DE102015118393A1

DE102015118393A1 - Verfahren zum Sortieren von Verpackungsbehälter aus Kunststoff

Info

Publication number: DE102015118393A1
Application number: DE102015118393.5A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: STF Maschinen- & Anlagenbau GmbH
Current assignee: STF Maschinen- & Anlagenbau GmbH
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-05-04

Abstract

Das Verfahren dient zum Sortieren von Verpackungsbehältern aus Kunststoff, bei dem aus einer Menge von Behältern solche mit einem sortenreinen PET-Wandaufbau von Behältern separiert werden, deren PET-Wandaufbau ein Permeationssperradditiv enthält. Hierbei ist vorgesehen, dass die Menge der Behälter erwärmt wird und anschließend die durch die Erwärmung verfärbten Behälter von den glasklar gebliebenen PET-Behältern durch eine optische Separierung getrennt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Verpackungsbehältern aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verpackungsbehälter wie Flaschen, Schalen, Schüsseln oder Tassen werden in zunehmendem Maß aus Polyamid, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyethylennaphthalat (PEN) hergestellt, das im Vergleich zu Glas oder Metall eine nahezu unbegrenzte Formgebung erlaubt und sich durch ein geringes Gewicht auszeichnet. Nachteilig sind jedoch, insbesondere bei dünnwandigen Flaschen, die schlechteren Sperreigenschaften gegen atmosphärische Gase, vor allem Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid, wodurch die Produkthaltbarkeit stark eingeschränkt wird. Sofern diese Bedingung erfüllt werden muss, beispielsweise für empfindliche Getränke wie Fruchtsäfte oder auch Bier, müssen entweder dickwandige PET-Flaschen oder Flaschen mit einem PET-Wandaufbau mit Mischpolymerbarrieren eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind in DE 697 01 637 T2 der Fa. BP Amoco Corp als passive und aktive Sperren ausführlich dargestellt. Bei Mehrschichtflaschen kann zwischen einer inneren und einer äußeren PET-Schicht eine mittlere Schicht aus einem hochsperrenden Polymer, beispielsweise Ethylen-Vinylalkohol-(EVOH)-Polymer als passive Sperre eingeschlossen sein, um die Durchlässigkeit von Sauerstoff durch die Behälterwand zu verlangsamen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, in die PET-Flaschenwände Substanzen einzumischen, die Sauerstoff abfangen und entfernen können, wenn dieser die Wände des Behälters zu durchdringen versucht (aktive Sauerstoffsperre). In beiden Fällen wird das glasklare Aussehen der PET-Flaschen nicht beeinträchtigt.
Nachteilig ist jedoch, dass bei einer Wiederverarbeitung das ursprünglich glasklare Aussehen solcher Flaschen aufgrund der Wärmeeinwirkung im Recycling-Prozess in eine gelblichbraune Farbe umschlägt. Dies liegt entweder an dem mehrschichtigen, nicht sortenreinen Wandaufbau oder an dem als Barriere gegen das Eindringen von Sauerstoff und/oder gegen das Entweichen von Kohlenstoffdioxid beigemischten Permeationssperradditiv, das beispielsweise unter dem Namen Amosorb SolO2 der Fa. Color Matrix Corporation zur Verfügung steht.
Bei erstmals verwendeten Behältern dieses Typs, die im Anlieferungszustand glasklar sind, lässt sich ein Unterschied zu sortenreinen PET-Behältern ohne Sauerstofffänger oder Barrieren nicht erkennen. Die Folge ist, dass für das Recycling keine Trennung beider Flaschentypen durchgeführt werden kann, so dass beim Schreddern für die nachfolgende Wiederverwertung die Flakes beider Behältertypen miteinander vermischt und das Ausgangsmaterial für neue Behälter kontaminiert ist und diese nicht in glasklarer Qualität erzeugt werden können. Häufig werden daher aus solchen verunreinigten, minderwertigen Kunststoffen keine Verpackungsbehälter für Lebensmittel oder Getränke hergestellt, sondern zweitrangige Produkte wie Eimer oder Parkbänke, bei denen eine Trübung des Kunststoffes keine Rolle spielt.
Versuche einer mechanischen Separierung der unterschiedlichen PET-Behälter aufgrund des spezifischen Gewichtes, der Farbe oder einer Kennzeichnung sind bisher weitgehend fehlgeschlagen, weil die physikalischen Unterschiede so gering sind, dass aus diesen keine zuverlässigen Auswahlkriterien gebildet werden können, die bei einem automatischen Detektieren verwendet werden könnten. Selbst wenn eine sichtbare Codierung der unterschiedlichen Komponenten möglich wäre, könnten diese in einem raschen Durchlauf nicht zuverlässig erfasst werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine einfache, schnelle und kostengünstige Sortierung von PET-Behältern hinsichtlich deren Zusammensetzung aus sortenreinem PET-Wandmaterial und solchem Wandmaterial mit Beimengungen erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Menge der Behälter erwärmt wird und anschließend die durch die Erwärmung verfärbten Behälter von den glasklar gebliebenen, einschichtigen PET-Behältern durch eine optische Separierung getrennt werden.
Die Behälter, in den meisten Flaschen, die einem Recyclingprozess zugeführt werden sollen, werden vor dem Sortieren in der üblichen Weise aufbereitet, z. B. vorsortiert, gereinigt und von Fremdkörpern wie Etiketten oder Verschlüssen befreit. Im Anschluss daran werden sie auf eine Temperatur erhitzt, bei der sich eine sichtbare Verfärbung der Permeationsadditive, z. B. Mischpolymeradditive, der entsprechenden PET-Behälter ergibt, die damit deutlich optisch erkannt werden können. Damit ist eine Aussonderung von den sortenreinen PET-Behältern möglich, die trotz der Erwärmung ihr glasklares Aussehen nicht verändert haben.
Mit Hilfe von Kameras, die eine veränderte Farbgebung erkennen, oder anderen visuellen Detektoren, wie sie etwa aus DE 30 39 979 C2 , DE 35 20 486 C2 oder DE 203 10 406 U1 bekannt sind, können die Behälter sortiert und beispielsweise pneumatisch ausgeblasen werden, um sie anschließend in zwei voneinander getrennten Gruppen aufzuteilen, von denen eine in „sortenreine” Flakes zerkleinert wird, die dann das Ausgangsmaterial für recycelte PET-Behälter bilden.
Die Erwärmung der zu klassierenden Behälter auf Temperaturen von etwa 220°C kann durch Heißluft oder Nahinfrarotstrahlung (NIR) mit einer Wellenlänge zwischen 760 nm und 2,5 μm erfolgen.
Weil das Material nur sehr kurzzeitig erhitzt werden muss, ist der hierfür notwendige zusätzliche Energieaufwand äußerst gering. Die kurzzeitige Erhitzung hat den Vorteil, dass das Material in seiner grundsätzlichen Molekularstruktur nicht nachhaltig verändert wird. Auch im weiteren Fortgang des Recyclingverfahrens, bei dem die getrennten Zwischenprodukte ohnehin einem weiteren mechanischen und thermischen Verfahren unterzogen werden, bringt die kurzzeitige Erhitzung keinerlei Nachteile mit sich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69701637 T2 [0002]
DE 3039979 C2 [0009]
DE 3520486 C2 [0009]
DE 20310406 U1 [0009]

Claims

Verfahren zum Sortieren von Verpackungsbehältern aus Kunststoff, bei dem aus einer Menge von Behältern solche mit einem sortenreinen PET-Wandaufbau von Behältern separiert werden, deren PET-Wandaufbau ein Permeationssperradditiv enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Behälter erwärmt wird und anschließend die durch die Erwärmung verfärbten Behälter von den glasklar gebliebenen PET-Behältern durch eine optische Separierung getrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung durch Heißluft oder Nahinfrarotstrahlung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Behälter auf eine Temperatur zwischen 200°C und 320°C erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Behälter auf eine Temperatur von 220°C erhitzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Separierung durch einen Farbdetektor erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die separierten, einschichtigen Behälter einem Recycling-Prozess zugeführt werden.