Композитний матеріал із побутових відходів і спосіб його виготовлення

Реферат: Винахід стосується композитного матеріалу із побутових відходів і способу його виготовлення без використання клейних речовин і може бути використаний для виготовлення виробів, напівфабрикатів і заготовок для подальшого використання у різних галузях, причому матеріал містить частинки відходів пакувальної харчової термозбіжної поліетиленової плівки, картонних пакувань для рідких харчових продуктів і пакувальної харчової плівки для цукерок, які UA 106516 C2 (12) UA 106516 C2 подрібнюють, змішують між собою, формують килим/виріб і пресують його без додавання клейних речовин. UA 106516 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується композитних матеріалів на основі твердих побутових відходів без використання клейних речовин і може бути використаний для виготовлення виробів, напівфабрикатів і заготовок (переважно погонажних і листових) для подальшого використання у будівництві, виробництві меблів і тари тощо. Відомий спосіб виготовлення стружкових плит із використанням термопластичного клею, який включає наступні операції: підготовку деревинного наповнювача, подрібнення термопласту, змішування деревинно-полімерної композиції, формування килима або брикету, гаряче пресування, холодне допресування, післяпресове оброблення плит; полімерний клей у вигляді гомогенної порошкоподібної суміші відходів поліетилену низької щільності та поліетилену високої щільності або поліпропілену додають у кількості 20 % від маси абсолютно сухої стружки [1]. Основні недоліки цього способу полягають у необхідності використання спеціальних пресформ для запобігання витіканню з брикету термопластичного полімеру внаслідок його високої текучості та низької в'язкості в розплавленому стані. Окрім того, отримувані плити мають недостатньо високі показники міцності та водостійкості. Відомий композиційний матеріал з целюлозним наповнювачем і термопластичним клеєм на базі поліетилену, який виготовлено на основі попередньо подрібнених, гомогенізованих і гранульованих відходів ламінованого поліетиленом паперу і містить целюлозний наповнювач і термопластичний клей на базі поліетилену в об'ємному співвідношенні 1:(0,4-1,2). До третини об'єму термопластичного клею становить полістирол або поліпропілен [2]. Недоліком відомого композитного матеріалу є те, що спосіб вимагає виконання додаткових операцій гомогенізування та гранулювання відходів, а також використання чистої целюлози, що значно здорожує готову продукцію. В основу винаходу поставлена задача створити композитний матеріал із побутових відходів і спосіб його виготовлення, в якому завдяки тому, що матеріал містить частинки відходів пакувальної харчової термозбіжної поліетиленової плівки з поліетилену високого тиску, частинки картонних пакувань для рідких харчових продуктів і частинки пакувальної харчової плівки для цукерок з поліетилену високого тиску, які подрібнюють, змішують між собою, формують килим/виріб і пресують його без додавання клейних речовин, а потім охолоджують, забезпечується одержання екологічно-чистого водостійкого композитного матеріалу без використання клейних речовин із достатньо високими показниками міцності та високими декоративними властивостями. Поставлена задача вирішується тим, що у композитному матеріалі із побутових відходів і способі його виготовлення, який одержують у процесі гарячого пресування, згідно винаходу, матеріал містить частинки відходів пакувальної харчової термозбіжної поліетиленової плівки з поліетилену високого тиску, частинки картонних пакувань для рідких харчових продуктів і частинки пакувальної харчової плівки для цукерок з поліетилену високого тиску, які одержують шляхом подрібнення відходів, а потім їх змішують за різного об'ємного співвідношення між ними: 10:60:30, 20:60:20 або 30:60:10, формують килим/виріб, пресують його без додавання клейних речовин за температури 200 °C і охолоджують до температури 30-40 °C. Суть винаходу полягає в наступному. Для виготовлення композитного матеріалу використовують побутові відходи, зокрема пакувальну харчову термозбіжну поліетиленову плівку з поліетилену високого тиску, картонні пакування для рідких харчових продуктів (Тетра Пак) і пакувальну харчову плівку для цукерок з поліетилену високого тиску. Зазначені відходи подрібнюють на спеціальній різальній машині. Одержані частинки сортують для відокремлення великих частинок, після чого дозують, змішують між собою, формують килим/виріб, пресують його і охолоджують. Під терміном "пакувальна харчова термозбіжна поліетиленова плівка" позначено матеріал із поліетилену високого тиску, який широко використовують для пакування різних харчових продуктів. Під терміном "картонні пакування для рідких харчових продуктів" позначено пакування Тетра Пак, які широко використовуються для пакування рідких харчових продуктів (молока, соку, вина тощо). Такі пакування складаються з кількох шарів різних матеріалів і містять 75 % високоякісного картону, 20 % поліетилену і 5 % алюмінію. Картон - целюлозне волокно. Окрім целюлози, в результаті переробки (подрібнення) утворюється поліалюмінієва суміш - суміш присутніх у пакуванні шарів тоненької алюмінієвої фольги і поліетилену. Терміном "пакувальна харчова плівка для цукерок" позначено пакувальний матеріал товщиною 0,03-0,04 мм із поліетилену високого тиску, який використовують у харчовій промисловості для розфасовування (пакування) цукерок (як обгортки для цукерок). 1 UA 106516 C2 5 10 15 20 25 Для забезпечення оптимального складу компонентів композитного матеріалу, співвідношення між компонентами змінювали. Приклад 1 Окремо здійснюють збір, складування і подрібнення побутових відходів, зокрема таких як: пакувальної харчової термозбіжної поліетиленової плівки з поліетилену високого тиску, картонних пакувань для рідких харчових продуктів (Тетра Пак) і пакувальної харчової плівки для цукерок з поліетилену високого тиску. Одержані частинки піддають сортуванню для вилучення частинок значних розмірів. Здійснюють дозування частинок і змішування їх між собою. Із одержаної суміші частинок формують килим/виріб, піддають його пресуванню і охолодженню. Пресування здійснюють плоским способом за таких режимних параметрів: тиску 3,5 МПа, температури - 200 °C, тривалості - 1,2 хв/мм. Після пресування виріб охолоджується під тиском до температури 30-40 °C. Дозування і змішування частинок із різних побутових відходів здійснюють за такого об'ємного співвідношення: пакувальна харчова термозбіжна поліетиленова плівка 10 картонне пакування для рідких харчових продуктів 60 пакувальна харчова плівка для цукерок 30. Приклад 2 Процес приготування частинок і виготовлення композитного матеріалу аналогічний прикладу 1 тільки дозування і змішування частинок із різних побутових відходів здійснюють за такого об'ємного співвідношення: пакувальна харчова термозбіжна поліетиленова плівка 20 картонне пакування для рідких харчових продуктів 60 пакувальна харчова плівка для цукерок 20. Приклад 3 Процес приготування частинок і виготовлення композитного матеріалу аналогічний прикладу 1 тільки дозування і змішування частинок із різних побутових відходів здійснюють за такого об'ємного співвідношення: пакувальна харчова термозбіжна поліетиленова плівка 30 картонне пакування для рідких харчових продуктів 60 пакувальна харчова плівка для цукерок 10. Для кожного із наведених прикладів виготовляли композитний матеріал, з якого вирізали зразки для фізико-механічних випробувань. Визначали міцність під час статичного згинання (згідно ДСТУ EN312-2:2003), питомий опір витягуванню шурупів (згідно ГОСТ 10632-89), водопоглинання (згідно ГОСТ 10632-89), набрякання за товщиною (згідно ГОСТ 10632-89). Значення визначених показників порівнювали з вимогами державних стандартів до стружкових плит, найрозповсюдженішого композитного матеріалу. Фізико-механічні показники одержаного композитного матеріалу наведено в таблиці. 30 2 UA 106516 C2 Таблиця Властивості композитного матеріалу із побутових відходів Назва показника Міцність під час статичного згинання, МПа Питомий опір витягуванню шурупів, Н/мм Водопоглинання, % Набрякання за товщиною, % 5 10 15 Стружкові плити (контроль) Композитний матеріал із побутових відходів Приклад 1 2 3 12,5 12,8 10,7 8,7 55-60 188,3 136,3 149,5 до 25 12-15 9,9 4,5 14,8 7,8 16,3 9,0 Таким чином, одержаний композитний матеріал із побутових відходів за межею міцності під час статичного згинання практично не поступається стружковим плитам і навіть їх перевищує (приклад 1), а за такими показниками як питомий опір витягуванню шурупів і водостійкістю значно їх перевершує. Окрім того, композитний матеріал із побутових відходів, на відміну від стружкових плит, піддається повторному переробленню і є екологічно безпечним, оскільки виготовляється без використання жодних клейних речовин. До того ж, запропонований композитний матеріал із побутових відходів характеризується високими декоративними властивостями, оскільки виготовляється з різнокольорових відходів, які надають йому красивої зовнішньої поверхні. Джерела інформації: 1. Савицкий А.С., Терпугов Μ.Α., Карцовник В.И. Производство древесностружечных плит на термопластичном связующем //Экспресс-информ.: Плиты и фанера. Москва: ВНИПИЭИлеспром, 1991. - Вып. 12. - С. 12-17. 2. Патент України № 28082. Композиційний матеріал з целюлозним наповнювачем /Бутко В.Г., Пухлов P.M. Заявл. 09.06.1997; Опубл. 16.10.2000; Бюл. № 5. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 1. Композитний матеріал із побутових відходів, який містить частинки побутових відходів, який відрізняється тим, що містить частинки подрібнених відходів пакувальної харчової термозбіжної поліетиленової плівки з поліетилену високого тиску, картонних пакувань для рідких харчових продуктів і пакувальної харчової плівки цукерок з поліетилену високого тиску за об'ємного співвідношення між цими частинками відповідно 10:60:30, 20:60:20 або 30:60:10. 2. Спосіб виготовлення композитного матеріалу із побутових відходів, що включає його одержання шляхом пресування, який відрізняється тим, що побутові відходи, такі як пакувальна харчова термозбіжна поліетиленова плівка з поліетилену високого тиску, картонні пакування для рідких харчових продуктів і пакувальна харчова плівка для цукерок з поліетилену високого тиску, збирають, сортують, подрібнюють, сортують одержані частинки, дозують їх і змішують частинки подрібнених відходів пакувальної харчової термозбіжної поліетиленової плівки з поліетилену високого тиску, картонних пакувань для рідких харчових продуктів і пакувальної харчової плівки для цукерок з поліетилену високого тиску за об'ємного співвідношення між цими частинками відповідно 10:60:30, 20:60:20 або 30:60:10, формують килим/виріб, пресують його без використання клейних речовин за температури 200 °C і охолоджують до температури 30-40 °C. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3