BR102019018549A2 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ADDITIVE THERMOPLASTIC COMPOSITES AND RESULTING COMPOSITES - Google Patents

PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ADDITIVE THERMOPLASTIC COMPOSITES AND RESULTING COMPOSITES Download PDF

Info

Publication number
BR102019018549A2
BR102019018549A2 BR102019018549-0A BR102019018549A BR102019018549A2 BR 102019018549 A2 BR102019018549 A2 BR 102019018549A2 BR 102019018549 A BR102019018549 A BR 102019018549A BR 102019018549 A2 BR102019018549 A2 BR 102019018549A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
residues
composites
production
thermoplastic
extruder
Prior art date
Application number
BR102019018549-0A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Glauco Fabrício Bianchini
Vivian Karina Bianchini
Carlos Do Amaral Razzino
Original Assignee
Intecmat - Indústria E Tecnologia Em Materiais Compostos Poliméricos Ltda Me
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intecmat - Indústria E Tecnologia Em Materiais Compostos Poliméricos Ltda Me filed Critical Intecmat - Indústria E Tecnologia Em Materiais Compostos Poliméricos Ltda Me
Priority to BR102019018549-0A priority Critical patent/BR102019018549A2/en
Priority to PCT/BR2020/050354 priority patent/WO2021042196A1/en
Publication of BR102019018549A2 publication Critical patent/BR102019018549A2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/02Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

processo para a produção de compósitos termoplásticos aditivados e compósitos resultantes. é descrito um produção de compósitos termoplásticos aditivados para produção de componentes, peças e produtos moldados por injeção, extrusão, termoformagem, rotomoldagem e sopro a partir do reaproveitamento e beneficiamento de resíduos da produção e consumo de café (borra de café pós consumo, refugo de grãos ou pó gerados durante industrialização, resíduos de pó do processo de encapsulamento, resíduos de capsulas pós consumo, etc.) combinados com farinha de madeira (de qualquer tipo ou espécie), e/ou resíduos de mdf e/ou outros resíduos agroindustriais e lignocelulósicos (fibras vegetais de coco, bambu, amendoim, farinha de mandioca, etc.) e a sua mistura com resinas termoplásticas virgens ou recicladas (pós-consumo ou aparas industriais), biodegradáveis e/ou compostáveis e/ou de fontes renováveis e blendas poliméricas a partir destas resinas.process for the production of additive thermoplastic composites and resulting composites. production of additive thermoplastic composites is described for the production of components, parts and products molded by injection, extrusion, thermoforming, rotational molding and blowing from the reuse and processing of residues from coffee production and consumption (post-consumption coffee sludge, grains or powder generated during industrialization, powder residues from the encapsulation process, post-consumer capsule residues, etc.) combined with wood flour (of any type or kind), and / or mdf residues and / or other agro-industrial residues and lignocellulosic (vegetable fibers from coconut, bamboo, peanuts, manioc flour, etc.) and their mixture with virgin or recycled thermoplastic resins (post-consumer or industrial shavings), biodegradable and / or compostable and / or from renewable sources and blends polymeric from these resins.

Description

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE COMPÓSITOS TERMOPLÁSTICOS ADITIVADOS E COMPÓSITOS RESULTANTESPROCESS FOR THE PRODUCTION OF ADDITIVE THERMOPLASTIC COMPOSITES AND RESULTING COMPOSITES Campo da InvençãoField of the Invention

[001] A presente invenção se refere a um processo para a produção de compósitos termoplásticos aditivados e aos compósitos resultantes. Mais em particular, a presente invenção se refere a um processo para a produção de compósitos termoplásticos, em cujo processo de produção são agregados resíduos orgânicos, preferencialmente reciclados.[001] The present invention relates to a process for the production of additive thermoplastic composites and the resulting composites. More particularly, the present invention relates to a process for the production of thermoplastic composites, in which the production process is aggregated organic waste, preferably recycled.

Síntese de InvençãoSynthesis of Invention

[002] A invenção consiste essencialmente em um processo de produção de compósitos termoplásticos para produção de componentes, peças e produtos moldados por injeção, extrusão, termoformagem, rotomoldagem e sopro a partir do reaproveitamento e beneficia mento de resíduos da produção e consumo de café (borra de café pós consumo, refugo de grãos ou pó gerados durante industrialização, resíduos de pó do processo de encapsulamento, resíduos de capsulas pós consumo, etc.) combinados com farinha de madeira (de qualquer tipo ou espécie), e/ou resíduos de MDF e/ou outros resíduos agroindustriais e lignocelulósicos (fibras vegetais de coco, bambu, amendoim, farinha de mandioca, etc.) e a sua mistura com resinas termoplásticas virgens ou recicladas (pós-consumo ou aparas industriais), biodegradáveis e/ou compostáveis e/ou de fontes renováveis e blendas poliméricas a partir destas resinas. A denominação resíduos lignocelulósicos se refere aos subprodutos gerados durante a usinagem de madeiras ou MDF em serrarias e movelarias e resíduos agroindustriais gerados a partir do cultivo, beneficia mento e utilização na indústria.[002] The invention essentially consists of a production process of thermoplastic composites for the production of components, parts and products molded by injection, extrusion, thermoforming, rotational molding and blowing from the reuse and processing of residues from the production and consumption of coffee ( post-consumer coffee grounds, grain or powder waste generated during industrialization, powder residues from the encapsulation process, post-consumer capsule residues, etc.) combined with wood flour (of any type or type), and / or residues from MDF and / or other agro-industrial and lignocellulosic wastes (vegetable fibers from coconut, bamboo, peanuts, manioc flour, etc.) and their mixture with virgin or recycled thermoplastic resins (post-consumer or industrial shavings), biodegradable and / or compostable and / or from renewable sources and polymeric blends from these resins. The term lignocellulosic waste refers to by-products generated during the machining of wood or MDF in sawmills and furniture and agro-industrial waste generated from cultivation, processing and use in industry.

Breve Descricão das FiaurasBrief Description of the Fiauras

[003] A presente invenção será melhor compreendida a partir da descrição detalhada de uma forma preferencial de realização, não limitativa, a qual toma por base ilustrativa a figura em anexo, trazida a título meramente ilustrativo e não limitativo, na qual:

  • - A figura 1 é uma vista esquemática de uma extrusora, apta a produção de um compósito termoplástico, de acordo com a presente invenção.
[003] The present invention will be better understood from the detailed description of a preferential, non-limiting embodiment, which takes as an illustrative basis the attached figure, provided for illustrative and non-limiting purposes only, in which:
  • - Figure 1 is a schematic view of an extruder, suitable for the production of a thermoplastic composite, according to the present invention.

Descricão detalhada da invençãoDetailed description of the invention

[004] O invento em questão demonstra o desenvolvimento do processo para a produção de compostos termoplásticos que podem ser processados puros ou utilizados como concentrados, podendo ser diluídos com resinas puras durante o processamento nos referidos processos de fabricação de componentes/peças/produtos. Os referidos compósitos podem então ser utilizados em produtos (móveis, utensílios, acessórios, etc.) de maneira customizada, moldados pelos diferentes processos de moldagem de termoplásticos, em diferentes tamanhos, formas, cores, etc., de acordo com as necessidades e interesses dos consumidores.[004] The invention in question demonstrates the development of the process for the production of thermoplastic compounds that can be processed pure or used as concentrates, which can be diluted with pure resins during the processing in the said processes of manufacturing components / parts / products. These composites can then be used in products (furniture, utensils, accessories, etc.) in a customized way, molded by different thermoplastic molding processes, in different sizes, shapes, colors, etc., according to the needs and interests consumers.

Caracterização dos resíduos utilizadosCharacterization of waste used

[005] Os resíduos agroindustriais lignocelulósicos e/ou da produção e consumo de café, utilizados pelo invento, são obtidos inicialmente na forma de pó e/ou são moídos em moinhos de faca, moinhos de martelo ou moinhos pulverizadores, sendo utilizados em sua forma final moída e seca. A granulometria pode variar de 100 a 800 micra e a faixa de umidade ótima recomendada para processamento com termoplásticos deve situar-se entre 2 a 10%, densidade aparente entre 0,10-0,4 g/cm3, densidade real entre 1,40 - 2,00 g/cm3. A distribuição de tamanhos de partícula é determinada por método de peneiras e dependendo da razão de aspecto (relação entre o comprimento (I) e o diâmetro equivalente (d)), as partículas podem ser consideradas como cargas particuladas e porosas, devido a sua baixa razão de aspecto ou como reforços fibrosos, para maiores razões de aspecto.[005] Lignocellulosic agro-industrial residues and / or coffee production and consumption, used by the invention, are obtained initially in powder form and / or are ground in knife mills, hammer mills or spray mills, being used in their form final ground and dry. The granulometry can vary from 100 to 800 microns and the recommended optimum humidity range for processing with thermoplastics should be between 2 to 10%, apparent density between 0.10-0.4 g / cm3, actual density between 1.40 - 2.00 g / cm3. The particle size distribution is determined by the sieve method and depending on the aspect ratio (relationship between length (I) and equivalent diameter (d)), the particles can be considered as particulate and porous charges, due to their low aspect ratio or as fibrous reinforcements, for greater aspect ratios.

Principais características das resinas termoplásticasMain characteristics of thermoplastic resins

[006] Materiais termoplásticos são produtos derivados de petróleo que podem ser moldados em formas definidas através da aplicação de calor e pressão e a principal característica das resinas termoplásticas utilizadas nos produtos do presente invento é o índice de fluidez, conforme determinado pelo método ASTM D-1238. Resinas que apresentam boas características de fluxo que permitam a sua aplicação em processos de extrusão são produtos que apresentam fluidez na faixa de 1 a 10 g/10 min. No caso de produtos moldados por injeção a fluidez pode variar de 5 até 50 g/10 min a depender da complexidade geométrica das peças a serem moldadas. Constituem produtos de resinas termoplásticas tipicamente utilizadas no processo de produção de concentrados de compósitos com carga lignocelulósica (masterbatches) objeto da presente invenção, as resinas poliolefínicas do tipo polipropileno e polietileno de alta densidade. No caso do presente invento são utilizados agentes compatibilizantes para poliolefinas à base de anidrido maleico. A incorporação do resíduo celulósico ao termoplástico altera as características de fluidez da resina particularmente a sua pseudoplasticidade e consistência do material fundido e devem ser avaliadas através de reometria capilar.[006] Thermoplastic materials are petroleum products that can be molded into defined shapes through the application of heat and pressure and the main characteristic of the thermoplastic resins used in the products of the present invention is the fluidity index, as determined by the ASTM D- method 1238. Resins that have good flow characteristics that allow their application in extrusion processes are products that have fluidity in the range of 1 to 10 g / 10 min. In the case of injection molded products, the fluidity can vary from 5 to 50 g / 10 min depending on the geometric complexity of the parts to be molded. Products of thermoplastic resins typically used in the production process of lignocellulosic filler concentrates (masterbatches) object of the present invention, polyolefinic resins of the type polypropylene and high density polyethylene. In the case of the present invention, compatibilizing agents for maleic anhydride-based polyolefins are used. The incorporation of cellulosic waste to the thermoplastic changes the fluidity characteristics of the resin, particularly its pseudoplasticity and consistency of the molten material, and must be evaluated through capillary rheometry.

Preparação do compósito termoplásticoPreparation of the thermoplastic composite

[007] Compósitos são materiais constituídos de dois ou mais componentes que diferem em propriedades químicas e físicas, os quais foram misturados por processos físicos ou químicos que resultam em um produto com características específicas resultantes da combinação. Os procedimentos tradicionalmente utilizados para preparação de concentrados compósitos termoplásticos com resíduos lignocelulósicos são processos do tipo batelada em misturador intensivo do tipo k-mixer ou processo contínuo em extrusora de dupla rosca.[007] Composites are materials made up of two or more components that differ in chemical and physical properties, which have been mixed by physical or chemical processes that result in a product with specific characteristics resulting from the combination. The procedures traditionally used for preparing thermoplastic composite concentrates with lignocellulosic residues are batch-type processes in an intensive mixer of the k-mixer type or continuous process in twin screw extruder.

[008] Agentes compatibilizantes ou de acoplamento são empregados como forma de aumentar a afinidade química entre grupos funcionais dos componentes do compósito, de forma a estabilizar a mistura. A reatividade do sistema depende da funcionalidade dos grupamentos químicos presentes em cada componente individual e da eficiência do processo de mistura dispersiva. Existem inúmeros agentes de acoplamento no mercado para uso específico em compósitos termoplásticos com cargas celulósicas na sua maioria com funcionalidade maleica para matrizes olefínicas como polietileno e polipropileno.[008] Compatibilizing or coupling agents are used as a way to increase the chemical affinity between functional groups of the components of the composite, in order to stabilize the mixture. The reactivity of the system depends on the functionality of the chemical groups present in each individual component and on the efficiency of the dispersive mixing process. There are numerous coupling agents on the market for specific use in thermoplastic composites with cellulosic fillers, mostly with maleic functionality for olefinic matrices such as polyethylene and polypropylene.

[009] A extrusora mais utilizada para a fabricação de compostos termoplásticos é a de rosca dupla, sendo que a mais adequada para se obter a melhor dispersão e distribuição das partículas da carga na matriz termoplástica é a extrusora de rosca dupla co-rotacional ou co-rotante. Neste tipo de extrusora as roscas gêmeas giram na mesma direção e proporcionam maior intensidade de mistura. Existem ainda as extrusoras de rosca dupla contra-rotacional ou contra-rotante onde as roscas gêmeas giram em direções opostas, ou seja, uma contra a outra.[009] The most widely used extruder for the manufacture of thermoplastic compounds is the double screw, the most suitable for obtaining the best dispersion and distribution of the charge particles in the thermoplastic matrix is the co-rotational or co-twin screw extruder -rotating. In this type of extruder, the twin threads rotate in the same direction and provide greater mixing intensity. There are also counter-rotational or counter-rotating double-screw extruders where the twin threads rotate in opposite directions, that is, against each other.

[0010] A eficiência de mistura destas extrusoras é inferior a extrusora de rosca dupla co-rotacional, porém proporciona maior pressão no cabeçote de saída da extrusora onde é definido o perfil do extrudado. Este tipo de extrusora é mais eficiente quando se deseja realizar a mistura da carga com o termoplástico simultaneamente com a extrusão de perfis extrudados, que não é possível para as extrusoras co-rotacionais.[0010] The mixing efficiency of these extruders is inferior to the co-rotational twin screw extruder, however it provides greater pressure in the extruder output head where the profile of the extrudate is defined. This type of extruder is more efficient when it is desired to mix the load with the thermoplastic simultaneously with the extrusion of extruded profiles, which is not possible for co-rotational extruders.

[0011] As extrusoras de rosca dupla co-rotacionais são projetadas para extrudar grânulos do composto termoplástico para posterior conformação do mesmo, sendo que o perfil geométrico das roscas co-rotantes deve ser projetado adequadamente para se obter o composto com a melhor qualidade de mistura. Para facilitar este projeto existem extrusoras de rosca dupla co-rotacionais com elementos de rosca e/ou de barril segmentados para facilitar o design do perfil de rosca.[0011] The co-rotational double screw extruders are designed to extrude granules of the thermoplastic compound for subsequent shaping, and the geometric profile of the co-rotating threads must be properly designed to obtain the compound with the best mixing quality . To facilitate this project there are co-rotational twin screw extruders with segmented screw and / or barrel elements to facilitate the design of the screw profile.

[0012] Geralmente o perfil de rosca segmentado inclui elementos de mistura e elementos de transporte, os quais devem ser distribuídos ao longo da rosca para fundir o termoplástico, misturá-lo com as partículas de carga e transportar o composto fundido até o cabeçote. Os elementos de mistura são conhecidos como elementos de malaxagem ou de malaxação (kneading block) e possuem várias dimensões e diferentes arranjos. O bloco de malaxagem com elementos mais estreitos é ideal para melhorar a distribuição da carga, enquanto os mais espessos são mais adequados para dispersar a carga na matriz. Os elementos dentro do bloco de malaxagem podem ainda estarem deslocados num determinado ângulo e, quanto mais próximo de 90°, mais intensa é a mistura. Os elementos responsáveis pela condução da mistura entre os blocos de malaxagem ou até o cabeçote são conhecidos como elementos de transporte (conveying elements). Sua função é para empacotar mais ou menos a mistura, acelerando mais ou menos o percurso do composto dentro da extrusora. Existem ainda para ambos os tipos de elementos aqueles posicionados contra o fluxo, conhecidos como elementos de esquerda (left-hand elements) que tem a função de aumentar o tempo de residência da mistura dentro da extrusora. O barril pode ser segmentado para facilitar tanto a alimentação dos componentes da mistura ao longo da extrusora, bem como posicionar os elementos de degasagem (venting).[0012] Generally, the segmented thread profile includes mixing elements and transport elements, which must be distributed along the thread to melt the thermoplastic, mix it with the filler particles and transport the molten compound to the head. The mixing elements are known as knitting block elements and have several dimensions and different arrangements. The trunk block with narrower elements is ideal for improving the load distribution, while the thicker ones are more suitable for dispersing the load in the matrix. The elements inside the suitcase block may still be displaced at a certain angle and, the closer to 90 °, the more intense the mixture. The elements responsible for conducting the mixture between the suitcase blocks or even the head are known as conveying elements. Its function is to package the mixture more or less, speeding up the path of the compound inside the extruder more or less. There are also for both types of elements those positioned against the flow, known as left-hand elements, which have the function of increasing the residence time of the mixture inside the extruder. The barrel can be segmented to facilitate both feeding the components of the mixture along the extruder, as well as positioning the venting elements.

[0013] O protocolo de mistura para um composto termoplástico numa extrusora de rosca dupla deve ser elaborado de uma forma adequada para obter a melhor qualidade de mistura. Assim, a sequência ideal de mistura seria alimentar o termoplástico no início do barril da extrusora para que fosse inicialmente fundido.[0013] The mixing protocol for a thermoplastic compound in a twin screw extruder must be designed in an appropriate manner to obtain the best mixing quality. Thus, the ideal mixing sequence would be to feed the thermoplastic at the beginning of the extruder barrel so that it would initially be melted.

[0014] Após esta etapa deveria ser alimentada, num elemento de barril posicionado mais à frente da extrusora, a carga mais sensível à absorção de água, para que esta umidade seja eliminada através antes da etapa de alimentação da segunda carga. Para tanto é necessário incluir um elemento de barril para que ocorra a eliminação da maior quantidade de umidade. Só então a segunda carga seria alimentada.[0014] After this stage, the most sensitive load to the absorption of water should be fed, in a barrel element positioned in front of the extruder, so that this moisture is eliminated through before the step of feeding the second load. Therefore, it is necessary to include a barrel element so that the greatest amount of moisture can be eliminated. Only then would the second load be fed.

[0015] Após a incorporação das cargas deveria existir mais um barril para a degasagem sob vácuo, para eliminar os últimos traços de voláteis do composto termoplástico antes de ser granulado.[0015] After the incorporation of the loads there should be another barrel for vacuum degasing, to eliminate the last traces of volatiles from the thermoplastic compound before it is granulated.

[0016] A figura 1 mostra um esquema de extrusão com roscas e barris segmentados para facilitar a mistura para se obter o composto. Observa-se que é necessário se preocupar com a sequência de mistura e as respectivas etapas de desgaseificação com e sem auxílio de vácuo. Também, para os compostos em questão é necessário acoplar um alimentador lateral após a última unidade de ventilação (venting) e antes da desgaseificação sob vácuo.[0016] Figure 1 shows an extrusion scheme with threaded and segmented barrels to facilitate mixing to obtain the compound. It is observed that it is necessary to be concerned with the mixing sequence and the respective degassing steps with and without the aid of a vacuum. Also, for the compounds in question it is necessary to attach a side feeder after the last ventilation unit (venting) and before degassing under vacuum.

[0017] Um dos principais controles da qualidade de mistura do composto termoplástico é da composição do mesmo e sua homogeneidade ao longo da produção da mistura.[0017] One of the main controls of the quality of the mixture of the thermoplastic compound is its composition and its homogeneity throughout the production of the mixture.

[0018] O processo de mistura contínua através da extrusão utiliza alimentadores para dosar individualmente os componentes desta mistura. A dosagem realizada em cada unidade de alimentação deve ser sincronizada entre os alimentadores para que a composição obtida ao final do processo de extrusão seja aquela esperada. Os dosadores gravimétricos são mais precisos que os volumétricos e garantem melhor controle da composição.[0018] The process of continuous mixing through extrusion uses feeders to individually dose the components of this mixture. The dosage performed in each feeding unit must be synchronized between the feeders so that the composition obtained at the end of the extrusion process is the one expected. Gravimetric feeders are more accurate than volumetric feeders and ensure better control of the composition.

[0019] Dessa forma, conforme descrito acima, o invento em questão demonstra o desenvolvimento de processos de manufatura de concentrados de compósitos de café combinado com outras fibras e/ou cargas vegetais ou minerais utilizados para obtenção de componentes moldados a partir desses compósitos em geometrias pré-definidas.[0019] Thus, as described above, the invention in question demonstrates the development of manufacturing processes for concentrates of coffee composites combined with other fibers and / or vegetable or mineral fillers used to obtain components molded from these composites in geometries pre-defined.

[0020] Para melhor detalhar o processo e esclarecer as inúmeras variáveis técnicas envolvidas, na figura 1 supra é indicado o empregado de pó de madeira, devendo-se contudo entender que podem ser utilizadas diversas combinações (café combinado com outras fibras e/ou cargas vegetais ou minerais - talco, argila, etc., farinha de resíduo de madeira, pó de MDF, amendoim, mandioca, fibras vegetais - coco, bambu, cana, etc.[0020] To better detail the process and clarify the countless technical variables involved, in figure 1 above the employee of wood powder is indicated, but it should be understood that different combinations can be used (coffee combined with other fibers and / or fillers vegetables or minerals - talc, clay, etc., wood residue flour, MDF powder, peanuts, manioc, vegetable fibers - coconut, bamboo, cane, etc.

[0021] Para estes componentes devem ser controladas as seguintes principais características e propriedades, como tamanho e distribuição do tamanho (granulometria e distribuição granulométrica), razão de aspecto (relação comprimento com o diâmetro) umidade, densidade, etc. Estas características são definidas, principalmente para os componentes vegetais (resíduos de café e lignocelulósicos) nas etapas de moagem/micronização e classificação por peneiramento.[0021] For these components, the following main characteristics and properties must be controlled, such as size and size distribution (particle size and particle size distribution), aspect ratio (length-to-diameter ratio) humidity, density, etc. These characteristics are defined, mainly for the vegetable components (coffee and lignocellulosic residues) in the grinding / micronization stages and classification by sieving.

[0022] Onde se tem PP pode-se acrescentar diversas combinações de resinas virgens ou recicladas, biodegradáveis e/ou de fontes renováveis e blendas a partir das mesmas.[0022] Where you have PP you can add several combinations of virgin or recycled resins, biodegradable and / or renewable sources and blends from them.

[0023] Onde se tem aditivos pode-se acrescentar diversas combinações de aditivos (estabilizantes térmicos, anti-UV, deslizantes, auxiliares de fluxo, compatibilizantes, agentes de acoplamento, etc.) dependendo das características dos componentes e das resinas mencionados anteriormente e também, dos tipos de processos e das aplicações dos produtos, nos quais serão utilizados ou obtidos a partir dos compostos termoplásticos aqui descritos. Os referidos compostos poderão ser utilizados em produtos (móveis, utensílios, acessórios, etc) de maneira customizada, moldados pelos diferentes processos de moldagem de termoplásticos, em diferentes tamanhos, formas, cores, etc., de acordo com as necessidades e interesses dos seus clientes.[0023] Where you have additives, you can add several combinations of additives (thermal stabilizers, anti-UV, glidants, flow aids, compatibilizers, coupling agents, etc.) depending on the characteristics of the components and resins mentioned above and also , the types of processes and the applications of the products, in which they will be used or obtained from the thermoplastic compounds described here. These compounds can be used in products (furniture, utensils, accessories, etc.) in a customized way, molded by different thermoplastic molding processes, in different sizes, shapes, colors, etc., according to the needs and interests of their customers. customers.

[0024] Também, devem ser consideradas as condições de extrusão: perfil de roscas, perfil de temperatura, vazão de alimentação, sequência de alimentação, rpm das roscas.[0024] Also, extrusion conditions must be considered: thread profile, temperature profile, feed rate, feed sequence, thread rpm.

Descrição sintética das etapas do processo de produção de compósitos termoplásticosSynthetic description of the steps in the production process of thermoplastic composites

[0025] O processo para a produção de compósitos termoplásticos aditivados, de forma sintética, pode assim ser definido:

  • - processamento dos resíduos lignocelulósicos e/ou pó de café, através de moagem, secagem e seleção granulométrica;
  • - alimentação no funil da extrusora da resina termoplástica granulada e/ou na forma de flakes (resinas virgens ou recicladas, biodegradáveis e/ou de fontes renováveis e blendas a partir destas resinas);
  • - mistura intensiva dos resíduos lignocelulósicos e/ou pó de café com a resina termoplástica na extrusora, com temperatura preferencialmente inferior a 210° C;
  • - degasagem do compósito na extrusora; e,
  • - obtenção do compósito granulado.
[0025] The process for producing synthetic additive thermoplastic composites can be defined as follows:
  • - processing of lignocellulosic residues and / or coffee powder, through grinding, drying and granulometric selection;
  • - feeding in the extruder funnel of granulated thermoplastic resin and / or in the form of flakes (virgin or recycled resins, biodegradable and / or renewable sources and blends from these resins);
  • - intensive mixing of lignocellulosic residues and / or coffee powder with the thermoplastic resin in the extruder, with a temperature preferably below 210 ° C;
  • - degasing of the composite in the extruder; and,
  • - obtaining the granulated composite.

[0026] A partir do processo supra é possível produzir compósitos termoplásticos em grânulos com excelente incorporação dos aditivos de reciclagem e, principalmente, com propriedades físicas aptas a permitir o seu uso, após moldados por injeção, extrusão, termoformagem, rotomoldagem ou sopro, nas mais diversas áreas. Além da notória vantagem econômica do processo em tela, o mesmo ainda se mostra eficiente como produto de reciclagem de materiais orgânicos, contribuindo assim na redução do descarte destes resíduos.[0026] From the above process it is possible to produce thermoplastic composites in granules with excellent incorporation of recycling additives and, mainly, with physical properties capable of allowing their use, after injection molding, extrusion, thermoforming, rotational molding or blowing, in more diverse areas. In addition to the notable economic advantage of the process on screen, it is still efficient as a product for recycling organic materials, thus contributing to reduce the disposal of these residues.

Claims (7)

Processo para a produção de compósitos termoplásticos aditivados, através de extrusora, caracterizado por compreender as etapas de:
  • - processamento dos resíduos lignocelulósicos e/ou pó de café, através de moagem, secagem e seleção granulométrica;
  • - alimentação no funil da extrusora de uma resina termoplástica granulada e/ou na forma de flakes (resinas virgens ou recicladas, biodegradáveis e/ou de fontes renováveis e blendas a partir destas resinas);
  • - mistura intensiva dos resíduos lignocelulósicos e/ou pó de café com a resina termoplástica na extrusora, com temperatura preferencialmente inferior a 210° C;
  • - degasagem do compósito na extrusora; e,
  • - obtenção do compósito granulado.
Process for the production of thermoplastic composites with an extruder, characterized by understanding the steps of:
  • - processing of lignocellulosic residues and / or coffee powder, through grinding, drying and granulometric selection;
  • - feeding in the extruder funnel of a granulated thermoplastic resin and / or in the form of flakes (virgin or recycled resins, biodegradable and / or from renewable sources and blends from these resins);
  • - intensive mixing of lignocellulosic residues and / or coffee powder with the thermoplastic resin in the extruder, with a temperature preferably below 210 ° C;
  • - degasing of the composite in the extruder; and,
  • - obtaining the granulated composite.
Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os resíduos lignocelulósicos apresentarem granulometria de 100 a 800 micra, umidade entre 2 e 10%, densidade aparente entre 0,10-0,4 g/cm3 e densidade real entre 1,40 e 2,00 g/cm3.Process according to claim 1, characterized in that the lignocellulosic residues have a particle size of 100 to 800 microns, humidity between 2 and 10%, apparent density between 0.10-0.4 g / cm3 and real density between 1.40 and 2.00 g / cm3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por os resíduos lignocelulósicos compreenderem ainda cargas vegetais ou minerais, selecionadas entre talco, argila, farinha de resíduo de madeira, pó de MDF, amendoim, mandioca, coco, bambu ou cana.Process according to claim 1 or 2, characterized in that the lignocellulosic residues also comprise vegetable or mineral fillers, selected from talc, clay, wood residue flour, MDF powder, peanuts, manioc, coconut, bamboo or cane. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a resina apresentar fluidez de 5 até 50 g/10 min, sendo preferencialmente selecionada entre as resinas poliolefínicas, e mais preferencialmente entre polipropileno ou polietileno de alta densidade.Process according to claim 1, characterized in that the resin has a fluidity of 5 to 50 g / 10 min, being preferably selected from polyolefinic resins, and more preferably from polypropylene or high density polyethylene. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 4, caracterizado por incluir agentes compatibilizantes para poliolefinas à base de anidrido maleico.Process according to claim 1 or 4, characterized in that it includes compatibilizing agents for polyolefins based on maleic anhydride. Compósitos termoplásticos, caracterizados por serem produzidos de acordo com o processo conforme descrito em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.Thermoplastic composites, characterized in that they are produced according to the process as described in any one of claims 1 to 5. Compósito termoplásticos, caracterizados por apresentarem a forma de grânulos e estarem aptos a produção de componentes, peças e produtos moldados por injeção, extrusão, termoformagem, rotomoldagem ou sopro.Thermoplastic composites, characterized by the form of granules and being able to produce components, parts and products molded by injection, extrusion, thermoforming, rotational molding or blowing.
BR102019018549-0A 2019-09-06 2019-09-06 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ADDITIVE THERMOPLASTIC COMPOSITES AND RESULTING COMPOSITES BR102019018549A2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102019018549-0A BR102019018549A2 (en) 2019-09-06 2019-09-06 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ADDITIVE THERMOPLASTIC COMPOSITES AND RESULTING COMPOSITES
PCT/BR2020/050354 WO2021042196A1 (en) 2019-09-06 2020-09-04 Process for the production of thermoplastic composites containing additives and resulting composites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102019018549-0A BR102019018549A2 (en) 2019-09-06 2019-09-06 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ADDITIVE THERMOPLASTIC COMPOSITES AND RESULTING COMPOSITES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR102019018549A2 true BR102019018549A2 (en) 2021-03-16

Family

ID=74852008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102019018549-0A BR102019018549A2 (en) 2019-09-06 2019-09-06 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ADDITIVE THERMOPLASTIC COMPOSITES AND RESULTING COMPOSITES

Country Status (2)

Country Link
BR (1) BR102019018549A2 (en)
WO (1) WO2021042196A1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0106351A (en) * 2001-12-14 2002-09-17 Fapesp Fundacao De Amparo A Pe Composite material: thermoplastic, vegetable fiber and / or wood and ceramic powder
IN201641015805A (en) * 2016-05-06 2017-11-10

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021042196A1 (en) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6257491B2 (en)
CN201833574U (en) Feeding and producing device for melting sides of high molecular materials
RU2447943C2 (en) Method and unit for producing wood composite material
DE102007054549A1 (en) Producing natural fiber plastic composite material by drying the natural material such as hemp and/or wood in the form of fiber, shred or flour, crushing the wood raw materials and then compounding with a plastic melt and/or additives
CN102775802B (en) Crop straw fiber-based composite material
CN104530736A (en) Preparation device and process for plastic-wood composite material
CN105199335A (en) Preparation method of degradable plastic thin film
KR20140092653A (en) Wood plastic composite and manufacturing method thereof
EP2631060A1 (en) A low-pressure process for preparing a polymer film by extrusion-blowing
KR20210096363A (en) Method for manufacturing waste plastic recycled molding with excellent hardness and strength
KR101798633B1 (en) Manufacture method of recycle or new polypropylene
ES2976664T3 (en) Process for the production of a composite material from textile waste and polyethylene film waste
BR102019018549A2 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ADDITIVE THERMOPLASTIC COMPOSITES AND RESULTING COMPOSITES
CN102470554A (en) Preparation of shaped bodies containing additives
KR0139884B1 (en) Waste-crosslink-polyethylene resin composition
CN103360775A (en) PE wood plastic composite and processing and forming methods thereof
CN114058086A (en) Starch-based plastic master batch
CN113603798A (en) Preparation method and application of starch special for plastics
EP0011240B1 (en) Process for manufacturing polyolefin granulates containing fibrous additives and the use thereof for manufacturing moulded products
CN203092815U (en) BOPP (Biaxially-oriented Polypropylene) masterbatch additive production line
CN204773488U (en) Novel special double screw extruder of polymer plastic
KR0125472B1 (en) Apparatus and extrusion process for production of products for building materials
CN103804939B (en) Novel ecological wood and preparation method thereof
Głogowska et al. Assessment of the resistance to external factors of low-density polyethylene modified with natural fillers
CN210362027U (en) Co-rotating double-screw plasticizing mixing water ring granulating device

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention