再循环方法与流程

根据权利要求1的前序，本发明涉及一种用于再循环由pet或聚烯烃(po)制成的包装废料和由pet或po制成的至少第二制品的方法，这些包装废料被称为第一制品并且可以根据“锁钥”原理脱色。

背景技术：

0、现有技术

1、ep 3 516 108 a1公开了一种制备着色聚合物材料的方法。在该方法中，聚合物是第一聚合物和与第一聚合物相容的第二聚合物的混合物。第二聚合物是母料并且具有用于水性颜料组合物的粘结剂。

2、从ep 3 770 208 a1中已知一种用于使着色的合成或非合成极性聚合物材料脱色的方法。在这种情况下，着色的聚合物暴露于极性溶剂。该极性溶剂含有作为钥匙试剂的用于吸收聚合物颜色的极性脱色剂。

3、因此，这些专利申请描述了用于着色塑料的技术，其中由于着色剂的性质，着色的塑料可以用钥匙试剂或“钥匙”脱色。在本技术的上下文中，该技术被称为“锁钥”原理。

4、如果要再循环着色的塑料，则存在这样的风险：根据上述方法着色的塑料部件将与不同地着色的塑料部件在共同部分中“渗色”，即在再循环过程中较早或在一些点处释放它们的颜色，这具有破坏性作用。

5、此外，这些着色的塑料目前不能单独再循环，因为在返回流中收集的可再循环物的量仍然太少，不利于经济运行。因此，着色的塑料必须与其它塑料一起循环使用。

6、本发明的目的

7、由于所描述的现有技术的缺点，本发明的目的是提供再循环方法，其中可光学分选的聚合物，尤其是以上所描述的着色聚合物，可以以高效、成本有效和相应经济的操作进行改进或脱色。

8、描述

9、通过权利要求1的特征部分中指出的特征，在一种用于再循环由pet或po制成的包装废料和由pet或po制成的至少第二制品的方法中实现了所陈述的目的，该包装废料被称为第一制品并且可以根据特定特征进行分选，尤其是光学分选。例如，聚烯烃包括pp或hdpe。改进和/或有利的替代实施方案形成了从属权利要求的主题。

10、优选地，本发明的特征在于，为了浓缩第一制品，第一制品通过分选与第二制品分离，并且在被分离之后，独立于第二制品，对第一制品进行改进步骤(j)，尤其是脱色或去除污染物，在步骤(j)之后，第一分选制品被暂时储存在储存库(m)中，并且在储存之后，第一制品被进料到单独的步骤(g)和(h)或(i)。

11、如果再循环产品的部分流需要或能够进行特别的处理步骤，该处理步骤显著改进总产品的附加值或质量，则第一制品的改进对于整体产品具有很大潜力。第一制品的部分流具有可以用于(光学)分选以分离该部分流的特征。所讨论的处理或改进步骤可以是脱色概念，或更一般地，是只能在部分流中发现的污染物的特定分离，该部分流可以通过分选技术唯一地指定。例如，污染物可以是pet薄片上的特殊涂层。

12、由于第二制品的主流由大量的至少第二制品携带，所以通过分离第一制品，可以以经济的再循环方法改进这些方法。储存料仓的提供使得能够提供足够量的由第一改进制品生产的薄片，以允许侧流连续操作，并且因此是有利的。如果需要的话，储存料仓可以附加地由单独的再循环方法进料合适的薄片。因此，第一制品的比例可以是低的并且该再循环方法仍然是经济的。

13、在本发明特别优选的实施方案中，第一制品可以根据“锁钥”原理脱色，并且改进步骤是脱色步骤(j)，其中第一制品通过称为“钥匙”的试剂脱色。在脱色步骤中，着色物质在“钥匙”的帮助下从第一制品中溶解出。第一制品的“渗色”和与此相关的第二制品的主流的不希望的脱色可以通过将它们分离来防止。用于溶解出着色物质的“钥匙”的使用可以与第二制品的主流分离地进行。

14、在本发明的优选实施方案中，在方法步骤(a)中将第一制品与第二制品分离。因此，第一制品(例如，瓶)可以早在第一方法步骤中就从第二制品的主流中去除，并且第一制品已经被分选并且单独地粉碎成薄片。第一制品的渗色可以通过在热的和强力洗涤之前将它们脱色来避免。分选未粉碎制品的另一优点是，一部分标记信息由于研磨过程而丢失。然而，该信息完全存在于未粉碎的第一制品中。第一制品的光学分选通过颜色、形状、数字水印或标记物质来实现。通过形状、品牌标志或数字水印的分选仅对于未粉碎的第一制品是可能的。

15、有利地，在方法步骤(f)中第一制品作为薄片与第二制品分离。第一制品的光学识别率在薄片分选中特别好。

16、已经证明有用的是，第一制品的光学分选可以通过颜色、形状、数字水印或标记物质来实现。根据标记第一制品的方式，可以实现高识别率。优选地，在“锁钥”概念中用作“钥匙”的物质也满足标记物的功能。数字水印、标记物质或其它被动检测特征也可以用作标记物，它们可以通过非视觉光谱(例如，红外光谱、激光光谱)识别。

17、在另一优选实施方案中，第一制品的分选是光学分选，并且可以通过颜色、形状、数字水印或标记物质来实现。这种分选确保了第一制品和第二制品的高度分离。

18、在一个优选的实施方案中，储存库(m)仅填充有作为薄片的第一制品。如果再循环市场已经被第一制品渗透到相关程度，则这是有利的。因此，再循环流中第一制品的量足以有利地操作侧流中的专用再循环线。在本技术的上下文中，相关的市场渗透应理解为是指当第一制品占总流的大于或等于10重量％时的情况。

19、如果再循环市场在第一制品的市场引入开始时仅具有低市场渗透，则优选的是储存库(m)填充有作为薄片的第一制品以及填充有来自外部再循环方法(n)的天然着色的po薄片或透明的pet薄片。这允许在侧流中有利地操作专用再循环线，即使第一制品的量(仍)低也是如此。在本技术的上下文中，低市场渗透被理解为是指当第一制品占总流的小于10重量％时的情况。

20、本发明的特征还优选在于，脱色步骤(j)是经分选的第一制品的旁路的一部分，该旁路在第一制品的主流中被引导至第二制品的主流。通过从第二制品的主流中选择性地分出旁路，可以经济地进行第一制品的脱色，即使所收集的可再循环物在返回流中的量较低也是如此。母料可能发生的任何渗色在旁路中被隔离，这意味着不会对第二制品的主流造成损害。第一制品的低主流可以在储存料仓中通过进料合适的附加的薄片流来补充。

21、有利地，脱色步骤(j)在脱色浴中进行。这允许“钥匙”高效地起作用，以从第一制品去除着色物质。

22、在本发明的另一实施方案中，脱色步骤(j)可以以分批或连续方式操作。如果重要的是设定精确的停留时间，则分批操作是优选的。如果这不太重要，则连续操作是优选的，因为连续操作比分批操作需要的设备和容器少。

23、在本发明的另一特别优选的实施方案中，第一制品在进料到脱色步骤(j)之前被研磨成薄片。“钥匙”可以特别高效地作用于薄片以使它们完全脱色。

24、为了满足特定的纯度要求，可以在脱色步骤(j)之前或之后在旁路中提供第二洗涤步骤(b,k)。为了改进洗涤结果，优选脱色之后的洗涤步骤是第二强力洗涤步骤(k)。

25、优选地，第二强力洗涤步骤(k)是在介于50℃和90℃之间的温度下并且用具有0.5％至5％的naoh的洗涤液体进行的。

26、在本发明的另一优选实施方案中，在旁路中提供第二干燥步骤(l)，在该步骤中，经脱色的薄片被脱水。在po的情况下，机械脱水通常足以去除水分。第二干燥步骤(l)使得在对薄片进行分选(f)期间分选的第一制品能够在脱色之后直接进料到挤出(g)。

27、在本发明的另一优选实施方案中，在旁路中提供第二干燥步骤(l)，在该步骤中，脱色的薄片被干燥。这种(热)干燥对于由pet制成的第一制品是必需的，因为机械脱水不能为它们提供足够的除湿。已经证明有利的是，第一洗涤步骤是第一强力洗涤步骤(d)。第一洗涤步骤的强化可以通过选择温度(热洗涤或冷洗涤)、阶段(单阶段或多阶段)洗涤次数、洗涤剂(诸如液体)的使用，或一次或多次浮槽分离来实现。

28、参考示意图，从本发明的多个示例性实施方案的以下描述中，另外的优点和特征变得明显。在附图中，附图未按比例绘制：

29、图1：示出了现有技术中已知的用于再循环pet或po瓶的方法的流程图；

30、图2：示出了整合到根据图1的方法中的用于使第一制品脱色的第一实施方案的流程图，其中母料是耐热液体的并且第一制品具有低市场渗透(该低市场渗透也适用于图3至图5的实施方案)；

31、图3：示出了整合到根据图1的方法中的用于使第一制品脱色的第二实施方案的流程图，其中母料也是耐热液体的；

32、图4：示出了整合到根据图1的方法中的用于使第一制品脱色的第三实施方案的流程图，其中母料不是耐热液体的；

33、图5：示出了整合到根据图1的方法中的用于使第一制品脱色的第四实施方案的流程图，其中母料也不是耐热液体的；

34、图6：示出了耐热液体母料的第五实施方案的流程图，其中第一制品具有相关的市场渗透(相关的市场渗透也适用于图6至图9的实施方案)；

35、图7：示出了耐热液体母料的第六实施方案的流程图；

36、图8：示出了耐热液体母料的第七实施方案的流程图；并且

37、图9：示出了同样不是耐热液体的母料的第八实施方案的流程图。

38、图1示出了用于再循环pet或po包装废料的已知方法的流程图。该方法包括以下步骤：

39、(a)对收集的制品进行预分选，

40、(b)对制品进行预洗涤，

41、(b)粉碎制品以形成薄片，

42、(c)在第一洗涤步骤中洗涤制品，

43、(e)在第一干燥步骤中使薄片脱水和干燥，

44、(f)对薄片进行分选，

45、(g)挤出，以及

46、(h)在pet废料的情况下固态缩聚(ssp)，或者

47、(i)在po废料的情况下净化，

48、预分选(a)是光学分选操作，通过该操作，优选地根据颜色从一种类型的塑料(po或pet)的混色废塑料产品中分选制品，并且其它外来物质被分离，从而浓缩目标部分。

49、步骤(b)和(c)可以在以下实施方案选项中进行：

50、1.)具有预洗涤和/或后洗涤的单阶段粉碎，或者

51、2.)具有预洗涤和/或中间洗涤和/或后洗涤的两阶段粉碎，或者

52、3.)通过湿磨机或干磨机粉碎。

53、第一洗涤步骤(d)可以是强力洗涤步骤。例如，强化可以通过用液体和洗涤剂进行多小时强力热洗涤来进行。在ssp(h)之后，例如，通过挤出(g)生产的由rpet制成的粒料可以被再次加工以形成容器，尤其是瓶。例如，由rhdpe制成的再循环粒料还可以再次被加工以形成容器，优选地瓶。

54、根据本发明的方法基于再循环产品的第一制品的部分流，该部分流需要或能够进行特殊处理步骤，也被称为改进步骤，该改进步骤显著提高了整个产品的附加值或质量。因此，主流由构成待再循环产品的主体积流的第二制品组成。第一制品的部分流具有可以用于(光学)分选以分离该部分流的特征。相关的处理步骤可以是脱色概念，或更一般地，是仅只能在部分流中发现的污染物的特定分离，该部分流可以通过分选技术唯一地指定。例如，污染物可以是pet薄片上的特殊涂层。

55、基于“智能着色”技术的优选实施方案在图2至图5中示出。在根据图2至图5的方法中，由pet或聚烯烃(po)制成的第一制品和至少第二制品在包装废料中混合，包装废料作为捆被进料至步骤(a)。该捆含有介于90重量％和98重量％之间的一种塑料(即，pet或po)的包装废料。第一制品可以根据“锁钥”原理脱色，该原理在ep 3 516 108 a1和ep 3 770 208a1中进行了公开。在这种情况下，使用颜色可以被极性脱色剂(试剂或“钥匙”)吸收的颜色母料。这允许通过将着色物质从第一制品中溶解出来而使第一制品脱色。这实质上改进了塑料瓶和产品的可持续性。

56、利用该原理，首先存在第一制品将与第二制品在共同部分中“渗色”的风险，即在再循环过程中较早或在一些点处释放它们的颜色，这具有破坏性作用。如果杂质也进入脱色浴，则这也是具有破坏性。

57、其次，当引入新技术(诸如“锁钥”原理)时，收集的可再循环物返回流中的量仍然太小而不能以正确分选并且同时经济的方式再循环它们。

58、根据图2至图5的流程图涉及当第一制品具有低市场渗透时的方法。即，包装废料的进料流具有低比例的第一制品。第一制品的典型量低于10重量％。

59、根据图6至图9的流程图示出了用于第一制品的相关市场渗透的方法。即，包装废料的进料流具有相关比例的第一制品。通常，大于10重量％的第一制品存在于再循环流中。

60、根据图2和图3的流程图基于以下思想：在处理阶段中分离再循环流，并且由此在对薄片进行分选(f)期间将第一制品分离成第一制品的旁路或主流，并且在脱色(j)之后将它们分别收集在储存料仓(m)中。这允许即使在低市场渗透的情况下也经济地操作该再循环方法。由于作为薄片存在的第一制品仅在第一洗涤步骤(d)之后才从第二制品的主流分离，所以母料必须是耐热液体的。因此在强力洗涤步骤(d)中的渗色是不可能的。

61、光学传感器用于将第一制品集中在第一制品的旁路或主流中。可以想到仅按颜色分选，因为可脱色母料仅用于一种颜色；也可以使用可以通过图像数据处理标识的特有形状特征或品牌标志。最后，也可以使用数字水印和标记物质。应当理解的是，如在前面两个句子中描述的标识特征仅在未粉碎的第一制品的情况下能够被识别。仅在根据图4和图8的流程图的方法中，形状特征、品牌标志或数字水印才可以用作分选特征。

62、在旁路中，提供脱色步骤(j)，其中作为薄片存在的第一制品通过“钥匙”脱色。优选地，步骤(j)在脱色浴中进行。脱色的薄片被进料到如图2所示的后洗涤(k1)中。如果脱色的薄片不再需要强力清洗，则这种后洗涤可以用冷水进行而不需要化学品。

63、根据图3，后洗涤也可以是使用苛性钠和清洁物质的第二强力洗涤步骤(k2)。由于薄片已经脱色，所以它们在强力洗涤步骤(k2)中不再渗色。在第二干燥步骤(l)之后，脱色的薄片被储存在储存料仓(m)中。

64、在第一制品的低市场渗透的情况下，使第一制品通过单独的挤出(g)和随后的步骤(h)或(i)在经济上是不可行的。因此，料仓(m)附加地填充有来自外部再循环方法(n)的天然着色的po薄片或透明的pet薄片。根据图1中所示的方法处理透明的薄片直至对薄片进行分选(f)。侧流的单独挤出(g)因此可以用足量的薄片经济地操作。

65、此外，第一制品的脱色和清洁的薄片可以在薄片混合物被挤出之前在储存料仓(m)中与已经存在的再循环方法混合，该再循环方法产生天然着色的或透明的薄片。

66、图4和图5示出了第一制品的低市场渗透的两个实施方案，其中母料不是耐热液体的，并且因此在用化学品强力热洗涤期间会渗色。在这种情况下，从第二制品的主流分离第一制品被提前，并且第一洗涤步骤(d)仅在储存料仓(m)之后与来自单独再循环方法的天然着色的或透明的制品一起进行。

67、根据图4中所示的方法，第一制品已经作为瓶从第二制品的主流中分选出来，并且另外的方法步骤(b)和(c)已经在侧流中进行。在脱色(j)和第一干燥步骤(e)之后，脱色的薄片被收集在储存料仓(m)中并且与附加的天然着色的薄片混合，使得存在有益量的薄片。仅在储存料仓(m)之后进行第一洗涤步骤或强力洗涤步骤(d)，这不是关键的，因为第一制品已经脱色。在第二干燥步骤(l)和对薄片进行分选(f)之后，薄片可以被挤出。

68、图5还示出了第一制品和不耐热液体母料的低市场渗透的再循环方法的实施方案。首先，进行通常的方法步骤(a)、(b)和(c)。在温和进行以防止母料脱色的预洗涤步骤(d2)之后，在对薄片进行分选(f)中分离第一制品。在第一干燥步骤之后，作为脱色薄片存在的第一制品被暂时储存在储存料仓(m)中。如上所述，薄片的量随着附加的天然着色的薄片(n)而增加，从而存在有益量的薄片。

69、只有在该量增加之后，才在洗涤步骤或强力洗涤步骤(d)中强力洗涤薄片。在该步骤(d)中，母料不再渗色，因为第一制品已经预先脱色。在第二干燥步骤(l)之后，侧流的薄片从第二制品的主流单独挤出。这种具有随后步骤(h)或(i)的单独挤出(g)在经济上是可行的，因为在储存料仓(m)中存在足够量的薄片。

70、根据图6至图9的实施方案在方法流程方面原则上与图2至图5的实施方案相同。然而，这些选项仅在再循环市场具有第一制品的足够相关的市场渗透时应用。在这种情况下，不再需要用透明薄片(po)或天然着色的薄片(pet)的单独流(n)补充在储存料仓(m)中作为薄片存在的第一制品。

71、本发明允许若干预分选步骤与预洗涤步骤(b)、(k)相结合，该预洗涤步骤(b)、(k)使得能够对待提供至脱色浴(j)的部分进行浓缩和预清洁。为此目的，在预分选之后，第一制品在第一制品的旁路或主流中被引导，第一制品在脱色之后被收集并且暂时储存在储存料库(m)中。

72、取决于市场渗透，如果需要的话，可以附加地将透明的pet薄片或天然着色的po薄片添加到储存料仓(m)中。当第一制品也在清洁状态下进入储存料仓时，这些添加的薄片可以已经被强力洗涤和干燥。这确保了存在足够量的薄片以使得对于第一制品的单独挤出(g)有利。原则上，该方法适用于po塑料产品和pet塑料产品。

技术实现思路