BE1023371B1

BE1023371B1 - Methode voor het vervaardigen van composietmateriaal met gerecycleerd plastic

Info

Publication number: BE1023371B1
Application number: BE2016/0116A
Authority: BE
Inventors: Koen Verhaert; Rudy Galle
Original assignee: ECO-OH! bvba
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2017-02-22
Also published as: WO2017220540A1; EP3260587A1

Abstract

Een methode voor het vervaardigen van een non-woven gerecycleerd thermoplastisch composietmateriaal wordt uiteengezet, aan de hand van een illustratieve uitvoeringsvorm van deze uitvinding. De methode omvat het inzamelen van lichte thermoplastische materialen. De methode omvat verder de vorming van een thermoplastische basismassa door de lichte thermoplastische vlokken te mengen. De methode omvat ook het vermengen van de thermoplastische basismassa met een kern van ontrafelde natuurlijke vezels tot een mengsel van beide. Vervolgens wordt het mengsel met een luchtstroomprocedé in een webvormige structuur omgezet. De webvormige structuur wordt verhit om een non-woven thermoplastisch composietmateriaal met een gewenste dikte te verkrijgen.

Description

METHODE VOOR HET VERVAARDIGEN VAN COMPOSIETMATERIAAL MET

GERECYCLEERD PLASTIC

Vakgebied van de uitvinding [001] Deze uitvinding heeft algemeen gezien betrekking op methoden voor het vervaardigen van een plastic composietmateriaal. Meer in het bijzonder houdt deze uitvinding verband met methoden voor het vervaardigen van een plastic composietmateriaal met behulp van non-woven gerecycleerd thermoplastisch materiaal.

Achtergrond van de uitvinding [002] Plastic is in de hele industrie het meest wijdverbreide materiaal geworden, waarmee vele uiteenlopende producten worden gemaakt, zowel voor huishoudelijk gebruik als voor commerciële toepassingen. Daarom is de productie van plastic in de loop der jaren aanzienlijk gestegen, waardoor ook het probleem van het vaste afval is toegenomen. Door hun eigenschappen zijn plastics bijzonder problematisch, omdat ze niet snel worden afgebroken.

[003] Om de kosten voor het winnen van grondstoffen te drukken, de verspilling van natuurlijke hulpbronnen voor de productie van wegwerpproducten te verkleinen en mogelijk negatieve gevolgen voor het milieu tot een minimum te beperken, werd onafgebroken getracht methoden te ontwikkelen voor de recyclage van gebruikte thermoplastische materialen, die anders in een verbrandingsoven of op een stortterrein terecht zouden komen.

[004] In één dergelijke toepassing van gerecycleerde thermoplastische materialen werd een aantal platen/panelen van thermoplastisch composietmateriaal ontwikkeld. Dergelijke thermoplastische composietmaterialen, die gewoonlijk met non-woven methoden worden geproduceerd, bevatten vezelmaterialen die in de gerecycleerde

DE thermoplastische materialen zitten. Deze thermoplastische composietmaterialen hebben een aantal voordelen. Zo kunnen ze bijvoorbeeld worden gegoten en gevormd tot een aantal structurele en niet-structurele bruikbare producten, zoals onder meer parkeerborden, reclameborden, koetswerkpanelen voor auto’s en vele andere.

[005] Het gebruik van gerecycleerde materialen voor de vervaardiging van non-woven thermoplastische composietmaterialen heeft echter ook specifieke nadelen. Zo is bijvoorbeeld het recycleren van verschillende lichte thermoplastische producten, zoals wegwerphandschoenen, schorten, luchtfilters, beschermhoezen, plastic deksels, polyethyleen enz. doorgaans niet aangewezen, omdat ze vaak resulteren in producten met fysische eigenschappen die doorgaans minder aanvaardbaar zijn dan die van producten van sterke thermoplastische materialen. Daarom blijft dit soort producten “afval” en worden ze nog steeds naar stortterreinen en verbrandingsovens gebracht, met alle schadelijke gevolgen voor het milieu van dien.

[006] Met enkele recente procédés werd gepoogd deze tekortkoming van lichte thermoplastische materialen te verhelpen met een methode waarbij lichte plasticmaterialen zoals tassen, folies, doeken of dergelijke van polypropyleen (PP) of polyethyleentereftalaat (PET) eerst in een centrifugeproces worden gewassen en vervolgens worden gesmolten en tot een ruw granulaat worden verwerkt. Hoewel dit proces gewoonlijk efficiënt is om de eindproducten de gewenste eigenschappen te verschaffen, zijn voor de vorming van het granulaat verschillende smeltprocessen nodig, wat de kosten van het proces en dus van het gerecycleerde eindproduct onvermijdelijk doet stijgen.

[007] Daarom is er nood aan een tijdbesparende en rendabele methode voor de productie van non-woven thermoplastische composietmaterialen die van gerecycleerde materialen zijn gemaakt en eigenschappen hebben die minstens vergelijkbaar zijn met producten die van nieuwe grondstoffen zijn gemaakt.

Samenvatting van de uitvinding z [008] Deze uitvinding werd gedaan om een oplossing te vinden voor de bovenvermelde problemen en brengt een methode voor het produceren van non-woven plastic composietmaterialen met gerecycleerde thermoplastische stoffen. De methode omvat het inzamelen van lichte thermoplastische vlokken met een vooraf bepaalde grootte. De methode omvat verder de bereiding van een thermoplastische basismassa door de thermoplastische vlokken van doorgaans lichte thermoplastische materialen te mengen. De methode omvat ook het vermengen van de thermoplastische basismassa met een kern van ontrafelde natuurlijke vezels tot een mengsel van beide. Het mengsel wordt vervolgens door middel van een luchtstroomprocedé omgezet in een webvormige structuur, waarna de webvormige structuur wordt verhit tot een non-woven plastic composietmateriaal met de gewenste dikte ontstaat.

[009] In het algemeen varieert de grootte van de thermoplastische vlokken tussen 3 mm en 15 mm.

[0010] Mogelijk omvat de methode ook de vorming van een groot aantal non-woven gerecycleerde plastic composietmaterialen, die over elkaar worden bevestigd tot een meerlagig non-woven gerecycleerde plastic composietmateriaal.

[0011] Ook mogelijk is dat een groot aantal non-woven plastic composietmaterialen aan elkaar wordt bevestigd door middel van processen zoals, maar niet beperkt tot thermisch persen, vacuümvormen, lijmen, lassen en dergelijke.

[0012] Mogelijk omvat het lichte thermoplastische materiaal ook lichte thermoplastische materialen (doorgaans met een laag soortelijk gewicht) zoals plasticfolie, plastic zakken, plastic handschoenen, folies en dergelijke.

[0013] Mogelijk kan de natuurlijke vezel een ruwe natuurvezel zijn zoals, maar nier' beperkt tot jute, hennep, kokos, vlas, sisal of dergelijke.

[0014] Optioneel omvat de methode het verspreiden van zware thermoplastische materiaalvlokken (doorgaans met een hoger soortelijk gewicht) over het web van non-woven gerecycleerde plastics, voorafgaand aan de verhittingsfase.

[0015] De zware thermoplastische materialen kunnen mogelijk materialen zijn zoals, maar niet beperkt tot ABS, pvc, polystyreen, nylon, PA of dergelijke.

[0016] Verder optioneel omvat de methode de behandeling van het non-woven plastic composietmateriaal met een afwerkingsmateriaal zoals, maar niet beperkt tot een antimicrobiële laag, was, verf, vernis of dergelijke.

[0017] Mogelijk kan het proces van thermovormen een proces zijn zoals, maar niet beperkt tot thermische verlijming, stoomverwarming, microgolfverwarming, warmtepersing, spuitgieten, vacuümvorming of dergelijke.

[0018] In een ander aspect van deze uitvinding wordt een non-woven plastic composietmateriaal bekendgemaakt. Het plastic composietmateriaal wordt gevormd met lichte thermoplastics verweven met natuurlijke vezels. Het plastic composietmateriaal omvat thermoplastics in een bereik van 50 tot 90, of bij voorkeur 70 tot 90 % in gewicht. Het plastic composietmateriaal omvat verder natuurlijke vezels in een bereik van 10 tot 50, of bij voorkeur 10 tot 30 % in gewicht. Het plastic composietmateriaal krijgt een hoge mechanische sterkte en kan worden gebruikt voor toepassingen waarbij plastic vereist is met eigenschappen zoals hoge hitteweerstand, hoge schokweerstand, belastingsweerstand of dergelijke.

[0019] In nog een ander aspect van deze uitvinding wordt een meerlagig non-woven plastic composietmateriaal bekendgemaakt, dat wordt gevormd met gerecycleerd plastic en natuurlijke vezels.

[0020] De details van een of meer uitvoeringen worden toegelicht in de bijgevoegde tekeningen en de beschrijving hieronder. Andere aspecten, kenmerken en voordelen van het hier bekendgemaakte onderwerp worden duidelijk uit de beschrijving, de tekeningen en de claims.

Korte beschrijving van tekeningen [0021] Andere aspecten, kenmerken en voordelen van de uitvinding worden duidelijk uit de volgende beschrijving, indien gelezen met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen. Op de tekeningen geven referentiecijfers de overeenkomstige onderdelen aan in de verschillende weergaves: [0022] Afb. 1 geeft een schematisch beeld van een non-woven plastic composietmateriaal, overeenkomstig een uitvoeringsvorm van deze uitvinding; [0023] Afb. 2 geeft een schematisch beeld van een meerlagig non-woven plastic composietmateriaal, overeenkomstig een illustratieve uitvoeringsvorm van deze uitvinding; [0024] Afb. 3 geeft een schematisch beeld van een meerlagig non-woven plastic composietmateriaal, overeenkomstig een andere illustratieve uitvoeringsvorm van deze uitvinding; en [0025] Afb. 4 geeft een schema dat een methode weergeeft voor het vervaardigen van een non-woven gerecycleerd plastic composietmateriaal, overeenkomstig een geprefereerde uitvoeringsvorm van deze uitvinding;

DL

[0026] Afb. 5 geeft een schema dat een methode weergeeft voor het verkrijgen van lichte thermoplastische vlokken uit een verzameling van te recycleren plastic materialen, overeenkomstig een uitvoeringsvorm van deze uitvinding;

Gedetailleerde beschrijving van de geprefereerde uitvoeringsvormen [0027] Er wordt nu in detail verwezen naar de geprefereerde uitvoeringsvorm van deze uitvinding, waarvan voorbeelden in de bijgevoegde tekeningen worden geïllustreerd. Zoals vereist, wordt hier een schematische, uitsluitend als voorbeeld dienende uitvoeringsvorm van deze toepassing getoond; het moet echter duidelijk zijn dat de getoonde uitvoeringsvorm enkel een voorbeeld is voor deze uiteenzetting en in verschillende en/of alternatieve vormen kan worden uitgevoerd. Specifieke structurele en functionele details die hierin getoond worden, mogen niet als beperkend worden geïnterpreteerd, maar enkel als basis voor de claims en als een representatieve basis om een deskundige aan te leren deze uiteenzetting in vrijwel elke toepasselijk gedetailleerde structuur toe te passen.

[0028] Aspecten, voordelen en/of andere kenmerken van de als voorbeeld dienende uitvoeringsvorm van de uiteenzetting zullen duidelijk worden na lezing van de volgende gedetailleerde beschrijving, waarin verschillende niet-beperkende uitvoeringsvormen van de uitvinding worden toegelicht. Bij de beschrijving van de uitvoeringsvormen als voorbeeld wordt met het oog op de duidelijkheid specifieke terminologie gebruikt. De uitvoeringsvormen zijn echter niet bedoeld om tot deze specifieke terminologie beperkt te blijven. Het moet duidelijk zijn dat elk specifiek gedeelte alle technische equivalenten omvat, die op een gelijkaardige manier werken om een gelijkaardig doel te bereiken.

[0029] In de volgende gedetailleerde beschrijving worden talrijke specifieke details uiteengezet voor een goed begrip van de uitvinding. Voor wie gewone vaardigheid heeft in het ambacht mag echter duidelijk zijn dat de uitvinding zonder deze specifieke details kan worden gebruikt. In andere gevallen werden bekende methoden, procedures en/df ' componenten niet in detail beschreven om de uitvinding niet te overschaduwen.

[0030] In deze toepassing wordt een methode toegelicht voor het vormen van een non-woven plastic composietmateriaal uit gerecycleerde thermoplastische materialen met behulp van een eenvoudige, rendabele methode. In de methode wordt gebruikgemaakt van lichte plasticmaterialen zoals, maar niet beperkt tot plasticfolie, folies, plastic zakken enz. om een plastic composietmateriaal te vormen met geschikte mechanische eigenschappen, een hoge hitteweerstand, hoge schokweerstand, belastingsweerstand en een zeer goede dimensionele stabiliteit. Het vervaardigde non-woven plastic composietmateriaal is nuttig voor het vormen van een verscheidenheid van panelen, zoals omheiningsborden, reclameborden, plastic verkeersborden en dergelijke. Het moet duidelijk zijn dat, hoewel de huidige uiteenzetting enkel gaat over lichte gerecycleerde thermoplastische materialen zoals folies, zakken, plasticfolies enz., deze methode over het algemeen kan worden gebruikt voor alle soorten van thermoplastische materialen. Er wordt ook op gewezen dat in deze specificatie en de bijgevoegde claims, de enkelvoudsvormen “een”, “de” en “het” ook het meervoud omvatten, tenzij uit de context duidelijk anders blijkt. Zo betekent de term “een thermoplastisch materiaal” een enkel thermoplastisch materiaal of een combinatie van verschillende soorten van plasticmaterialen.

[0031] In meer detail verwijzend naar de tekeningen illustreert Afb. 1 een plastic paneel 100 gemaakt van een non-woven thermoplastisch composietmateriaal 110 in overeenstemming met één aspect van deze uitvinding. Het non-woven thermoplastisch composietmateriaal 110 is minstens voor een deel gemaakt van gebruikt, te recycleren thermoplastisch materiaal 120. Het thermoplastisch materiaal 120 bestaat in het algemeen uit een of meer lichte thermoplastische vlokken 122 met een grootte tussen 3 mm en 15 mm. In bepaalde uitvoeringsvormen kan het thermoplastisch materiaal 120 verder bestaan uit thermoplastische vlokken 124 die zijn gemaakt van thermoplastics ' met een hoger soortelijk gewicht. Het thermoplastisch composietmateriaal 110 bevat ook een kern van natuurlijke vezels 130, in het algemeen verweven (niet afgebeeld) en binnen een driedimensionale webstructuur (niet afgebeeld) verbonden met het thermoplastisch materiaal 120.

[0032] In een uitvoeringsvorm van deze uitvinding, zoals geïllustreerd in Afb. 2, kan het thermoplastisch paneel 100 gemaakt zijn van een meerlagig thermoplastisch composietmateriaal 120. Het meerlagige composietmateriaal 120 bestaat uit een eerste laag van thermoplastisch composietmateriaal 120a bevestigd en/of vastgehecht aan een aangrenzende tweede laag van thermoplastisch composietmateriaal 120b. In enkele voorbeelden kunnen de lagen 120a, 120b even dik zijn. In bepaalde andere uitvoeringsvormen kunnen de lagen 120a, 120b een verschillende dikte hebben. In bepaalde voorbeelden zijn de eerste laag 120a en de tweede laag 120b allebei gevormd met dezelfde thermoplastische materialen in dezelfde samenstelling. In enkele andere voorbeelden kunnen de eerste laag 120a en de tweede laag 120b gevormd zijn met thermoplastisch materiaal van een verschillend type, waardoor elke laag verschillende eigenschappen heeft. Door afwisselende lagen van verschillende materialen te gebruiken, kan het meerlagige composietmateriaal 120 de gewenste eigenschappen vertonen, zoals een hoge chemische, thermische en mechanische weerstand, een grote stevigheid en dergelijke. Hoewel in Afb. 2 twee lagen 120a en 120b van thermoplastisch composietmateriaal worden weergegeven, moet worden begrepen dat de meerlagige composietmaterialen 120 nog bijkomende lagen kunnen bevatten, zoals weergegeven in Afb. 3. In een van deze uitvoeringsvormen kan het meerlagige composietmateriaal 120 bestaan uit vele lagen van hetzelfde thermoplastisch composietmateriaal, afgewisseld met lagen van een ander thermoplastisch composietmateriaal. In bepaalde uitvoeringsvormen kunnen de lagen 120a, 120b van het meerlagige composietmateriaal 120 sterk aan elkaar hechten met weinig of geen scheiding tussen de aangrenzende lagen. In bepaalde andere uitvoeringsvormen hechten de lagen 120a, 120b van het meerlagige composietmateriaal niet aan elkaar en zijn ze enkel verbonden met diverse technieken die het ambacht bekend zijn.

[0033] De meerdere lagen van het meerlagige composietmateriaal 120 kunnen in elke gewenste richting en elke gewenste volgorde worden verbonden. Verder kunnen de lagen 120a, 120b in een hoek ten opzichte van elkaar worden verbonden, wat de stevigheid van de meerlagige composietmaterialen nog kan vergroten.

[0034] Het thermoplastisch composietmateriaal 110 kan verder nog een of meerdere lagen afwerkingsmateriaal 140 bevatten (zoals weergegeven in Afb. 3), aangebracht op een boven- en/of ondervlak van een of meer afzonderlijke lagen van het thermoplastisch composietmateriaal 110. In een uitvoeringsvorm van deze uitvinding omvat het afwerkingsmateriaal één of meer antimicrobiële lagen van materiaal als antibacteriële middelen, schimmelwerende middelen en dergelijke. In een andere uitvoeringsvorm kan het afwerkingsmateriaal bestaan uitwasoplossingen, verf of dergelijke.

[0035] Het “thermoplastisch materiaal” dat geschikt is voor gebruik in deze uitvinding bestaat gewoonlijk uit verschillende types van lichte plastic bestanddelen afkomstig van de gerecycleerde objecten zoals soepele folies en/of platen, commerciële etiketten en/of zakken en/of dozen en/of andere verpakkingen, bij voorkeur voor gebruik in de voedings-en/of landbouwindustrie, bij voorkeur gemaakt van minstens één van de materialen PE, PET, pvc, PP, PS, die normaal geen van allemaal opnieuw kunnen worden gebruikt en die gewoonlijk naar een stortterrein of verbrandingsoven worden gebracht om redenen van kostprijs, smelten/binden of vervuiling.

[0036] Enkele andere niet-uitputtende voorbeelden van geschikt “thermoplastisch materiaal” zijn producten uit de volgende reeks harsen: ABS, acryl, hogedichtheidspolyethyleen (HDPE), lagedichtheidspolyethyleen (LDPE), polyethyleentereftalaat (PET), polyvinylchloride (pvc of V), polypropyleen (PP) en polystyreen (PS). De huidige gerecycleerde plastics die het meest algemeen beschikbaar zijn, zijn producten gemaakt van PET en HDPE en zijn onder meer plastic flessen, dozen en verpakkingen, plastic blokken enz., die allemaal worden gekenmerkt door een van de algemeen aanvaarde symbolen voor recyclage, zoals: “wit plastic met hoge dichtheid” betekent dozen en verpakkingen gemaakt van witte of doorzichtige plastics, zoals witte detergentflessen, reservoirs voor ruitenwisservloeistof enz.

[0037] Andere voorbeelden van thermoplastisch materiaal zijn de commerciële plastic labels die worden aangebracht op verpakkingen, dozen, blikken, flessen met voedingsmiddelen enz.; doorzichtige, half doorzichtige en ondoorzichtige zakken met verse en/of langer houdbare voedingsmiddelen; zakken voor landbouwproducten, zoals meststoffen, compost, zaden enz.; doorzichtige, half doorzichtige en ondoorzichtige waterdichte dekzeilen; zakken voor afval, voedingsmiddelen, producten en goederen enz.; thermoplastische verpakkingen van verpakkingen voor een of meerdere producten enz. en/of elke mogelijke combinatie daarvan.

[0038] De kern van natuurlijke vezels 130 voor gebruik bij de vervaardiging van het non-woven plastic composietmateriaal 110 is doorgaans een basismassa van ontrafelde vezels afkomstig van de bewerking van vervlochten natuurlijke ruwe vezels met behulp van algemeen beschikbare werktuigen zoals bijvoorbeeld open- of scheurmachines voor bastvezels of dergelijke.

[0039] De term “natuurlijke vezels” zoals hier gebruikt, verwijst naar elke ononderbroken vezeldraad die is afgeleid van natuurlijke, vernieuwbare hulpbronnen zoals planten of dieren. De woorden “vezel” en “vezels” worden onderling verwisselbaar gebruikt. Natuurlijke vezels zijn onder meer, maar niet alleen zaadvezels zoals katoen en kapok; bladvezels zoals sisal en agave; bastvezels of huidvezels zoals vlas, jute, kenaf, hennep, ramee, rotan, sojaboonvezels, wijnstokvezels en bananenvezels; fruitvezels zoals kokosnootvezels; stengelvezels zoals stro van graan, rijst, gerst, bamboe, gras en bomenhout; vezels van dierenhaar zoals schapenwol, geitenhaar (kasjmier, mohair), alpacawol, paardenhaar; zijdevezels; vogelvezels zoals veren. De natuurlijke vezels die in deze uitvinding worden gebruikt, moeten bij voorkeur minstens een matige stevigheid en stijfheid en een goede taaiheid hebben. Vezels met grotere diameters zijn eveneens te verkiezen, omdat ze stijver zijn. Verder kan de lengte van de natuurlijke vezels 130 variëren van ongeveer 50 mm tot 400 mm, bij voorkeur van ongeveer 150 mm tot ongeveer 350 mm.

[0040] In een geprefereerde uitvoeringsvorm van deze uitvinding omvatten de natuurlijke vezels 130 ruwe natuurlijke vezels zoals jute, hennep, kokos, vlas, sisal enz. In een meer geprefereerde uitvoeringsvorm van deze uitvinding worden jutevezels gebruikt als natuurlijke vezels 130. De jutevezels beschikken over eigenschappen zoals een lage dichtheid, beperkte schurende eigenschappen, een grote stevigheid en dus een goede dimensionele stabiliteit.

[0041] In bepaalde uitvoeringsvormen van deze uitvinding kunnen de natuurlijke vezels ook worden vermengd met synthetische thermoplastische vezels, zoals polypropyleen (“PP”), polyethyleen (“PE”), polymelkzuur (“PLA”) of een mengeling daarvan. Een dergelijke mengeling van natuurlijke vezels en thermoplastische synthetische vezels kan de stijfheid en hardheid van het thermoplastische composietmateriaal 120 verder verbeteren.

[0042] Afb. 4 met verwijzing naar de Afb. 1 tot en met 3 is een stroomschema ter illustratie van een methode 400 voor de vervaardiging van het thermoplastisch composietmateriaal 110. Zoals weergegeven in Afb. 4 bestaat methode 100 uit een aantal stappen, maar de volgorde van de methodestappen die verder worden toegelicht, is slechts een voorbeeld voor een goed begrip van de uitvinding voor deskundigen. De methode 400 begint bij stap 402 en gaat voort tot stap 404, waar een verzameling van pc lichte thermoplastische vlokken met een laag soortelijk gewicht wordt verkregen en wordt vermengd tot een thermoplastische basismassa in stap 406. In het algemeen kan de verzameling van lichte thermoplastische vlokken in een gebruiksklare configuratie worden verkregen van verschillende bronnen (bijvoorbeeld externe verkopers) die de gerecycleerde thermoplastische vlokken aanbieden. In bepaalde uitvoeringsvormen van deze uitvinding wordt de verzameling thermoplastische vlokken echter verkregen uit een verzameling van te recycleren thermoplastisch materiaal aan de hand van een methode 500 zoals aangegeven in Afb. 5. De methode 500 start bij 502 en gaat voort tot 504, waar een verzameling thermoplastisch materiaal wordt verkregen. De verzameling thermoplastisch materiaal omvat gewoonlijk thermoplastisch materiaal met een laag soortelijk gewicht gemengd met thermoplastisch materiaal met een hoog soortelijk gewicht. Bij stap 506 wordt de verkregen verzameling thermoplastisch materiaal gesorteerd volgens verschillende factoren zoals het materiaaltype, de materiaalkleur en dergelijke, en vervolgens vermalen tot thermoplastische vlokken met een grootte van bij voorkeur 3 mm tot 15 mm in stap 508. In stap 510 worden de thermoplastische vlokken met een hoger soortelijk gewicht vervolgens gescheiden van de thermoplastische vlokken met een lager soortelijk gewicht; bij voorkeur door middel van centrifuge of door scheiding in water, zodat de lichte thermoplastische vlokken met een dichtheid lager dan water worden gescheiden van de vlokken met een dichtheid groter dan water.

[0043] Terugkerend naar methode 400, in stap 408, wordt een kern van ontrafelde natuurlijke vezels aangeleverd, die met de thermoplastische basismassa wordt vermengd. In het algemeen bestaat de kern van de ontrafelde natuurlijke vezels uit ruwe vezels van reeds bekende materialen, met een lengte van doorgaans 50 mm tot 400 mm, bij voorkeur tussen ongeveer 150 mm en ongeveer 350 mm. In een uitvoeringsvorm van deze uitvinding is de verhouding in gewicht van de natuurlijke vezels en de thermoplastische vlokken 50:50. In een andere uitvoeringsvorm is deze verhouding 30:70. In nog een andere uitvoeringsvorm is de verhouding in gewicht van de natuurlijke vezels en de thermoplastische vlokken 20:80. En in nog een andere ' uitvoeringsvorm van deze uitvinding is de verhouding in gewicht van de natuurlijke vezels en de thermoplastische vlokken 10:90. De methode wordt dan voortgezet in stap 410, waar het mengsel van de thermoplastische basismassa en de kern van natuurlijke vezels een weefproces ondergaat, bij voorkeur in een luchtstroomprocedé om een homogeen vermengde webstructuur te vormen, of elk ander proces waarbij een mengeling van thermoplastische vlokken en natuurlijke vezels kan worden gevormd door de materialen aan één of meer luchtstromen bloot te stellen. Het luchtstroomprocedé kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd met een Rando-machine of Laroche-machine, of elke andere machine, zoals reeds bekend in het ambacht. Als alternatief kan het weefproces worden uitgevoerd met elke bekende methode, zoals kaarden of dergelijke.

[0044] Zodra de webstructuur van het homogene mengsel gevormd is, wordt de methode voortgezet in een optionele stap 412, waar de thermoplastische vlokken met een hoger soortelijk gewicht, die in stap 404 werden uitgefilterd, gelijkmatig op de webstructuur van het homogene mengsel worden verspreid, waarna wordt overgegaan naar stap 414. Als alternatief gaat methode 400 rechtstreeks van stap 410 naar stap 414, waar de webstructuur van het homogene mengsel wordt gestabiliseerd door verhitting met bekende processen, zoals het proces van thermovormen. Het toegepaste proces van thermovormen is bij voorkeur thermische verlijming, waarbij de webstructuur die in de vorige stap is verkregen, wordt verhit door ze door verwarmde kalanderrollen te sturen. Als alternatief kan de webstructuur worden gestabiliseerd met andere verhittingsprocessen, waarbij de temperatuur binnen de webstructuur voldoende wordt verhoogd om de thermoplastische materialen met elkaar en met de natuurlijke vezels te verbinden. Dergelijke processen zijn onder meer, maar niet uitsluitend, warmtepersing, vacuümvorming, stoomverwarming, microgolfverwarming en dergelijke, die in het ambacht reeds bekend zijn. De gestabiliseerde webstructuur kan vervolgens worden omgezet in een thermoplastisch composietmateriaal 120 met de gewenste dikte.

[0045] De methode 400 omvat verder een optionele stap 416, waarbij twee of meer thermoplastische composietmaterialen worden vervaardigd zoals in de stappen 402 tot 414. Daarna worden de twee of meer thermoplastische composietmaterialen in een gelaagde structuur met elkaar verbonden tot een meerlagig thermoplastisch composietmateriaal zoals reeds toegelicht met verwijzing naar de Afb. 2 en 3. De gelaagde structuur kan worden uitgevoerd met elk van de algemeen bekende technieken, zoals, maar niet beperkt tot, persen, vacuümvormen, lijmen, lassen en dergelijke. Verder kan elke laag van het meerlagige thermoplastische composietmateriaal worden gevormd met gelijke of verschillende thermoplastische materialen, afhankelijk van de gewenste toepassing en eigenschappen van het te produceren thermoplastisch composietmateriaal.

[0046] In bepaalde uitvoeringsvormen van deze uitvinding omvat de methode 400 ook een optionele stap voor de behandeling van een of meer oppervlakken van het thermoplastisch composietmateriaal 110 met een afwerkingsmateriaal 140 (afgebeeld in Afb. 3) en/of nabehandelingen om het composietmateriaal bepaalde eigenschappen te verschaffen. Zo kunnen bijvoorbeeld een of meer oppervlakken van het thermoplastisch composietmateriaal 110 worden behandeld met een antimicrobieel middel, schimmelwerend middel of dergelijke. Als alternatief en/of aanvulling kan het thermoplastisch composietmateriaal worden behandeld met afwerkingsmaterialen zoals was, verf of dergelijke.

INDUSTRIËLE TOEPASBAARHEID

[0047] Deze uiteenzetting heeft betrekking op non-woven thermoplastisch composietmateriaal 110 voor de productie van platen, matten of borden van doorgaans lichte gerecycleerde plasticmaterialen en kan worden gebruikt voor verschillende doeleinden, zoals producten voor verkeersbeheer zoals reclameborden, parkeerborden, andere structurele componenten die gemaakt zijn van thermoplastische materialen en die gewenste eigenschappen moeten hebben zoals schokweerstand, zwelling, ' hittebestendigheid, hittewerendheid, dimensionele stabiliteit, slijtvastheid enz., die minstens vergelijkbaar zijn met de eigenschappen van conventionele plastic platen, matten of borden.

[0048] Het thermoplastisch composietmateriaal 110 kan in gewicht ongeveer 10% tot 50%, of 10% tot ongeveer 30%, en bij voorkeur ongeveer 20% verstevigende natuurlijke vezels bevatten met een gemiddelde lengte tussen ongeveer 50 mm en ongeveer 400 mm, en bij voorkeur tussen ongeveer 150 mm en ongeveer 350 mm. Het thermoplastisch composietmateriaal bevat in het algemeen in gewicht ongeveer 50 % tot 90 %, of 70 % tot ongeveer 90 % en bij voorkeur ongeveer 80 % vlokken van thermoplastische materialen, met een gemiddelde grootte tussen ongeveer 3 mm en ongeveer 15 mm, waarbij de gewichtpercentages gebaseerd zijn op het totale gewicht van het thermoplastisch composietmateriaal 110.

[0049] Deze uiteenzetting geeft verder een methode, waarnaar doorgaans wordt verwezen met het getal 400, voor de vervaardiging van non-woven thermoplastisch composietmateriaal door recyclage van lichte thermoplastische materialen. De methode is in het algemeen een eenvoudige, rendabele, tijdbesparende methode voor het vormen van een thermoplastisch composietmateriaal van hoge kwaliteit, waarbij in het algemeen wordt gebruikgemaakt van ongebruikt licht plasticafval, zoals plasticfolie, plastic zakken, handschoenen of dergelijke en/of combinaties daarvan. Traditioneel was voor het gebruik van dergelijke lichte plasticmaterialen een bijkomende stap nodig, waarbij korrels of pellets werden gesmolten en gevormd om ze geschikt te maken voor de vervaardiging van thermoplastische composietmaterialen. Door echter de methode 400 toe te passen in overeenstemming met deze uitvinding, kan het recyclageproces aanzienlijk en substantieel worden verkort.

[0050] Verwijzend naar Afb. 4 en Afb. 5 wordt de methodologie geïllustreerd met een ' geprefereerde uitvoeringsvorm van het geclaimde onderwerp. Hoewel de methodologie, om de uitleg eenvoudig te houden, wordt afgebeeld en beschreven als een reeks handelingen, moet men begrijpen en beseffen dat het geclaimde onderwerp niet beperkt is tot een reeks opeenvolgende handelingen, aangezien bepaalde handelingen kunnen worden uitgevoerd in een andere volgorde en/of gelijktijdig met andere handelingen dan de handelingen die hierin worden getoond en beschreven. Deskundigen zullen bijvoorbeeld begrijpen en beseffen dat een methodologie alternatief kan worden weergegeven als een reeks met elkaar verbonden toestanden of gebeurtenissen, zoals in een statusdiagram. Bovendien is het mogelijk dat niet alle geïllustreerde handelingen nodig zijn om een methodologie toe te passen in overeenstemming met het geclaimde onderwerp.

[0051] In de specificaties van deze uiteenzetting betekent de term “omvatten” inclusief, maar niet noodzakelijk met uitsluiting van andere elementen of stappen. Met andere woorden, de term “omvatten” geeft een open opsomming aan. Ook worden alle verwijzingen naar een richting/plaats (zoals, maar niet beperkt tot, boven, onder, in, uit, omhoog, omlaag, naar binnen, naar buiten, rechts, links, naar rechts, naar links, binnen, buiten, bovenste, onderste, over, onder, verticaal, horizontaal, met de wijzers van de klok mee en tegen de wijzers van de klok in, axiaal en/of radiaal of andere en/of gelijkaardige verwijzingen naar richting/plaats) enkel gebruikt ter identificatie om de lezer een beter inzicht te geven in illustratieve uitvoeringsvormen van deze uiteenzetting, zonder dat ze enige beperking inhouden, in het bijzonder met betrekking tot de positie, de oriëntatie of het gebruik, tenzij specifiek in de claims vermeld. Verder zijn alle verwijzingen naar een richting/plaats benaderend en mogen ze niet worden geïnterpreteerd als exact, maar veeleer als een beschrijving van een algemene indicatie voor een benaderend gedrag.

[0052] Op een vergelijkbare manier moeten verwijzingen naar samenvoegingen (zoals, maar niet beperkt tot, bevestigd, gekoppeld, verbonden, ingepast en dergelijke en hun afleidingen) ruim worden opgevat en kunnen ze ook verwijzen naar tussencomponenten tussen een verbinding van segmenten en de relatieve verplaatsing tussen segmenten. Als zodanig impliceren verwijzingen naar samenvoegingen niet noodzakelijk dat twee segmenten rechtstreeks en vast met elkaar verbonden zijn.

[0053] In bepaalde gevallen worden componenten beschreven met verwijzing naar “uiteinden” met een specifieke eigenschap en/of verbonden met een ander onderdeel. Deskundigen zullen echter inzien dat deze uiteenzetting niet beperkt is tot componenten die meteen eindigen op de plaats waar ze met andere onderdelen verbonden zijn. Daarom moet de term “uiteinde” ruim worden geïnterpreteerd, met inbegrip van aangrenzende zones, achterwaarts, voorwaarts of anders bij het uiterste punt van een specifiek(e) segment, verbinding, component, onderdeel, element of dergelijke. Ook moeten alle numerieke termen, zoals, maar niet beperkt tot, “eerste”, “tweede”, “derde”, “vierde” en alle andere rangschikkende en/of gewone telwoorden, enkel worden geïnterpreteerd ter identificatie om de lezer een beter inzicht te geven in de verschillende uitvoeringsvormen, variaties en/of wijzigingen van deze uiteenzetting, zonder dat ze enige beperking inhouden, in het bijzonder wat betreft de volgorde of voorkeur van elke uitvoeringsvorm, variatie en/of wijziging met betrekking tot of ten opzichte van een andere uitvoeringsvorm, variatie en/of wijziging.

[0054] Zoals meteen duidelijk zal zijn voor deskundigen, kan deze uitvinding gemakkelijk worden toegepast in andere specifieke vormen zonder van haar essentiële kenmerken af te wijken. De vermelde uitvoeringsvormen moeten daarom enkel als illustratief worden beschouwd en niet als beperkend. De omvang van de uitvinding wordt aangegeven in de claims en niet in de voorafgaande beschrijving, en alle wijzigingen moeten dus hierin worden begrepen. Er zijn talrijke variaties, wijzigingen, toevoegingen en verbeteringen DL· mogelijk. Meer in het algemeen werden de uitvoeringsvormen in deze uiteenzetting beschreven in de context van geprefereerde uitvoeringsvormen. Functies kunnen in procedures anders worden gescheiden of gecombineerd in verschillende uitvoeringsvormen van de uiteenzetting, of met andere termen worden beschreven. Deze en andere variaties, wijzigingen, toevoegingen en verbeteringen kunnen binnen het bereik van de uiteenzetting vallen, zoals bepaald in de bijgevoegde claims.

Claims

DL CONCLUSIES

1. Een methode voor het vervaardigen van non-woven gerecycleerd plastic composietmateriaal, bestaande uit de volgende stappen: i) Levering van vlokken van te recycleren lichte thermoplastische materialen; ii) Vorming van een thermoplastische basismassa door de lichte thermoplastische vlokken te mengen; iii) Combinatie van de thermoplastische basismassa met een kern van ontrafelde natuurlijke vezels tot een mengsel; iv) Vorming van een webstructuur met een vooraf bepaalde dikte uit het mengsel, door middel van een luchtstroomprocedé; en v) Stabilisatie van de webstructuur door ze in een proces van thermovormen te verhitten.
2. De methode van claim 1, waarbij de lichte thermoplastische vlokken worden verkregen met een methode bestaande uit de volgende stappen: i) Levering van een of meer te recycleren thermoplastische materialen; ii) Vermaling van het thermoplastisch materiaal tot kleine vlokken; iii) Sortering van de vlokken van thermoplastisch materiaal in lichte thermoplastische materialen en zware thermoplastische materialen.
3. De methode van claim 1, met de bijkomende stappen: i) Vorming van een groot aantal non-woven gerecycleerde plastic composietmaterialen; en ii) Samenvoeging van de vele non-woven plastic composietmaterialen tot een gelaagde structuur om een meerlagig non-woven gerecycleerd plastic composietmateriaal te vormen. DC
4. De methode van claim 3, waarbij de vele plastic composietmaterialen kunnen worden verbonden tot een gelaagde structuur met behulp van een bepaald proces zoals, maar niet beperkt tot, persen, vacuümvormen, lijmen of lassen.
5. Een methode van claim 1 en 2, eventueel uitgebreid met de stap van het verspreiden van zware thermoplastische vlokken over de webstructuur van non-woven gerecycleerd plastic.
6. De methode van claim 5, waarbij de stap van het verspreiden van thermoplastische vlokken wordt uitgevoerd vóór de stap van verhitting door middel van thermovormen.
7. De methode van claim 1, uitgebreid met de stap van de behandeling van het non-woven plastic composietmateriaal met een afwerkingsmateriaal.
8. De methode van claim 7, waarbij de afwerking ook het aanbrengen van een antimicrobiële laag, was, verf of dergelijke omvat.
9. De methode van claim 1 of 2, waarbij het thermoplastisch materiaal individueel wordt geselecteerd uit de groep van harsen zoals, maar niet beperkt tot ABS, acryl, hogedichtheidspolyethyleen (HDPE), lagedichtheidspolyethyleen (LDPE), polyethyleentereftalaat (PET), polyvinylchloride (pvc of V), polypropyleen (PP) en polystyreen, (PS), plastic flessen, dozen en verpakkingen, plastic blokken, plastic zakken, plasticfolie, folies en/of een combinatie daarvan.
10. Een methode van claim 1 of 2, waarbij de lichte thermoplastische materialen een of meer materialen omvatten van de groep van plasticfolie, plastic tassen, lagedichtheidspolyethyleen (LDPE), plastic verpakkingsmateriaal en dergelijke en/of combinaties daarvan. DE
11. De methode van claim 1 of 2, waarbij het zware thermoplastische materiaal een of meer materialen omvat uit de groep van ABS, pvc, polystyreen, nylon, PA en dergelijke en/of combinaties daarvan.
12. De methode van claim 1, waarbij de natuurlijke vezels individueel worden geselecteerd uit een of meer zaadvezels zoals katoen en kapok; bladvezels zoals sisal en agave; bastvezels of huidvezels zoals vlas, jute, kenaf, hennep, ramee, rotan, sojaboonvezels, wijnstokvezels en bananenvezels; fruitvezels zoals kokosnootvezels; stengelvezels zoals stro van graan, rijst, gerst, bamboe, gras en bomenhout; vezels van dierenhaar zoals schapenwol, geitenhaar, alpacawol, paardenhaar; zijdevezels; vogelvezels zoals veren.
13. De methode van claim 1, waarbij het verhittingsproces bestaat uit een van de volgende processen: stoomverwarming, verwarming door stoominjectie, microgolfverwarming, vacuümverwarming en dergelijke.
14. De methode van claim 1, waarbij de grootte van de vlokken tussen 3 mm en 15 mm ligt.
15. De methode van claim 1, waarbij de kern van natuurlijke vezels en de thermoplastische basismassa worden vermengd in een verhouding van minder dan 50:50 in gewicht, en bij voorkeur in een verhouding van 20:80 in gewicht.
16. De methode van claim 1, waarbij de lengte van de natuurlijke vezels varieert tussen 50 mm en ongeveer 400 mm, en bij voorkeur tussen 100 mm en 300 mm.
17. Een non-woven gerecycleerd plastic composietmateriaal vervaardigd met een methode van een van de voorafgaande claims.
18. Het non-woven plastic composietmateriaal van claim 17, waarbij het non-woven composietmateriaal in gewicht tussen ongeveer 10 % tot 50 %, of ongeveer 10 % tot ongeveer 30 %, en bij voorkeur ongeveer 20 % ontrafelde natuurlijke vezels bevat.
19. Het non-woven plastic composietmateriaal van claim 17, waarbij het non-woven composietmateriaal in gewicht tussen ongeveer 50 % tot 90 %, ongeveer 70 % tot ongeveer 90 %, en bij voorkeur ongeveer 80 % thermoplastische vlokken bevat.
20. Het non-woven plastic composietmateriaal van claim 17, waarbij het plastic composietmateriaal een afwerkingslaag omvat van materiaal zoals, maar niet beperkt tot, was, verf, coatings of dergelijke.