部向表面有效的扩散或者迁移，以及对于良好的分离来说则是有利的。根据所述方法的一个有利的方案，可以使用气态物质，特别是空气、二氧化碳、水蒸汽、惰性气体例如氮气等作为冲洗介质。气态冲洗介质尤其也可以用于材料在接收容器中另外的干燥。基本上所有的惰性气体都特别合适，因为它们在预处理容器中在热环境中 对聚合物没有或施加很少的影响。或者也可以有利地使用在进入接收容器后立即蒸发的液体，特别是水作为冲洗介质。水尤其产生特别高的脱毒效果，并且在很少量时就已经比空气更有效。基本上，液体冲洗介质更易于存储和计量加入。尤其在进入接收容器时通过其蒸发出现了聚集态的变化，其有助于杂质从聚合物颗粒表面上的分离甚至更好地进行。因此，大多至少在短时间内出现聚合物颗粒表面被液体冲洗介质润湿。因此，该液体冲洗介质能够松动表面上存在的杂质。因此，杂质在短时间后进行的冲洗介质的蒸发时还更有效的从表面上分离。如果该冲洗介质是极性的或者非极性的，则在这一方面是有利的是。因此，取决于杂质的特点或极性，能够实现杂质在该冲洗介质中尽可能有效的溶解或者混合。根据一种有利的工艺控制可以提供，在进入接收容器之前将冲洗介质加热和/或干燥，例如通过上游加热装置或者气体干燥装置来进行。该加热是以节约能量的方式有利地由整个过程的废热进行。在液体介质的情况中，有利的从系统中提取蒸发能量。为此目的，底盘(其通常作为冷却盘配置)可以具有小喷嘴，并且蒸发能可以用于冷却所述盘。所引入的冲洗介质的类型取决于所预期的杂质的类别和量，取决于待清洁的材料的性能，和取决于计划任务。例如，如果计划任务是由高密度聚乙烯(HD-PE)的奶瓶上清洁迁移产物，则除了正确的加工温度和设置必要的真空之外，引入水或者空气来强化清洁是有利的。喷入少量水，并且在加工条件下转化成蒸汽或者气体。在HD-PE或者其他聚烯烃的情况中水的使用是没有危险的，因为这些聚合物在给定的加工条件下，特别是在高温下与水的反应性相对较低。但是如果计划任务是清洁来自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄片的迁移产物和如果打算保留或者甚至改进PET的材料性能，则水可能是一种不利的介质，因为水或者水蒸气在高温时会导致PET分子链的裂解。空气或者氧气例如会导致氧化变色，这是不期望的。为此原因，在这种情况中更喜欢使用对聚合物没有影响的惰性气体或者液体。此外，在可能进行缩聚时将产生乙二醇或者二甘醇。这些产物也相应地更容易引离。但前提条件是弓I入的冲洗介质是无湿气的，例如是干燥的氮气。
这里还存在着这样的计划任务，在其中希望在有针对性地影响PET粘度的同时引离迁移产物，例如在将回收利用的物料返回聚合过程时。在这种情况中，分子链的裂解恰是期望的，并且例如水被证明是一种有利的冲洗介质，因为它除了加速运走迁移物质而外还导致分子链裂解。但是，冲洗介质的主要目的是从聚合物颗粒表面上使迁移产物分离，以及随后运走迁移产物。根据另外一种有利的工艺控制提供了，冲洗介质以至少lm/min的速度进入接收容器中或者冲击待清洁的材料。已经证实，尤其第二步(即，杂质从材料表面脱离)也取决于流过的介质的速度或者取决于冲洗介质出现在表面的速度。以此方式，杂质的脱离在一定程度上是受物理压迫的，并且杂质被流经它们的冲洗介质一起拖走。这种效应出现在冲洗介质的速度为至少Im/分钟时，在某些情况中在O. 8或者O. 9m/min时就已经出现了。因此，如果冲洗介质以这样的或者更高的速度冲击待清洁的聚合物颗粒，则大量的杂质(其由于所述温度而已经迁移到所述薄片的表面上)将被一起拖走，并且进入冲洗介质流中。 根据另外一种有利的方法，进入接收容器的冲洗介质的量在气态冲洗介质的情况中是O. 1-4. 7 Nm3 (标准立方米Vn)，优选1-3 Nm3，每小时每kg材料通过量每小时，和在液体冲洗介质的情况中在蒸发之前在O. 0001-0. 08升，优选O. 003-0. 05升每小时每kg材料通过量每小时的范围。通常，这里负压是2-20或者50mbar。所述方法能够在这些范围中有效、快捷和经济地进行。根据另外一种有利的工艺控制提供了，进入接收容器的冲洗介质的量在气态冲洗介质的情况中< O. 050 Nm3，优选在O. 001-0. 047 Nm3 (标准立方米Vn)，优选O. 001-0. 030Nm3每小时每kg材料通过量每小时的范围，和在液体冲洗介质的情况中在蒸发前在
O.0001-0. 08L的范围，优选O. 003-0. 05L每小时每kg材料通过量每小时之间。通常，这里负压在2-20或者50mbar的范围移动。所述方法能够在这些范围中有效、快捷和经济地进行。根据本发明的方法有利地连续进行，其中将待脱毒的材料连续引入到接收容器中，并且在一定的驻留时间之后，将它再次引出，例如送到螺杆输送器、挤出机或者另外的处理容器中，并且将冲洗介质也连续流入和连续引走。如果将冲洗介质通过接收容器的底面，特别是圆柱形底面引入则是特别有效的。由于接收容器中的薄片是在旋转的混合涡流中急速旋转，该材料经常扫过冲洗介质的入口开口。这里，如果该入口开口相对小则是有利的。因此，在这个位置的材料将受到冲洗介质的局部冲击，并且杂质将脱离并进入气流中。此后,该颗粒继续移动，并且下一个颗粒进入到冲洗介质流的流入区域中。以此方式，大量的颗粒在一定的时间内移动通过这一个所述位置，或者点集到这一个入口区域，在这里冲洗介质的速度或者局部流动大于Im/min。因此，该速度在所述容器的其他远离喷嘴的区域中是否降低，是次要的，因为终归分离已经完成了。—个优选的特别确保达到冲洗介质必需的最小速度的变体，其特征在于，该冲洗介质是通过至少一个、任选一个单独的喷嘴，例如针状喷嘴引入，所述喷嘴具有优选的直径是l-3mm。喷嘴的开口面积有利地小于或者等于70mm2。通常在入口开口前面设置挡板来防止堵塞。这在这种情况中既非必需也非有利，因为它将不利影响用冲洗介质直接和立即冲击所述颗粒。因此，接收容器中用于该冲洗介质的入口开口应当尽可能是未被覆盖的，并且没有盖子，所述盖子将使得冲洗流偏转或者降低它的速度。尤其在加工聚合物材料时，如果所述薄片保持块状和流动性则是有利的，因为仅仅如此才确保了材料大的整体表面积。出于这个理由，如果在再生聚合物材料时，处理在高于玻璃化转变温度和低于熔融范围的温度，优选在这样的温度，在该温度时所述材料以软化状态存在，优选在VICAT软化点(根据DIN306，A，10N，50 K/h)的范围进行，则是有利的。将以此方式软化和发粘的薄片通过持续的移动和充分混合保持块状和流动性或防止粘连成具有小的表面积的紧密的饼。根据一种有利的工艺控制，可以在接收容器上游或者下游增加至少一个另外的接收容器或者预处理容器，并且使所述材料依次通过所有的接收容器。本发明的方法优选在每个接收容器中进行，并且工艺控制也可以变化。通过选择适当的适于所述材料和预期的杂质的参数，为了实现更加提高的脱毒效果，在所述容器中可以使用不同种类和/或不同量冲洗介质。因此，例如为了同时完全除去多种杂质，有利的是在接收容器中使用不同的极 性冲洗介质，例如在预处理容器中使用极性冲洗介质和在主处理容器中使用非极性冲洗介质，或者相反。用于此的一种有利的装置例如是描述在W003/103915中。这种装置，如在W003/103915的附图
和说明书所示，通过弓I用纳入本申请中。在这一方面，如果提供一个预处理容器和一个与之相连的主处理容器是特别有利的，其中在两个容器的每一个中均进行根据前述权利要求之一的方法。如果主处理容器中的温度大于预处理容器中的温度和/或主处理容器中的压力小于预处理容器中的压力时，将获得特别有效的脱毒。此外，根据本发明提供的或者所述目的通过一种特定的装置来解决的，在该装置中提供如此配制的气体供给方式，使得冲洗介质能够以至少lm/min的速度引入到接收容器中，并且接收容器和真空泵是这样配置或者构建设计的，使得接收容器中的真空能够持久保持在IOOmbar以下。根据本发明的方法可以用这样的装置来快捷而简单地进行。根据本发明的装置基本上基于例如Erema公司的以名称Vacurema Basic、Advanced或者Prime可得的市售装置。例如可以使用EP2117796中所述的装置。在EP2117796中的附图中展示的及其在申请文件中具体描述的装置在此通过引用纳入本申请的内容中。在根据本发明的方法中，冲洗介质(其能够脱离杂质、容纳它们或者将它们一起拖走)是从下面引入的，即，在运行中位于切割压实机中的材料的水平面以下或者在切割压实机内部形成混合涡流的材料的水平面以下的的区域中。然后将富集杂质的，任选饱和的气态物质从位于运行中的切割压实机中的材料的水平面上方的区域中或者在由切割压实机出来的混合涡流的材料的水平面以上的区域引出。这里形成强制流动，并且该冲洗介质流过了所述材料的至少一个分区。用于该冲洗介质的供给方式可以设计为被动供给方式，例如仅仅作为出入孔，通过该出入孔气体仅以被动的方式例如通过负压被吸入到切割压实机内部。但是该供给方式也可以设计为主动供给方式例如作为喷嘴或类似物，通过喷嘴可将气体例如用泵、鼓风机等用过压主动吹入、喷入或者泵入接收容器内部。
该供给方式一方面可以尤其以一个或多个喷嘴的形式，设计在切割压实机的底部，在最低部的底部混合工具以下，且在那里优选在底面的最里面的三分之一半径以内。如果该供给方式设计在底面中，则该冲洗介质从下面的吹入也导致集液槽一定程度的疏松，这确保了对于材料甚至更好的处理和脱毒。这里，供给方式可以设计为单独的单开口或者以围绕混合工具的主轴的套管通过底面周围几乎贯穿延伸的环形裂缝状开口的形式。替代的或者除了底面的开口之外，供给方式也可以布置在切割压实机的侧壁中，其中应注意，供给方式总是位于材料水平面以下。有利的是供给方式的位置在切割压实机整个高度的最下面三分之一的区域中，特别是在接近于底部的下方的或者最下方的混合工具以下。在具有多个彼此叠置布置的混合工具的装置中，对于所述工艺控制来说有利的是将供给方式布置在最上面和最下面的混合工具之间，或者注入分别在两个圆盘或者混合工具之间所形成的空间中。以这样的方式，使所述材料被冲洗介质流良好地穿流，并且该流动 与通过混合工具的充分混合有利地一起作用。有利地，该供给方式没有注入到载体圆盘或者混合工具的边缘区域中，而且尤其分别注入到接收容器的各两个载体圆盘或者混合工具之间的区域中，或者布置在那里，而该供给方式尤其布置在各两个载体圆盘或者混合工具之间的中心。如果在上面的载体圆盘中设计至少一个穿孔，则在这一方面是特别有利的，因为以这样的方式，杂质能够有效地从混合工具之间的区域除去。如果在容器的各侧壁区域中设计供给方式，在其中旋转的材料颗粒在侧壁上施加了最大的压力，则该供给方式必须抵消这种压力，并且通过压力将冲洗介质带入到容器内部，由此用作主动供给方式。在侧壁中也可以设计气体供给方式作为单个的单开口。但是它们也可以设计沿着周长延伸的环形裂缝的形式。替代的或者除了目前所述的布置可能之外，该供给方式也可以布置在至少一个混合工具上或者载体圆盘上。这里，布置在下部的，最接近于底面的混合工具上，或者在下部的载体圆盘上是有利的；在供给方式布置在混合工具或者载体圆盘上时，有利的是将该供给方式设计在朝向底面的一侧。此外有利的是，将供给方式布置在载体圆盘或者混合工具的轴的附近，并且有利的是在载体圆盘转动时随之转动的混合工具的边缘附近，或在穿孔附近。以此方式，能够确保有效除去杂质。由冲洗介质以横向流原理穿流所述材料(即，从侧壁到侧壁)同样是可能的，但是稍微更昂贵些。但是，如果需要防止可能的再凝结时，它是有利的。原则上，该冲洗介质从上面的供给也是可能的。为了调节供料和卸料，所述供给方式有利地至少部分可关闭或可控制。这里，调节装置或者阀有利地调节了冲洗介质的量。该调节装置能够经由真空计量来调节。就这方面来说这是有利的，因为应当继续保持真空，以实现足够的扩散梯度。试验已经表明，在根据本发明将冲洗介质引入到真空密封的接收容器中的情况下，能够提高清洁效果或能够缩短加工时间。这里重要的是，所述介质实际上也必须贯穿流过所述材料，并且同时还最大程度地保持了真空。本发明现在将借助于特别有利的实施例来示例性地说明，但不能理解为限制于此。特别优选的装置在附图中给出，还在其中进行下面的方法实施例。图I显示了一种单级装置
图2显示了一种两级带有一个预处理容器的装置 图3显示了一种带有两个预处理容器的两级装置
图I显示了一种单级装置，它的设计借用了 Vacurema Basic装置,不同在于设计了用于冲洗介质的供料开口 2。该装置由可用真空泵抽真空的接收容器或者真空反应器或者切
割压实机I组成，其最下面的区域与单螺杆挤出机4相连。待回收的污染的薄片通过真空阀6从上面进到接收容器I中，在那里通过在垂直轴上可转动驱动的混合-和搅拌工具3加热、软化，但是不熔融，不断移动，混合和粉碎。同时，将洗涤气体从下面通过位于底部的供料开口 2引入，引导通过所述材料或者混合涡流，并且再次从顶部通过吸出开口 7引出。因此，根据本发明的方法在接收容器I中进行，由此实现了净化，并且同时干燥、结晶和升高本征粘度。在适当的驻留时间之后，将所述材料在保持真空的条件下强制供料填入挤出机4的入口区，并在那里熔融，然后过滤和进一步加工。图2显示了一种装置,它的设计借用了 Vacurema Advanced装置。这里,配备了两个接收容器1，I’(其配置分别与图I的容器相同)或者前置于可抽真空的主处理容器I的可抽真空的预处理容器I’，在其中首先引入待清洁和回收利用的原料并按照根据本发明的方法进行处理。在适当的驻留时间之后，将所述材料在真空下通过非压缩螺旋卸料器5从预处理容器I’中导入主处理容器I中，并在那里尤其以改变的但仍根据本发明的条件重新进行根据本发明的处理，然后将它类似于图I来完成。图3显示了一种装置,它的设计借用了 Vacurema Prime装置。这里,配备了三个接收容器1，I’(其配置分别与图I的容器相同)，即，可抽真空的主处理容器和两个前置于主处理容器I的预处理容器I’。两个预处理容器I’是彼此并联的，或者同时或者各自交替地和不连续地分批运行，并且交替并因此连续装料下游的主处理容器I。所有三个容器1，I’如此配置有或者各具有一个用于冲洗介质的供料开口 2，使得根据本发明的方法能够在每个容器1，I’中，任选以不同的参数进行。或者可以设计，在根据图2和3的预处理容器I’中没有引入或者可以引入洗涤气体或以传统方式运行。但是在主处理容器I中，在每种情况中都按照根据本发明的方法进行洗涤气体的引入。下面的方法实施例是用这里所述的装置来进行。实施例I :
在单级过程Vacurema Basic中清洁HD-PE奶瓶
在加工已在常规的清洗设备中预先清洗的奶瓶的HD-PE薄片的情况中，用经改变的单级Vacurema Basic装置(图I)得到以下结果
如果在某些标记化学试剂例如甲苯或者氯仿情况下，操作点=115°C，容器中的压力p=10mbar,驻留时间=60min和清洁效率是大约92. 3%,则当引入冲洗介质，即，0. 003L水每小时每kg材料和小时(材料通过量是大约300-350 kg PE/h)，其在容器中蒸发时，清洁效率提高到98. 2%。真空在这种方法中减小到大约20-25mbar，但是它仍然是足够的。实施例2
在两级过程Vacurema Advanced中进行HD-PE奶瓶的清洁
在加工已在常规的清洗设备中预先清洗的奶瓶的HD-PE薄片的情况中，用经改变的Vacurema Advanced系统加工(图2),并且除去已经扩散到它们中的有有毒物质质。该装置由预处理容器I’和下游的主处理容器I组成。两个容器1，1’均在真空下运行，并可用洗涤气体加载。在预处理容器I’中，将预先清洁的和研磨的HD-PE薄片以冷的、干燥状态经阀6小批量连续引入(材料通过量1000 kg/h)。在连续搅拌下，将薄片在真空下机械加热。将温度保持在低于或者接近于Vicat温度，以防止薄片粘连或者团聚。该薄片在预处理容器 I’中表现如流体，并且在连续搅拌下移动通过所述的容器，其中平均驻留时间是50分钟，并且在容器下部区域中达到大约90-115 的温度。同时，将真空保持在大约l-30mbar。在最佳条件下，特别是在最小残留水份等条件下，该真空有时会下降到甚至Imbar以下。现在，在预容器I’中的目标是将扩散入薄片中的有毒物质至少从薄片的接近表面的区域除去。为此目的，在容器下部区域中以大约2m/min的流速经针状喷嘴2喷入大约
O.01-0. 03L的水每小时每kg材料每小时，其立即蒸发，并且以逆流原理通过移动的材料。吸出点位于容器的盖子上。由于水在容器中的蒸发造成体积急剧增加。真空下降到大约10_30mbar。然后通过阀门或者传送装置5将所述材料转运主处理容器I。在那里，在不同条件下进行进一步的处理。具体的，在两个容器中存在下面的条件
预处理容器
T 材料=101。。p=29mbar
冲洗介质水，其量是O. 02L/h每材料通过量(kg/h)
流速大约2m/min 主处理容器(反应器)
T 材料=123。。p=3mbar
冲洗介质空气，其量为O. 0033 Nm3每材料通过量(kg/h)，相当于在上述条件下在1000kgPE/h的材料通过量的情况下3. 36 Nm3洗涤空气/h或者1650m3/h。流动速度大约2m/min
对某些标记化学试剂例如甲苯和氯苯的清洁效果通过本发明的方法而增加，甲苯从94. 5%(无冲洗介质)增加到99. 8%，或氯苯从93. 7%增加到99. 8%。实施例3
空气-水对比
这里，将实施例2中主处理容器I中的空气用冲洗介质水代替，由此主处理容器I中的条件改变如下主处理容器(反应器)
T 材料=124。。p=5mbar
冲洗介质水，其量为O. 0032 Ι/h每材料通过量(kg/h)，相当于在上述条件下大约
1.800m3水蒸汽/h每材料通过量(kg/h)
流速大约2m/min
不再能够在材料中发现化学试剂甲苯和氯苯。它们已经下降到低于检测限度。实施例4 聚丙烯瓶的清洁
将PP瓶类似于实施例2，在下面的条件下进行处理
预处理容器
T 材料=122。。p=35mbar
冲洗介质水，其量是O. 028 Ι/h每材料通过量(kg/h)，相当于在上述条件下大约
2.640m3水蒸汽/h每材料通过量(kg/h)
流速大约2m/min 主处理容器(反应器)
T 材料=135。。p=3mbar
冲洗介质水，其量为O. 0012 Ι/h每材料通过量(kg/h)，相当于在上述条件下大约
I.900m3水蒸汽/h每材料通过量(kg/h) (=1900m3水蒸汽/h每1000 kg的PP/h)
流速大约2m/min
分析了清洁步骤之前和之后的柠檬烯的含量。在未清洁的PP薄片中的初始值是大约32544-46800的顶空检测系统的检测仪数。不使用冲洗介质时，得到了大约5200-8900的检测数。使用本发明的冲洗介质时，在处理过的材料中该值降低到1250-1500检测数。实施例5
HD-PE奶瓶的清洁
该方法是按照实施例2来进行的，但是在预处理容器中和在主处理容器中的驻留时间均为60分钟。如果使用被柠檬烯污染的HD-PE薄片。在长期的试验中，连续采集3000个样品，来监控净化过程。首先(直到样品200)，将所述薄片没有用冲洗介质处理，而仅在真空下处理，其中平均柠檬烯含量降低到大约I. 2ppm，并且在此波动。此后，在其它条件不变的情况下，加入冲洗介质，即，通过在预处理容器I’中使用水和在主处理容器2中使用空气这样的组合来加入。自样品200始，在下面的条件下将冲洗介质流入到两个容器中
预处理容器
T 材料=104°Cp=22mbar
冲洗介质水，其量为0.045 Ι/h每材料通过量(kg/h)，相当于在上述条件下在大约1000 kg的PE/小时的材料通过量情况下大约43mVmin的洗涤气体量(水蒸汽)。流速大约2m/min 主处理容器(反应器)
T 材料= 121。。
p=5mbar
冲洗介质空气，其量为在上述条件下2. 3m3小时每材料通过量(kg/h)，其相当于在上述条件下通过量是1000 kg的PE/h的情况下2300m3洗涤空气/h的量(大约7. 86 Nm3/h)。流速大约2m/min
由此，平均柠檬烯含量降低到大约O. 25ppm，并且在此波动。试验进程参见下图。
权利要求
1.用于材料特别是热塑性材料的加工和脱毒，或用于从这种材料中除去杂质或者污染物的方法，其中将该材料在真空下在至少一个接收容器(I)中加热、混合和任选粉碎，和其中将冲洗介质引入到接收容器(I)中所述材料的水平面以下，引导穿过所述材料的至少部分区域，并且将富集了或者饱和有杂质的冲洗介质又从接收容器(I)中引出，其特征在于，引入到接收容器(I)中的冲洗介质的量在气态冲洗介质的情况中小于5 Nm3，优选小于0.1Nm3 (标准立方米Vn根据DIN1343)每小时每kg材料或者材料通过量每小时，和在液体冲洗介质的情况中小于0. IL每小时每kg材料或者材料通过量每小时，其中同时将接收容器(I)中的真空持久保持在IOOmbar以下。
2.根据权利要求2的方法，其特征在于，将所述真空持久保持在50mbar以下，特别是在10-20mbar之间，优选在2mbar以下。
3.根据权利要求I或者2的方法，其特征在于，作为冲洗介质使用气态物质，特别是空气、二氧化碳、水蒸汽、惰性气体例如氮气等。
4.根据权利要求1-3之一的方法，其特征在于，作为冲洗介质使用在进入接收容器(I)之后立即蒸发的液体，尤其是水。
5.根据权利要求1-4之一的方法，其特征在于，所述冲洗介质是极性的或者非极性的。
6.根据权利要求1-5之一的方法，其特征在于，在进入到接收容器(I)之前，将该冲洗介质加热和/或干燥到尤其是接收容器(I)中的温度。
7.根据权利要求1-6之一的方法，其特征在于，所述冲洗介质以至少lm/min的速度被引入接收容器(I)或者进入或冲击所述材料。
8.根据权利要求1-7之一的方法，其特征在于，进入接收容器(I)中的冲洗介质的量在气态冲洗介质的情况中小于0.050 Nm3，特别是在0.001-0. 047 Nm3(标准立方米Vn)，优选在0. 001-0. 030 Nm3范围，每小时每kg材料或者材料通过量每小时，和在液体冲洗介质的情况中，在蒸发之前，在0. 0001-0. 08L，优选在0. 003-0. 05L的范围，每小时每kg材料或者材料通过量每小时。
9.根据权利要求1-8之一的方法，其特征在于，所述材料和冲洗介质的通过，或加入接收容器(I)中和从接收容器(I)中引出各自连续进行。
10.根据权利要求1-9之一的方法，其特征在于，将冲洗介质通过接收容器(I)的底面，特别是圆柱形底面引入。
11.根据权利要求1-10之一的方法，其特征在于，所述冲洗介质通过至少一个，优选一个单独的喷嘴，例如针状喷嘴来引入，所述喷嘴优选具有直径为1-lOmm，尤其具有< 70mm2的开口面积。
12.根据权利要求1-11之一的方法，其特征在于，在再生聚合物材料，特别是热塑性聚合物材料时，该处理在玻璃化转变温度以上和熔融温度范围以下的温度进行，优选在这样的温度下，在该温度时，所述材料处于软化态，优选在VICAT软化点区域中(根据DIN306，A,10N,50 K/h)。
13.根据权利要求1-12之一的方法，其特征在于，在接收容器(I)上游或者下游连接至少一个另外的接收容器(I’)，并且所述材料连续穿过所有的接收容器其中在每个接收容器(1，1’，...)中进行根据前述任一权利要求的方法，特别是使用各自彼此不同的冲洗介质和用不同量的冲洗介质。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，提供了一个单独的预处理容器或者两个并联的预处理容器和与之相连的主处理容器，其中在主处理容器中和优选也在每个预处理容器中进行根据前述任一权利要求的方法，其中尤其是主处理容器中的温度大于预处理容器中的温度和/或主处理容器中的压力小于预处理容器中的压力。
15.用于进行根据前述任一权利要求的方法的装置，具有至少一个接收容器或者切割压实机(I)，所述接收容器或者切割压实机尤其基本上是漏斗形或者圆柱形的，尤其具有底面(3)和侧壁(2)，能够用真空泵抽真空，在其中布置着至少一个混合工具(12，21)，所述混合工具尤其能够绕着垂直轴(8)旋转，其移动或者旋转存在于接收容器(I)内部的待再生材料，优选块状或者颗粒状材料，特别是以非熔融聚合物颗粒形式的塑料材料或类似物，将这种材料混合，加热或任选粉碎或者作用于材料上，其中在接收容器(I)中，在运行中的位于接收容器(I)中的材料水平面以下或者在运行中形成的混合涡流的材料的水平面以下，设计或者连接了至少一个气体供给方式，优选以喷嘴的形式，用于使冲洗介质进入接收容器(I)内部，其特征在于，如此配置所述气体供给方式，使得该冲洗介质能够以至少lm/min的速度引入到接收容器(I)中，并且如此设计或构建配置该接收容器(I)和真空泵，使得接收容器(I)中的真空持久保持在IOOmbar以下。
全文摘要
本发明涉及用于材料特别是热塑性材料的加工和脱毒，或用于从这种材料中除去杂质或者污染物的方法，其中将该材料在真空下在至少一个接收容器(1)中加热、混合和任选粉碎，和其中将冲洗介质引入到接收容器(1)中所述材料的水平面以下，引导穿过所述材料的至少部分区域，并且将富集了或者饱和有杂质的冲洗介质又从接收容器(1)中引出。根据本发明设想，引入到接收容器(1)中的冲洗介质的量在气态冲洗介质的情况中小于0.1Nm3(标准立方米Vn根据DIN1343)每小时每kg材料或者材料通过量每小时，和在液体冲洗介质的情况中小于0.1L每小时每kg材料或者材料通过量每小时，其中同时将接收容器(1)中的真空持久保持在100mbar以下。
文档编号C08J11/06GK102802899SQ201180006859
公开日2012年11月28日 申请日期2011年1月17日 优先权日2010年1月22日
发明者M.哈克尔, K.法伊希廷格, G.文德林, G.魏格斯托费尔, J.唐纳德森 申请人:奥地利埃瑞玛再生工程机械设备有限公司