20 RECYKLING 1(97) ⁄ 2009RECYKLING 1(97) ⁄ 2009

recykling odpadów

Budowlane materiały termoizolacyjnez odpadów opakowaniowych

Fot. 2. Płyta po prasowaniu na gorąco — ,,płyta surowa’’

Większość materiałów na opakowania jest produkowanychz modyfikowanych tworzyw sztucznych, tektury, papieru

i drewna. Modyfikacja ta polega m.in. na napełnianiu ich innymi,tańszymi składnikami, warstwowym spajaniu różnych materiałów,sieciowaniu, zbrojeniu, lakierowaniu i stosowaniu innych podob-nych zabiegów w celu wywołania zmiany struktury i własnościpierwotnych.

Tak przekształcone materiały o specjalnieukierunkowanych właściwościach powodują,że wykonane z nich opakowania mają szeregzalet. Oryginalne opakowania, najczęściej jed-norazowego użytku, lepiej spełniają wymaga-nia użytkowe, zachęcają do zakupu produk-tów, zapewniają ich bezpieczne przechowy-wanie i ułatwiają przemieszczanie. Niejedno-krotnie opakowane już produkty trafiajądo większych opakowań dla ułatwieniaczynności transportowych lub w celachdekoracyjnych.

Wadą powszechnie stosowanych opako-wań z substancji modyfikowanych jest to,że po krótkotrwałym użyciu stanowią uciąż-liwy dla środowiska odpad, trudny do wtór-nego przetworzenia i wykorzystania. Odpadyz materiałów jednorodnych są stosunkowołatwo przetwarzane w drodze recyklingu ma-teriałowego. Natomiast te z przekształcanychnapotykają na liczne trudności natury tech-nologicznej, ekologicznej i ekonomicznej.Stąd są one najczęściej spalane z odzyskiemciepła lub składowane i bezużytecznie traco-ne. Odzysk materiałowy odpadów modyfi-kowanych jest jednak możliwy, ale wymagabardziej zaawansowanych technologii prze-twarzania.

Instytut Mechanizacji Budownictwa i Gór-nictwa Skalnego, Oddział Zamiejscowy ,,Cen-trum Gospodarki Odpadami’’ w Katowicachi Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu

Płyt Drewnopochodnych w Czar-nej Wodzie nawiązały współ-pracę w celu wspólnej realizacjiprac badawczych, projektów roz-wojowych i prac wdrożenio-wych, w obszarze tematycznympn. ,,Rozwój nowoczesnych me-tod zagospodarowania odpa-dów’’. Podjęcie współpracy wyni-ka z potrzeby połączenia do-świadczeń i możliwości badaw-czych w interdyscyplinarnej te-matyce gospodarki odpadamii produkcji płyt drewnopochod-nych z surowców odpadowych.

Ponowny przerób odpadów

Do opracowanego procesu produkcji płytzostały wykorzystane odpady opakowaniowez materiałów modyfikowanych, powstającew dużych ilościach, takie jak etykiety z myciabutelek po piwie. Charakteryzują się oneok. 50-procentową wilgotnością, straty pra-żenia sięgają 74% wag., szkielet stanowiąwłókna celulozy wypełnione minerałami:tlenki wapnia CaO (ok. 7%), tlenki krzemu(6,8%), tlenki glinu (ok. 5,7%) i inne mine-rały (ok. 5,5%) oraz pigmenty nieorganicz-ne i kleje. Użyto również odpadów piankipoliuretanowej sztywnej, będącej odpadamiprodukcyjnymi, powstającymi podczas proce-

su piankowania (wtryskupianki poliuretanowej w for-my rur i innych elemen-tów armatury ciepłowni-czej) oraz z wytwarza-nia opakowań. Ponadtowykorzystano odpady foliiLDPE z powłoką alumi-niową — ścinki folii wielo-materiałowej wytwarzanejprzez termiczne zespalaniefolii polietylenowej i alumi-niowej oraz odpady papie-ru powlekane folią LDPE— ścinki folii wielomateria-łowej, wytwarzanej przez

termiczne zespolenie cienkiego pasma papieruz folią polietylenową. Do procesu włączonorównież odpady polistyrenu ekspandowanegoz opakowań poużytkowych oraz odpady foliiPVC zbrojone włóknem poliestrowym.

Poza tym do wytworzenia płyt zostałyzastosowane handlowe komponenty, takie jak:żywica mocznikowa, środek przeciwadhezyj-

ny, środek zmniejszający palność i tkaninapolipropylenowa (fizelina). Dodatki ułatwiająwstępne formowanie arkuszy płytowychoraz nadają wymagane właściwości użytkowepłytom gotowym.

Technologia produkcji

Wytwarzanie płyt termoizolacyjnych z wy-selekcjonowanych odpadów opakowaniowychsprowadza się do kilku operacji technologicz-nych. Zaczyna się od rozdrabniania i rozwłók-niania poszczególnych odpadów, następniezachodzi mieszanie i ujednolicanie składni-ków mieszanki surowcowej. Na koniec nastę-puje formowanie, zagęszczanie płyt na zimnoi na gorąco, obcinanie gotowych na wymiaroraz pakowanie.

Wyselekcjonowane odpady oddzielnie roz-drabniano z nadaniem im cech jakościowychzależnych od funkcji, jaką poszczególne skład-niki surowcowe mają do spełnienia w produk-cji i gotowym wyrobie. Do procesu przygoto-wano poszczególne komponenty zgodniez opracowaną recepturą.

Jednorodną mieszankę surowcową uzys-kano przez wstępne wymieszanie odważonychskładników oraz mechaniczne mieszanie mie-szadłem poziomym. Równocześnie dozowanokomponenty technologiczne.

Odważone porcje mieszanki surowcowejformowano ręcznie w matrycy drewnianejna blachach obiegowych pokrytych teflonem,a następnie zagęszczano na zimno na prasie

4x

A.

Utc

zińs

ki,

OB

RPP

DC

zarn

aW

oda

Fot. 1. Wstępnie sformowana płyta — ,,arkusz płytowy’’

RECYKLING 1(97) ⁄ 2009 21RECYKLING 1(97) ⁄ 2009

recykling odpadów

Fot. 3. Seria prototypowych płyt po obcięciu — ,,płyty gotowe’’

Fot. 4. Próbki płyt do badań — ,,przekrój płyty’’

Leszek DaneckiOśrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu

Płyt Drewnopochodnych, Czarna Woda;Zbigniew Paluchiewicz

Instytut Mechanizacji Budownictwai Górnictwa Skalnego, Oddział Zamiejscowy

,,Centrum Gospodarki Odpadami’’,Katowice

Praca zrealizowana ze środków Ministerstwa Naukii Szkolnictwa Wyższego w ramach projektu badawczo-rozwojowego PBR R14 026 03 ,,Opracowanie techno-logii przetwarzania i odzysku uciążliwych dla środowis-ka odpadów opakowaniowych na materiały budowlanei wyroby użytkowe’’.

RE

KL

AM

A

hydraulicznej, aż do uzyskania spójnego ar-kusza płytowego (fot. 1).

W kolejnej operacji wstępnie zaformowa-ne arkusze płytowe prasowano na gorącona prasie hydraulicznej półkowej, uzyskującpłyty surowe. Jednorazowo wykonywano par-tię 18 płyt (fot. 2-3).

Nastepnie poddano je stabilizacji wymiaro-wej (w stosach), a po dwóch dniach obciętona wymiar piłą dwutarczową (fot. 4).

Technika wytwarzania płyt termoizolacyj-nych jest zbliżona do tworzenia płyt drewno-pochodnych. W tym przypadku surowcemwyjściowym są wytypowane rodzaje odpadów— rozdrobnione i wymieszane w określonychproporcjach, czego wynikiem jest otrzymaniemieszaniny włóknisto-płatkowej. Taki pół-produkt po wymieszaniu z niewielkim do-datkiem spoiwa stanowi substancję surow-cową, która trafia do form skrzynkowych,a następnie poddana jest prasowaniu na zimnoi na gorąco. Dzięki odpowiedniemu doborowiciśnienia i temperatury niskotopliwe składni-ki mieszanki surowcowej ulegają uplastycz-nieniu, stając się spoiwem dla pozostałychelementów. Płyty surowe po wymaganymokresie stabilizacji są formatowane w celuuzyskania wymaganych wymiarów. W ra-

mach projektu wykona-no płyty termoizolacyj-ne: 1000x600x30 mm.

Materiałbudowlany

W trakcie realizacjiprojektu wykonano kil-ka różnych partii proto-typowych płyt termo-izolacyjnych. W tabeliprzedstawiono uśrednio-ne wartości oznaczeń is-totnych w budownictwieparametrów, określają-cych właściwości wy-tworzonych prototypo-

wych płyt termoizolacyjnych.Zastosowanie różnych dodatków do mie-

szanki surowcowej i odpowiednich paramet-rów procesu technologicznego umożliwia uzy-skanie materiałów płytowych o odmiennychwłaściwościach fizycznych, mechanicznych,termoizolacyjnych, palnych oraz cechach uży-tkowych dostosowanych do specyficznych wy-magań budowlanych dla konkretnych zastoso-wań. W trakcie realizacji projektu wykonanopłyty: o zwiększonej odporności na ogień(klasa E), lekkie o zmniejszonej gęstości właś-ciwej (ok. 300 kg/m3), izolacyjne o zmniej-szonej przewodności cieplnej (ok. 0,6 W/mK)oraz zwiększonej odporności na wilgoć,w przypadku których spęcznienie po 24 h wy-nosiło 0,5%, a nasiąkliwość po 24 hnie przekraczała 20%. Wykonano równieżpłyty o powierzchniach laminowanych za po-mocą: folii Al, papieru, tapety, sklejki i forniruw celach poprawy cech dekoracyjnych i para-metrów technicznych.

Ekonomia i środowisko

Wstępne próby przetwarzania wybranychrodzajów odpadów wykazały możliwość wy-produkowania z nich interesujących płyt

konstrukcyjno-izolacyjnych. Mo-gą one znaleźć praktyczne zasto-sowanie w budownictwie jako za-miennik lub uzupełnienie asorty-mentu stosowanych powszechniepłyt: wiórowych, pilśniowych, gi-psowo-kartonowych, ze styropia-nu czy pianki poliuretanowej.

Prototypowe egzemplarze płytposiadają właściwości wskazującena możliwość wykorzystania ichnp. na ściany działowe, do ociep-lania fundamentów, podłóg, stro-pów i innych podobnych zastoso-wań. Sporządzona ocena opłacal-ności realizacji przedsięwzięcia

wskazuje, że produkowane tą technologiąpłyty mogą być konkurencyjne cenowo w sto-sunku do innych rodzajów płyt oferowanychna rynku krajowym.

Opracowanie nowej, ekoinnowacyjnej me-tody przetwarzania uciążliwych dla środo-wiska odpadów opakowaniowych i wypro-dukowania z nich wyrobów w postacipłyt termoizolacyjnych dla budownictwa,to wyjście naprzeciw potrzebom ochronyśrodowiska, producentów opakowań, firmbudowlanych i tych działających w sektorzeodpadowym.

Wdrożenie w skali przemysłowej przed-stawionej technologii powinno zaowocowaćw krótkiej perspektywie czasowej zwiększe-niem stopnia odzysku odpadów opakowanio-wych, które powstają w coraz większych iloś-ciach i wariantach, a także rozwojem ist-niejących i powstaniem nowych przedsię-biorstw w sektorze odpadowym.