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Title:
METHOD FOR PROCESSING NON-ABSORBENT POWDER MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/056033
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for processing non-absorbent powder materials such as toner, wax and polymer materials, particularly waste substances, for their subsequent transportation, storage and use, said method consisting in first mixing, in a homogenizing machine, the non-absorbent powder material with absorbent material having a particle size of 1 μm to 20 mm and with a liquid component, or with a product of an intermediate treatment of said absorbent material, with a liquid component such as sludge. The homogenized mixture obtained in this manner, with a minimum weight percentage of 3% of the liquid component, is compressed at a pressure of up to 40 MPa. The temperature to which the compressed mixture is heated, measured across the whole cross-section of the compressed mixture, does not exceed 80°C. The local temperature increase upon mechanical modification during compression is limited by a limiting temperature of 350°C.

Inventors:
DOBNER, Jiri (c.p. 181, Brezová, 76315, CZ)
Application Number:
AT2018/060215
Publication Date:
March 28, 2019
Filing Date:
September 17, 2018
Export Citation:
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Assignee:
GREINER PACKAGING INTERNATIONAL GMBH (Greinerstraße 70, 4550 Kremsmünster, 4550, AT)
International Classes:
B09B3/00; B09B5/00; B29C67/02; C08J11/02; G03G21/10
Domestic Patent References:
WO2005054344A12005-06-16
Foreign References:
JP2001134010A2001-05-18
EP1362647A22003-11-19
EP2915652A12015-09-09
JPS5925542B21984-06-19
EP2915652A12015-09-09
Attorney, Agent or Firm:
ANWÄLTE BURGER UND PARTNER RECHTSANWALT GMBH (Rosenauerweg 16, 4580 Windischgarsten, 4580, AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Behandeln von nicht absorbierenden pulverformigen Materialien, insbesondere von Abfall Stoffen, zum anschließenden Transport, Lagerung und Verwendung, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht absorbierende pulverförmige Material zunächst in einem Homogenisator mit absorbierendem Material mit einer Teilchengröße von 1 um bis 20 mm und mit einer flüssigen Komponente, oder mit einem Produkt einer Zwischenbehandlung des absorbierenden Materials mit einer flüssigen Komponente, wie Schlamm, gemischt wird, danach wird die so erhaltene homogenisierte Mischung mit einem Mindestgewichtsanteil von 3 % der flüssigen Komponente unter Druck bis zu 40 MPa verdichtet, wobei die Temperatur, auf die das verdichtete Gemisch erwärmt wird, gemessen über den gesamten Querschnitt des komprimierten Gemisches, nicht 80°C übersteigt und dass der lokale Temperaturanstieg bei mechanischer Veränderung während des Verdi chtens durch eine Grenztemperatur von 350°C begrenzt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung der homogenisierten Mischung aus nicht absorbierendem und absorbierendem pul verförmigem Material mit der flüssigen Komponente durch Kompression bis zu 40 MPa in einer rotierenden horizontalen Pelletisiervorrichtung mit rotierenden Zylindern und einer festen oder rotierenden Matrix oder in einer Brikettiervorrichtung durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als nicht absorbierendes Material ein Material anorganische Ursprungs verwendet wird, ein organisches Material, umfassend eine polymere Basis, die nicht absorbierend ist, und eine flüssige Komponente, die abstoßend oder neutral ist, oder eine Mischung solcher Materialien anorganischen und organischen Ursprungs.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Tonern, Polypropylenen (PP), Wachsen, Polyurethanen (PUR), Polyethylenterephthalat (PET), Polyoxymethylen (POM), Polyamid (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), zähes Polystyrol (HIPS), Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymer (ABS), Polycarbonat (PC) verwendet wird, insbesondere in Form ihrer Abfälle.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass al s absorbierendes Material ein Material mit Inhalt von organischen oder anorganischen Bestandteilen vemendet wird, die sich mit flüssigen Komponenten verbinden, wie Materialien aus der Gruppe bestehend aus Getreideabfall, Maisschrot, Spreu, Mehl, Getreide- und Maisstaub und Mischungen davon, Stroh, Heu und deren Stäube, einschließlich Gülle, Biomasse, Zellulose, Lignin, Stärke, Holzabfälle, Papierstaub, Silikagel, anorganische Schäume und Trockenmittel mit absorptionsfähigen Eigenschaften, Ölbindemittel, Gelatine und Kohlestaub.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als flüssige Komponente eine Lösung oder Emulsion einer sauren, basischen oder neutralen Zusammensetzung mit einem Mindestwassergehalt von 5% verwendet wird.

Description:
. l .

Verfahren zum Verarbeiten von nicht absorbierenden pi verförmigen Materialien

Gebiet der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von nichtabsorbierenden pulver- förmigen Materialien, insbesondere Abfallstoffen, für den anschließenden Transport, die Lagerung und die Verwendung.

Stand der Technik

Heutzutage stellt die geeignete Verarbeitung von nicht absorbierenden pul verförmigen

Materialien oder Werkstoffen ein ziemlich großes technologisches Problem dar. Ein spezifisches Beispiel könnte die Suche nach Verwendungsmöglichkeiten des Abfalltonerpulvers sein - eines Abfalls, der beim Recycling von Tonerkartuschen in Computerdrucker und -kopierer entsteht. Das Resttonerpulver wird derzeit meist deponiert, mit der Möglichkeit seiner anschlie- ßenden Rückgewinnung, wobei bisher seine Verbrennung dominiert. In jedem Fall muss das feine Pulver in einer geeigneten Weise verarbeitet werden, da es in der Luftumgebung explosiv sein kann.

Ein Beispiel kann die Behandlung von Abfalltonern für Brennstoff gemäß dem japanischen Patent JP5925542 sein. Der Abfalltoner wird mit dem Abfallöl und der Holzbiomasse gemischt (wie zum Beispiel Holzstaub, Späne, Sägemehl, zerkleinerter Reis- oder Papierabfall). Die hergestellte Mischung im flüssigen oder haibflüssigen Zustand wird dann in die Kessel oder Brennräume eingegossen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist die komplizierte Handhabung eines flüssigen oder halbflüssigen Brennstoffs oder der Transport eines Abfalltonerpulvers bei dieser Bearbeitung.

Ein ähnliches logistisches Problem besteht auch bei einer weiteren Lösung nach der europäischen Patentanmeldung EP 2915652, bei der das Tonerpulver zu einer Kunststoff-Masterbatehe verarbeitet wird. Diese Lösung als eine spezielle Kunststofftechnologie setzt nämlich eine hochspezialisierte Anlage vor - einen Entlüftung-Doppelschneckenextruder. Dies ist jedoch sehr problematisch im Hinblick auf die Lagerung des Toners, und es wird unter dem ak- tueilen Stand der Technik wahrscheinlich nicht möglich sein die Probleme der komplizierten Handhabung des Abfalltonerpulvers zu vermeiden, wenn es zur Verarbeitung durch die erwähnte Kunststofftechnologie transportiert wird. Gegenstand der Erfindung

Zur Überwindung der oben erwähnten Nachteile trägt das Verfahren der Verarbeitung von nicht absorbierenden pul verförmigen Materialien, insbesondere der Abfallstoffe, für den anschließenden Transport, die Lagerung und die Verwendung in hohem Maße bei. Sein wesentliches Merkmal ist, dass das nicht absorbierende pulverförmige Material zuerst in der ersten Phase in einem Homogenisator mit absorbierendem Material mit einer Teilchengröße von 1 um bis 20 mm und einer flüssigen Komponente oder einem Zwischenprodukt zur Vorbehandlung vom absorbierenden Material mit einer flüssigen Komponente, wie Schlamm, vermischt wird. Die so erhaltene homogenisierte Mischung mit einem Mindestgewicht von 3% der flüssigen Komponente wird unter Druck bis zu 40 MPa verdichtet. Die Temperatur, auf die das verdichtete Gemisch erwärmt wird, gemessen über den gesamten Querschnitt des komprimierten Gemisches, übersteigt nicht 80°C und der lokale Temperaturanstieg bei mechanischer Veränderung während des Verdichtens ist durch eine Grenztemperatur von 350°C begrenzt.

Die Verdichtung der homogenen Mischung aus nicht absorbierendem und absorbierendem pulverförmigem Material mit der flüssigen Komponente durch Pressung auf 40 MPa erfolgt vorzugsweise in einer rotierenden horizontalen Pelletierungsvorrichtung mit Rotationswalzen und einer festen oder rotierenden Matrize oder in einer Brikettiervorrichtung.

Das nicht absorbierende Material ist ein Material anorganischen Ursprungs, ein organisches Material, das eine polymere Basis, die nicht absorbierend ist, und eine flüssige Komponente, die abstoßend oder neutral ist, oder eine Mischung solcher Materialien anorganischen und organischen Ursprungs umfasst. Es handelt sich in erster Linie um ein Material aus der Gruppe bestehend aus Tonern, Polypropylenen (PP), Wachsen, Polyurethanen (PUR), Po- lyethylenterephthalat (PET), Polyoxymethylen (POM), Polyamid (PA), Polybutylenterephtha- lat (PBT), zähem Polystyrol (HIPS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polycar- bonat (PC) verwendet wird, insbesondere in Form ihrer Abfälle.

Absorbierendes Material ist ein Material mit Inhalt von organischen oder anorganischen Bestandteilen, die sich mit flüssigen Komponenten verbinden, wie Materialien aus der Gruppe bestehend aus Getreideabfail, Maisschrot, Spreu, Mehl, Getreide- und Maisstaub und Mischungen davon, Stroh, Heu und deren Stäube, einschließlich Gülle, Biomasse, Zellulose, Lignin, Stärke, Holzabfälle, Papierstaub, Silikagel, anorganische Schäume und Trockenmittel mit absorptionsfähigen Eigenschaften, Ölbindemittel, Gelatine und Kohlestaub. Die flüssige Komponente ist eine Lösung oder Emulsion einer sauren, basischen oder neutralen Zusammensetzung mit einem minimalen Wassergehalt von 5%.

Der Hauptvorteil des V erfahrene gemäß der Erfindung besteht darin, dass es die Verarbeitung von nichtabsorbierenden pulverförmigen Materialienermöglicht, wie Abfalltoner, von Recycling-Tonerkartuschen von Computerdrucker und -kopierer direkt an der Stelle ihrer Deponierung in die Form von Pellets oder anderen verdichteten Pulverformen von Partikeln und erleichtert somit erheblich die Handhabung mit anschließendem Transport, Lagerung und Nutzung. Ein weiterer bedeutender Vorteil besteht darin, dass der Pulvertoner oder die Pulvermischung nach der Wiederaufbereitung den Status aus der Explosionsklasse ST1 , ST2 oder ST3 auf nicht explosiv, leicht transportierbar und weiter verarbeitbar ohne erhöhten Explosionsbedarf verändern, wenn die Partikeln nicht wieder in den Staubzustand zerkleinert werden und es entsteht keine vollkommene explosive Mischung.

Beispiele der Realisierung der technischen Lösung

Beispiel 1

Das nicht absorbierende pulverförmige Material - in einer konkreten Ausführungsform wird das Resttonerpulver aus dem Recyceln von Tonerkartuschen von Computerdruckern und -kopierem mit 40 Gewichts% zunächst in einem Homogenisator mit 40 Gewichts% des absor- bierenden Materials, nämlich einer Mischung aus Getreide- und Maisstaubpartikeln von 20mm, und mit 20 Gewichts 0 /» der flüssigen Komponente - insbesondere eine wässrige Wasseremulsion mit einem Wassergehalt von mindestens 10% gemischt.

Die so erhaltene homogenisierte Mischung mit einem Gewichtsanteil von 20% an flüs- siger Komponente wird dann durch Kompression auf 40 MPa verdichtet, wobei die Temperatur, bei der die erhitzte Mischung erwärmt wird, über den Querschnitt der verdichteten Mischung gemessen, 80°C nicht übersteigt und die lokale Temperaturerhöhung während der mechanischen Veränderung bei der Kompression durch eine Grenztemperatur von 350°C begrenzt wird. Die Verdichtung der homogenisierten Mischung aus nicht-absorbierendem und absorbierendem pul verförmigem Material mit einer flüssigen Komponente durch Kompression auf 40 MPa wird in einer rotierenden horizontalen Pelletiervorrichtung mit Rotationswaizen durchgeführt. Die erhaltenen Pellets sind als fester Brennstoff geeignet. Beispiel 2

Nicht absorbierendes pulverförmiges Material - in der konkreten Ausführungsform wird zunächst das Resttonerpulver aus recyclierten Tonerkartuschen von Computerdruckern und Kopierern mit 30% zunächst in der ersten Phase im Homogenisator mit 20% des mchtabsorbie- renden Materials gemischt, nämlich einer Mischung aus Polyurethanstaub mit einer Partikel- größe von bis zu 10mm, und mit 40% des Absorptionsmaterials, nämlich einer Mischung aus Getreide- und Maisstaub, und mit 10% einer flüssigen Komponente mit einem Wassergehalt von mindestens 10%. Der Wasseranteil in der flüssigen Komponente beträgt somit mindestens 10 Gewichts%.

Die so erhaltene homogenisierte Mischung mit einem Gewichtsanteil von 10% flüssiger Komponente wird dann durch Kompression auf 40 MPa verdichtet, wobei die Temperatur, bei der die erhitzte Mischung erwärmt wird, über den Querschnitt der verdichteten Mischung gemessen, 80°C nicht übersteigt und die lokale Temperaturerhöhung während der mechanischen Veränderung bei der Kompression durch eine Grenztemperatur von 350°C begrenzt wird.

Die Verdichtung der homogenisierten Mischung aus nicht-absorbierendem und absorbierendem pulverförmigem Material mit einer flüssigen Komponente durch Kompression auf 40 MPa wird in einer rotierenden horizontalen Pelletiervorrichtung mit Rotationswalzen durchgeführt. Die erhaltenen Pellets dienen als fester Brennstoff.

Beispiel 3

Nicht absorbierendes pulverförmiges Material - in der konkreten Ausfuhrungsform wird zunächst das Resttonerpulver aus recyclierten Tonerkartuschen von Computerdruckem und Kopierern mit 30% zunächst in der ersten Phase im Homogenisator mit 20% des nichtabsorbie- renden Materials gemischt, nämlich einer Mischung aus Polyurethanstaub mit einer Partikel - große von bis zu 10mm, und mit 50% Gewichtsanteil der flüssigen Komponente - nämlich einer Wasseremulsion mit dem Wassergewichtsanteil von mindestens 20%. _ ^ _

Die so erhaltene homogenisierte Mischung mit einem Gewichtsanteil von 20% in der flüssigen Komponente wird dann durch Kompression auf 40 MPa verdichtet, wobei die Temperatur, bei der die erhitzte Mischung erwärmt wird, über den Querschnitt der verdichteten Mischung gemessen, 80°C nicht übersteigt und die lokale Temperaturerhöhung während der rae- chanischen Veränderung bei der Kompression durch eine Grenztemperatur von 350°C begrenzt wird.

Die Verdichtung der homogenisierten Mischung aus nicht-absorbierendem und absorbierendem pul verförmigem Material mit einer flüssigen Komponente durch Kompression auf 40 MPa wird in einer rotierenden horizontalen Pelletiervonichtung mit Rotationswalzen durchgeführt. Die erhaltenen Pellets können als fester Brennstoff verwendet werden.

Die zuvor angegebenen %-Werte beziehen sich stets auf Gewichtsanteile der Materialien und/oder der Werkstoffe an der gesamten Mischung.

Der Begriff„insbesondere" wird hier so verstanden, dass es sich dabei um eine mögliche speziellere Ausbildung oder nähere Spezifizierung eines Gegenstands oder eines Verfahrensschritts handeln kann, aber nicht unbedingt eine zwingende, bevorzugte Ausführungsform desselben oder eine zwingende Vorgehensweise darstellen muss.

Die Ausführungsbeispiele beschreiben mögliche Ausfuhrungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereina der möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.