Способ изготовления листовых облицовочных изделий из полимерных отходов

Способ изготовления листовых облицовочных изделий из полимерных отходов

Реферат

 

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.