Способ изготовления листовых облицовочных изделий из полимерных отходов

 

Описывается способ изготовления облицовочных листовых изделий из отходов пленочных полимерных материалов, включающий измельчение пленки, очистку от пылевых и жировых отложений, промывку, сушку, распределение и уплотнение сырья на подложке до отверждения готового изделия, отличающийся тем, что промытые измельченные отходы перед сушкой подвергаются дополнительному измельчению и обжатию в агломераторе с пропеллером с одновременным окрашиванием путем ввода в агломератор пигментных красителей, причем после уплотнения частиц пленки заданных размеров, высушенных при 100 - 110°С в течение 3 - 8 мин, полученное полотно с плотностью 30 - 40 кг/м³ прогревают в печи при 160 - 180^oC до оплавления и окончательной усадки на подложке с последующим прессованием и охлаждением в пресс- форме под давлением 2 - 10 кг/см², при этом готовый полимерный лист формируют вместе с подложкой. Технический результат - упрощение процесса и создание изделий с высокими потребительскими свойствами и экономически чистыми. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области производства полимерного (пластикового) листового материала из отходов пленочных полимерных материалов, например из отходов полиэтилена, полипропилена, полистирола, композитных пленок с прослойками бумаги, фольги и т.п. пластиковых отходов, и может быть применено при изготовлении плиток облицовочных и других изделий с различными цветовыми композициями.

Анализируя общее состояние предшествующего уровня техники по результатам проведенных патентных исследований в области производства строительных изделий, следует вывод, что проблема переработки полимерных (пластиковых) отходов в изделия облицовочные существует как в России, так и за рубежом. Традиционные технологии изготовления облицовочных листовых изделий из полимерных отходов имеют достаточно много технологических недостатков и экологически небезопасны. Так, полимерное (пластиковое) сырье, идущее на переработку в изделия имеет множество пылевых и жировых включений (загрязнений), в процессе грануляции эти включения резко снижают качество гранул; при мойке сырья, возникающая влажность отрицательно влияет на качество гранул, так как в процессе гранулирования происходит частичное разрушение длинномолекулярных связей, что приводит к ухудшению свойств полимерных изделий. В результате патентных исследований близких аналогов по существу заявляемого способа не обнаружено.

Известен способ получения многослойного материала, в котором используется стеклоткань с нанесением на нее слоев суспензии фторопласта краскораспылительным пистолетом (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 442091, по кл. B 32 B 31/26, опубл. 05.09.74, бюл. N 33).

Известный аналог, использующий подложку из стеклоткани, является дорогостоящим, а многослойная пропитка напылением суспензии фторопласта экологически вредна и опасна для здоровья человека.

За наиболее близкий аналог к заявленному способу принят способ изготовления облицовочных листовых изделий из отходов пленочных полимерных материалов, включающий измельчение пленки, очистку от пылевых загрязнений и жировых отложений, промывку, сушку и распределение сырья на подложке до отверждения готового изделия (см, описание изобретения к заявке DE N 4117797 A1, кл. B 29 D 7/01, 1992).

Однако, наиболее близкий аналог имеет довольно сложную и трудоемкую технологию изготовления слоистого органопластика, кроме этого, при высокой влажности изделия деформируются, а при перепадах температуры из них выделяются ядовитые вещества, вредные для здоровья человека.

Задачей предлагаемого к патентованию изобретения является создание упрощенного, не требующего дорогостоящего оборудования, способа изготовления из дешевых полимерных (пластиковых) отходов облицовочных листовых изделий с высокими потребительскими свойствами и экологически чистыми.

С этой целью в заявленном способе, наряду со сходными признаками с ближайшим аналогом это измельчение пленки, сушка, уплотнение на подложке до отверждения готового изделия, имеются новые, отличительные признаки: сухие грубоизмельченные отходы в виде частиц тщательно очищают от различных загрязнений (примесей) и промывают водой лопастным барабаном в моечной машине, а после мойки подвергают дополнительному измельчению и обжатию в агломераторе в мокром состоянии за счет энергии вращения пропеллера с одновременным окрашиванием полимерных частиц пигментными красителями, одновременно осуществляют сушку промытых и очищенных частиц при температуре 100-110^oC в течение 3 - 8 мин до получения легких сухих полимерных частиц в виде лопухов с различными цветными тонами, вкраплениями, размерами 3х3 см, которые затем уплотняют равномерным слоем на бумажной подложке в сплошное полотно в виде цветного "одеяла" до плотности 30-40 кг/см³, прогревают его в печи при температуре 160 - 180^oC, доводят до окончательной усадки на бумажную подложку (лист), а затем в пресс-форме осуществляют допрессовку "одеяла"-полотна под давлением 2 - 10 кг/см², одновременно охлаждают водой, циркулирующей по каналам пресс-формы, до охлаждения и отверждения листа до толщины 3 - 5 мм.

Двухстадийное измельчение полимерных отходов позволяет окончательно вывести из очищенного промытого сырья все пылевые включения, жировые загрязнения, т.е. подготовить сырье к качественной окраске пигментами, а также легко отделить разные полимерные частицы друг от друга, чтобы далее равномерно распределить их при формовании заготовки. Обогрев и сушка полимерных частиц при температуре 100 - 110^oC обеспечивает двухосное или одноосное обжатие пленочных частиц, образуя легкие лопухи размеров, например, 3х3 см, имеющие способность свободно распределяться в форме до заданных размеров и легко воспринимать в свою структуру пигментные красители.

Таким образом, в результате анализа всей совокупности признаков, содержащихся в вышеописанном разделе и формуле данного изобретения, установлено, что в описанных аналогах отсутствуют те отличительные признаки, которые присущи заявляемому изобретению, в связи с чем предлагаемый к патентованию "способ изготовления листовых облицовочных изделий из полимерных отходов" соответствует критерию "изобретательского уровня".

Из анализа предшествующего уровня техники не следует, что имеются аналогичные технологии производства облицовочных листовых изделий с теми новыми признаками, изложенными в формуле заявляемого изобретения, в связи с чем "способ изготовления листовых облицовочных изделий из полимерных отходов" соответствует критерию "новизна" и "патентоспособность".

Способ реализуется на известном стандартном оборудовании, в связи с чем чертеж не прилагается и осуществляется способ следующим образом.

Полимерные (пластмассовые) отходы, например полиэтиленовая пленка, полиэтиленовые пакеты, сумки, мешки и т.п. пластмассовые отходы загружают в измельчитель для предварительного грубого измельчения отходов на отдельные куски, обрывки, размером примерно 10х10 см, затем очищают от различных загрязнений, примесей, включений, жировых отложений и т.п., промывают водой, дополнительно очищают лопастным барабаном в моечной машине и в мокром состоянии куски, обрывки перемещают по пневмотрубопроводу в агломератор, в котором с помощью пропеллера мокрые куски дополнительно измельчаются за счет энергии вращения пропеллера, обжимаются и одновременно в агломератор подают пигменты-красители разных оттенков и цветов, которые входят в структуру этих полимерных частиц, окрашивая их в различные цветовые гаммы, одновременно осуществляют их сушку при температуре 100 - 110^oC и в течение 3 - 8 минут эти полимерные частицы приобретают форму обезвоженных, легких, сухих лопухов размером примерно 3х3 см с разной цветовой гаммой. Для дальнейшего формирования облицовочных полимерных изделий сухие лопухи распределяют по их цветовым гаммам по соответствующим бункерам, а по мере формирования листового изделия производят заданный (желаемый) цветовой набор, смешиваемый в смесителе, примерно 6 - 8 кг лопухов. Из смесителя порцию лопухов подают на вибрационный загрузочный стол, имеющий по периметру поднимающиеся борта, причем сначала на загрузочный стол укладывают древесноволокнистую плиту, на нее бумажную подложку (лист), а затем борта опускаются, фиксируются и сверху в образовавшийся ящик засыпают заданное количество (6 - 8 кг) лопухов и осуществляют их вибропневмоуплотнение, в результате которого происходит равномерное распределение и уплотнение легких полимерных лопухов по всей площади бумажной подложки (листа) в сплошное полимерное утолщенное полотно в виде цветного "одеяла" с плотностью 35 - 40 кг/м³. Затем уплотненное полотно вместе с бумажной листовой подложкой и с древесноволокнистой плитой укладывают на металлический листовой поддон, после чего вынимают ДВП и загружают в камеру печи, куда одновременно подают инертный газ, например азот, для уменьшения деструкции полимерного сырья. В печи, температура которой составляет 280 - 300^oC полимерное полотно прогревается до температуры 160 - 180^oC в течение 5 - 10 минут и происходит равномерное опадание "одеяла"-полотна и равномерная его усадка на бумажную подложку, после чего металлический поддон выгружают из печи, снимают с него уплотненное полотно на бумажной основе, устанавливают полотно в прессующее устройство для окончательной его опрессовки. Причем располагают разогретое полимерное полотно вместе с бумажной подложкой по центру резиновой мембраны прессующего устройства, опускают сначала верхнюю платформу пресса до упора с нижней платформой пресса так, что под прессующим давлением верхняя платформа прижимается плотно к мембране нижней платформы и спрессовывает заготовку. Одновременно под мембрану попадают воздух под давлением 2 - 10 кг/см² и под прессующим усилием, передающимся от верхней платформы, полимерное полотно окончательно спрессовывается с бумажной подложкой до толщины 3 - 5 мм, а циркулирующая по каналам верхней платформы пресса вода, охлаждает спрессованное полотно (лист) до температуры 50 - 60^oC и после 6 - 8 минут выдержки полученный и снятый с пресса полимерный цветной облицовочный лист толщиной 3 - 5 мм подают на необходимый раскрой на гильотине, соответствующей размерам изделия. Для исключения коробления готового изделия лист опускают в воду для размягчения бумажной подложки.

Полученные настоящим способом облицовочные листы, плитки и т.п. изделия применяют для облицовки стен, потолков, полов и т.д., при этом изделия на бумажной подложке легко и прочно приклеивается к любой поверхности, а при необходимости может быть прикреплен к поверхности гвоздями, скобами и т.д.

Заявляемый способ дает возможность изготавливать плитки (листы) с самым разнообразным дизайном, применяя различные принципы подбора элементов дизайна, т. е. лопухи можно делать прозрачными, отражающими, поглощающими свет и различных цветовых сочетаний. В заявленном способе могут быть использованы отходы из пленок: полиэтиленовых, полипропиленовых, многослойных с прослойками разных полимеров, бумаги, фольги, ПЭТ-бутылок, а также незначительные включения дробленки от переработки твердых полимерных отходов.

Преимуществом заявленного способа перед известными является, прежде всего, простота осуществления способа, не требующая дорогого оборудования, и как следствие резкое сокращение трудо-энергозатрат и затрат на приобретение сырья-отходов.

Изделие, изготовленное данным способом, экологически безопасно для жизни человека, имеет повышенные потребительские свойства и широкий потребительский спрос.

Формула изобретения

1. Способ изготовления облицовочных листовых изделий из отходов пленочных полимерных материалов, включающий измельчение пленки, очистку от пылевых загрязнений и жировых отложений, промывку, сушку, распределение и уплотнение сырья на подложке до отверждения готового изделия, отличающийся тем, что промытые измельченные отходы перед сушкой подвергают дополнительному измельчению и обжатию в агломераторе с пропеллером с одновременным окрашиванием путем ввода в агломератор пигментных красителей, причем после уплотнения частиц пленки заданных размеров, высушенных при 100 - 110^oС в течение 3 - 8 мин, полученное полотно с плотностью 30 - 40 кг/м³ прогревают в печи при 160 - 180^oС до оплавления и окончательной усадки по подложке с последующим прессованием и охлаждением в пресс-форме под давлением 2 - 10 кг/см², при этом готовый полимерный лист формируют вместе с подложкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве подложки используют пористый и термоустойчивый материал.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимерные частицы после дополнительного измельчения имеют размер 3 · 3 см.