污染物与聚酯材料的干式分离制造技术

本发明专利技术公开了一种用于将聚酯材料与污染物分开的方法，该方法适合于例如聚酯再生系统。该方法为干式分离方法，它包括让聚酯和污染物的混合物在净化腔室内快速旋转。在混合物的旋转过程中，污染物可以被降解并通过腔室壁上的筛网，而聚酯材料基本上不降解，并且可以留在净化腔室内。聚酯粉末也可以留在净化腔室内。本发明专利技术还公开了一种适于该方法使用的净化装置。该装置可以包括一张由硬化材料制成的筛网，它可以帮助降解污染物；还包括多个旋转叶片，它们可以让混合物在该装置内旋转，并且也可以帮助降解污染物材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求享有2003年9月3日提交的序列号为60/499862的美国临时申请的优先权。
技术介绍
聚酯是由多元有机酸和多元酸发生酯化反应得到的聚合材料，也许制造和使用最普遍的聚酯是由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。聚酯当前在各种领域用得越来越多。例如，聚酯一般用于生产多种饮料和食品容器、照相胶卷、X射线胶片、磁性记录带、电绝缘材料、人造动脉之类的外科器材、织物、和其它纺织品。因为聚酯能够再熔化和再成形，所以人们一直试图让尽可以多地聚酯在使用之后得到有效再生。然而，在聚酯再生之前，必须将用过的聚酯与污染物(即可以发现的和聚酯混合或粘附在一起的材料)分开。多个再生工艺都包括分离步骤，其中为了分离聚酯和污染物，使用水溶液洗涤聚酯。尽管水洗能够除去很多污染物，但是这要用大量的水，同时为了除去废水中的污染物，还需要进一步处理水洗溶液。遗憾的是要除去相对难除去的污染物(像玻璃、砂子等污染物，它们可以嵌在聚酯材料中)，水洗也被证明是无效的。为了从聚酯基体中除去所含的材料，一直使用熔化过滤工艺，在该工艺中，为了除去固体污染物，先将含有污染物的聚酯熔化，然后再过滤。然而，这些工艺的成本效率不是很高，经常被证明在经济上不可行。本领域需要一种可从聚酯材料(特别是用过的聚酯材料)中除去污染物的新工艺。另外，本领域还需要一种聚酯再生工艺，同已知的再生工艺相比，处理水的污染程度降低。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术涉及一种分离聚酯和污染物的方法。例如，该方法可以包括将聚酯和污染物的干燥混合物放在一个净化腔室内，然后使混合物绕净化腔室的轴线旋转，从而使混合物流态化。混合物旋转的时候，可以接触到净化腔室的壁。尤其是混合物内的污染物可以接触到壁。另外，至少一部分壁可以是网状材料，例如金属筛。这样，当小的污染物材料接触到壁时，它们可以通过网状材料上的开口，从而将洁净的聚酯材料留在净化腔室内。净化腔室也可以包括一根沿中心轴线的轴，该轴旋转时，混合物也绕着轴线旋转。例如轴可以以至少每分钟2000转的速度旋转。另外，净化腔室可以包括很多从轴发散出来的叶片，这些叶片可以随轴旋转，例如，以超过约20米/秒的端速旋转。在一个实施例中，叶片能以超过40米/秒的端速旋转。在另一个实施例中，叶片能以超过约60米/秒的端速旋转。这些混合在聚酯中的污染物材料可以包括松散的污染物和物理附着在聚酯上的材料。例如，污染物可以被粘在聚酯材料表面或者嵌在聚酯内。这里所述的方法也可以从聚酯中分离出这些物理附着的污染物材料。此外，这么做基本上不会使聚酯材料本身降解。污染物也可以包括易碎的物质，例如玻璃、灰尘、混凝土等。根据该实施例，这种方法也可以包括降解净化腔室内易碎的污染物，例如当污染物接触到壁和/或叶片时。在一个特定的实施例中，污染物可以包括玻璃，例如和聚酯混合在一起和/或嵌在聚酯内的玻璃。根据该实施例，该方法可以除去混合物中的大部分玻璃。例如，该方法可以除去混合物中约97％以上的玻璃。在一个实施例中，该方法可以除去混合物中约98％以上的玻璃。在一个实施例中，专利技术涉及一种适合所述方法的净化容器，例如，该净化容器可以包括被壁围绕着的净化腔室，至少一部分壁是硬化的网状材料，它的硬度约等于或者大于316号不锈钢的硬度。净化腔室也可以包括能够传送聚酯和污染物的干燥混合物进入腔室的入口。净化容器也可以包括一根沿着中心轴线的轴和很多从该轴发散出来的叶片。叶片也可以选择由硬化材料制成，例如硬度约等于或者大于400号不锈钢硬度的材料。此外，叶片可以定向在轴上和/或具有一定的横截面形状，从而在轴旋转时促使气流通过净化腔室。如果需要的话，净化腔室的一部分壁可以是实心的而不是网状的。例如净化腔室入口周围的那一部分壁可以由实心材料制成，例如由实心的硬化钢制成。附图说明在说明书的其余一部分，将参照附图更具体而全面地阐释本专利技术的可行性，包括它的最佳实施方式，其中图1为本专利技术的净化腔室的一个实施例的侧视图2为图1中的净化腔室的前剖视图3为本专利技术的净化腔室的另一个实施例；图4绘出了与根据传统水洗法净化得到的类似碎片相比，根据本专利技术干式净化过的美国聚酯碎片的颗粒尺寸分布；图5绘出了与根据传统水洗法净化得到的类似碎片相比，根据本专利技术干式净化过的墨西哥聚酯碎片的颗粒尺寸分布。在本说明书和附图中，相同的附图标记用于表示本专利技术中相同或者类似的特征或者元件；具体实施例方式下面将详细讨论本专利技术的各实施例，其中的一个或者多个例子如图所示。每个例子都是用来解释本专利技术而不是限制本专利技术。事实上，本领域熟练技术人员明白在不脱离本专利技术的范围或思想的情况下，可以对本专利技术进行各种改进和改变。例如，在一个实施例中所示或所述的一部分特征可以用于另一个实施例，从而得到又一个实施例。因此，本专利技术试图覆盖这样的改进和改变，这些改进和改变落在附加的权利要求及其同等物的范围内。一般来说，本专利技术涉及一种将用过的聚酯与各种污染物材料分开并回收聚酯的净化方法。本专利技术还涉及一种适合所述方法的净化腔室。本专利技术可以用来从各种污染物(包括玻璃、灰尘、纸张、金属、等)中分离出用过的聚酯。所述方法最好为干式分离方法，该方法能够明显减少聚酯的再生过程中污水的总量以及污水中的污染物含量。当前所述的方法包括将被污染的干燥聚酯送往净化腔室。净化腔室包括一个装满干燥混合物的腔室，该腔室至少一部分被具有预定开口尺寸的网所包围。在该腔室内，多个叶片可以沿腔室的轴长分布。在分离方法中，叶片可以高速旋转，使干燥混合物流态化，旋转的混合物就能接触到壁，从而能使污染物降解并使嵌入的或者以其它方式附着的污染物和聚酯分离。污染物能通过周围的网，同时将聚酯留在腔室内。神奇的是，该方法能被用来从聚酯中分离和降解污染物，甚至嵌入其中的污染物，并且聚酯基本上不降解。另外，尽管污染物可以从聚酯中分离出来，并且它可以通过周围的网，但聚酯仍然保留在净化腔室内。即使在那些聚酯包括比开口尺寸还小的聚酯薄片的实施例中，大量的小聚酯粉末仍可以留在净化腔室内而不是在分离过程中随同污染物流失。正如这里所用的那样，聚酯定义为多元有机酸和多羟基化合物的酯化产物或者反应产物。一般认为任何已知的聚酯或者共聚型聚酯都可用于本专利技术的方法中。然而，在一个特定的实施例中，本专利技术的方法涉及到一类在这里被称为聚对苯二甲酸多羟基酯的聚酯，在这里对苯二甲酸用作多元有机酸。正如这里所用的那样，多元有机酸指的是任何有两个或者两个以上羧基(-COOH)的有机酸。大多数聚酯源自二元酸，也称为二元羧酸。多元酸可以有链状的或者环状的结构。例如，可以用来制造聚酯的链状多元酸包括脂肪族二元羧酸。具体地说，可以使用链上的碳原子多达10个的脂肪族二元羧酸。这些酸包括脂肪酸、戊二酸、丁二酸、丙二酸、草酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、顺丁烯二酸和反丁烯二酸。另一方面，环状多元有机酸包括环状二羧基有机酸。这些酸包括邻苯二甲酸、异酞酸和对苯二甲酸。具体地说，用对苯二甲酸来制造聚对苯二甲酸乙二醇酯，后者或许是商业上最常用的聚酯。如上所述，多元有机酸可以和多羟基化合物反应生成聚酯。多羟基化合物是含有至少两个羟基的化合物。多个聚酯是由二醇合成的。二醇通常是用称为羟基化的方法由烯烃制备而成的，即净添加两个羟基到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将聚酯与污染物分开的方法，包括如下步骤：将包括聚酯和污染物材料的干燥混合物提供给净化腔室，该净化腔室限定有一轴线；使混合物绕净化腔室的轴线旋转；当混合物绕净化腔室的轴线旋转时，使净化腔室的壁与污染物接触，其中，至少一部分壁包括网状材料；以及使至少一部分污染物通过网状材料的开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CD古铁雷斯，A费尔，
申请(专利权)人：联合资源再生公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]