BR112016008233B1 - Processo para a separação de um produto de relva sintético - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA A SEPARAÇÃO DE UM PRODUTO DE RELVA SINTÉTICO. A presente invenção diz respeito a um método melhorado para reclamar os componentes individuais de produtos de relva sintéticos ou artificiais sob uma forma praticamente idêntica à sua forma original. O resultado é alcançado por meio de um método no qual a relva, após redução de tamanho, é submetida a pelo menos três passos de separação específicos em uma ordem específica, sendo assim a separação baseada no tamanho, gravidade específica e gravidade específica, tamanho e forma.

Description

[001] A presente invenção diz respeito a um método melhorado para reclamar os componentes individuais de produtos de relva sintéticos ou artificiais sob uma forma praticamente idêntica à sua forma original. O resultado é alcançado por meio de um método no qual a relva, após redução de tamanho, é submetida a pelo menos três passos de separação específicos em uma ordem específica, sendo assim a separação baseada no tamanho, gravidade específica e gravidade específica, tamanho e forma.

[002] Antecedentes

[003] A relva sintética é utilizada já há muitos anos como superfície para campos de futebol americano, basebol e futebol. Em anos mais recentes, tem sido utilizada em outras aplicações em que é desejável uma alternativa à relva natural. Tais aplicações incluem, pelo menos, relvados de parques infantis, residenciais e comerciais e outros, tais como paisagismo, caminhos, campos de paintball, campos de ténis, áreas onde ficam os buracos no golfe (greens), parques para cães, etc.

[004] Tipicamente, a relva sintética inclui um tecido de tipo relva que possui um suporte e diversas fitas ao alto, também designadas fibras de face, que se assemelham a relva. Muitos produtos de relva sintética também incluem, um material de enchimento disperso entre as fitas ao alto, o qual pode ser constituído por areia, aglomerado de borracha de pneus ou outros particulados, quer individualmente ou combinados entre si. O material de enchimento simula o solo na relva natural, atua como balastro e/ou contribui para as propriedades físicas do relvado, tais como resiliência, que tornam a relva adequada para uma utilização particular.

[005] A relva sintética tem um período de vida limitado, dependendo da construção do relvado, da aplicação para a qual é utilizada, do clima e da manutenção da relva.

[006] Como exemplo, um relvado sintético típico para utilização como campo para atletismo pode ter um período de vida útil compreendido entre cerca de 8 e 15 anos. Uma grande quantidade de relvados sintéticos é presentemente utilizada em centenas de campos de atletismo e em outras aplicações.

[007] A colocação do relvado é muito dispendiosa devido à composição dos materiais que variam desde borracha reciclada, areia até plástico. Para se evitar o envio do relvado para aterros com um custo substancial, a reciclagem e reutilização da totalidade ou de porções do relvado sintético tem constituído uma opção explorado em anos recentes.

[008] São conhecidos métodos para a reciclagem de tapetes e para a preparação de suportes de tapete utilizando desperdícios de tapetes recicladas. Alguns desses métodos envolvem a separação de fios de tapete ou tufos, a partir do suporte, v.g., por corte, e processamento apenas dos fios.

[009] No entanto, o relvado sintético é diferente do tapete em termos de composição, e essas diferenças na composição tornam os processos convencionais de reciclagem de tapetes inadequados para a reciclagem de relvados sintéticos. A maioria dos produtos em tapete utiliza fibras de face de nylon, ao passo que a maioria dos produtos de relvados sintéticos correntes utiliza polietileno.

[010] O revestimento primário da maioria dos tapetes é um revestimento de látex, ao passo que o revestimento na maioria dos relvados sintéticos é poliuretano. Nos Estados Unidos, apenas uma pequena fração de tapetes largos inclui um revestimento que contém poliuretano, e apenas uma pequena fração dos relvados sintéticos possui um revestimento que contém látex.

[011] A maioria dos relvados sintéticos produzidos nos últimos 6 anos apresenta um revestimento de poliuretano aplicado ao suporte. Crê-se que os relvados sintéticos revestidos com poliuretano não possam ser reciclados como um produto integral. Tal é devido ao fato do revestimento de poliuretano não poder ser reciclado eficazmente. O poliuretano é termoendurecido (versus termoplástico), pelo que é difícil e caro de reciclar.

[012] Não obstante, a recuperação de poliuretano a partir de tapetes encontra-se descrita no documento US 5 185 380, no qual o suporte é raspado, cominuído, submetido a um passo de classificação em um ciclone para remover constituintes exógenos duros, tais como metais e PVC, e os constituintes não duros são consolidados sob pressão e temperatura elevadas para proporcionar folhas. Este método proporciona assim um novo produto a partir de partes usadas de tapetes.

[013] Nos relvados, o revestimento é aplicado ao suporte de um material em tufos com o propósito de prender as fibras de face ao suporte primário. Também é possível aplicar um revestimento suplementar de um adesivo fundido a quente ou uma espuma de poliuretano. Este revestimento secundário é tipicamente utilizado para ligar um suporte secundário que pode ser de poliéster ou polipropileno.

[014] Muitos produtos de relva sintética incluem componentes que não são encontrados em tapetes e que são incompatíveis, ou pelo menos indesejáveis, nos métodos de reciclagem de tapetes convencionais. Por exemplo, um tapete convencional não inclui enchimento. Os materiais de enchimento típicos para instalações de relvado sintético compreendem areia, aglomerados de borracha de pneus e/ou outros particulados, quer individualmente quer combinados entre si. Assim, a reciclagem de relvado sintético constitui um problema único que não é encontrado na reciclagem de um tapete.

[015] A separação do enchimento a partir da parte restante do relvado pode requerer a utilização de equipamento especial e podem existir preocupações ambientais associadas à eliminação do enchimento separado. Como preocupações adicionais no processo de reciclagem refere-se o efeito de quaisquer particulados de enchimento residuais no processo de redução de tamanho e sobre as propriedades do produto final.

[016] Assim, têm sido feitas tentativas para reciclar e reutilizar um relvado sintético existente, ou pelo menos uma porção de um relvado sintético existente, para evitar o envio de todo o relvado sintético para um aterro quando este deixa de ser útil. Um tal processo encontra-se descrito no documento WO 2010/075098, no qual o enchimento é separado a partir do suporte e das fibras de tipo relva seguindo-se a redução de tamanha e uma nova remoção do enchimento e subsequente aglomeração. Os grânulos de fragmentos de relva aglomerados são colocados em uma extrusora. Os granulados são submetidos a extrusão para formar um extrudado, por exemplo, com a forma de uma faixa ou fita. A maior parte dos processos conhecidos reciclam consequentemente os constituintes dos tapetes ou relvados em novos produtos de componentes mistos e não revertem os produtos nos componentes de partida individuais.

[017] No documento EP 2 096 211 encontra-se descrito um outro método para a eliminação de relva sintética, o qual compreende um passo em que a fibra de relva e o suporte são separados em primeiro lugar do enchimento e dos componentes adicionais e são subsequentemente separados em um número elevado de passos.

[018] Assim, os processos existentes podem separar os materiais até uma pureza de apenas 95% que é satisfatória quando, por exemplo, o processo é para a extrusão/consolidação para proporcionar novos produtos. Assim, embora os processos da técnica anterior constituam uma melhoria em relação à eliminação do material para um aterro, existe ainda a necessidade de separar mais as partes individuais, em frações que compreendam substancialmente um componente para proporcionar produtos de qualidade melhorada.

[019] É também desejável proporcionar processos que sejam flexíveis para que a composição do relvado e do enchimento possa variar.

[020] É também desejável proporcionar processos nos quais o resultado sejam os componentes individuais purificados até um grau que seja suficientemente elevado para a reutilização como relvado ou em outras indústrias.

[021] Assim sendo, constitui um objeto proporcionar processos que sejam simples, mas eficientes em proporcionar frações separadas.

[022] Constitui um outro objeto da presente invenção proporcionar um processo melhorado para a separação de constituintes de vários produtos de relva e também proporcionar um processo em que a pureza de cada um dos constituintes separados esteja compreendida entre um valor superior a 95% (p/p) até um valor essencialmente puro.

[023] Descrição abreviada da invenção

[024] De acordo com um primeiro aspecto, este e outros objetos são solucionados por meio de um processo através do qual um produto de relva sintético anidro ou seco que compreende pelo menos um material de suporte, um componente de fibra de relva e componentes adicionais é proporcionado e em que o referido processo compreende pelo menos os passos consecutivos que consistem em (a) reduzir o tamanho do produto de relva sintético até se obter um material de relva de tamanho reduzido; (b) separar o material de relva de tamanho reduzido por peneiração em pelo menos uma primeira fração que compreende substancialmente uma mistura de material de suporte e componentes adicionais e uma segunda fração que compreende substancialmente os componentes de fibra de relva; (c) separar a primeira fração obtida no passo (b) por gravidade específica utilizando ar para proporcionar uma fração de densidade reduzida constituída substancialmente por material de suporte e uma fração de densidade elevada constituída substancialmente pelos componentes adicionais; (d) separar a segunda fração obtida no passo (b) por gravidade específica, tamanho e forma proporcionando um fluxo de ar dirigido no sentido ascendente em um separador configurado para causar um movimento turbulento em que a fração mais leve é empurrada no sentido ascendente no fluxo de ar e a fração pesada é deixada cair no sentido descendente; em que a fração mais leve é constituída substancialmente por componentes de fibra de relva e a fração pesada é constituída substancialmente por uma mistura de material de suporte e componentes adicionais; e (e) recolher a fração de densidade reduzida obtida no passo (c) e a fração mais leve obtida no passo (d).

[025] A separação completa de componentes a partir de produtos de relva utilizados demonstrou ser uma tarefa muito difícil. O problema surge com a separação em particular dos últimos 5% dos outros constituintes nas várias frações. Durante a diminuição de tamanho, que é necessária para tornar o produto de relva maneável, os componentes ficam ainda mais misturados e mais homogéneos e, assim, mais difíceis de separar. Uma separação essencialmente completa é necessária para ser possível a reutilização das várias frações em um produto topo de gama.

[026] A sequência e o modo específico de separação dos componentes individuais, isto é, se uma simples peneiração por tamanho, separação por peneiração específica, isto é, por gravidade específica, e/ou separação por turbilhão de ar, demonstrou ser a chave para tornar possível o alcançar uma separação completa.

[027] No primeiro passo de diminuição de tamanho, o material de suporte e os componentes de fibra de relva são o alvo principal. A maioria dos componentes adicionais, tais como terra, surge em um tamanho reduzido. É contemplado que o primeiro passo de redução de tamanho proporciona peças de produtos de relva em que o comprimento mais longo é de aproximadamente 20 a 60 mm e, mais preferencialmente, de 25 a 50 mm, tal como, aproximadamente 25, 30 ou 35 mm.

[028] No primeiro passo de separação, os componentes são apenas separados por tamanho. Dado que o produto tem de ser submetido a redução de tamanho, este passo irá separar a maioria dos componentes do componente de fibra de relva. Assim, os componentes com densidades que são mais semelhantes são separados e é possível uma subsequente redução de tamanho, se desejado.

[029] Após o primeiro passo de separação, a primeira fração constituída substancialmente pelo material de suporte é ainda separada por gravidade específica utilizando ar. Aqui, os componentes mais leves são fluidificados e separados dos componentes pesados. Tal irá separar o material de suporte de componentes adicionais, de modo que o material de suporte, sendo mais leve do que a terra, etc., é isolado como fração de densidade reduzida.

[030] Como meios de separação adequados refere-se, mas sem que isso constitua qualquer limitação, mesas de separação disponibilizadas por Trenn- und Sortiertechnik GmbH e Guidetti S-r-l., Renazzo, Itália.

[031] A segunda fração proveniente da primeira separação é separada por gravidade específica, tamanho e forma em um passo operacional. Esta separação é obtida proporcionando um fluxo de ar que cause um movimento de turbulento dirigido no sentido ascendente em um separador, no qual a fração mais leve é transportada no sentido ascendente no fluxo de ar e a fração pesada é deixada cair no sentido descendente; a fração mais leve é constituída substancialmente pelos componentes de fibra de relva e a fração pesada é constituída substancialmente por uma mistura de material de suporte e componentes adicionais.

[032] O separador utilizado para a separação pode ser qualquer meio adequado na especialidade, tal como um separador de ciclone, v.g., Hovex DeSanding Cyclone da Gea AG, uma peneira por ar em zigzag, v.g., peneira por ar ZZS da Trenn- und Sortiertechnik GmbH, ou meios de separação semelhantes.

[033] De acordo com variantes específicas, a peneiração do passo (b) é efetuada em vários conjuntos de crivos e/ou a separação por gravidade específica do passo (c) é efetuada em vários conjuntos de separadores e/ou a separação do passo (d) é efetuada em vários conjuntos de separadores.

[034] É contemplado que os vários conjuntos de crivos, etc., possam ser posicionados em série e/ou em paralelo. Quando colocados em paralelo, a capacidade do processo de separação pode ser aumentada, ao passo que o posicionamento em série constitui um meio para aumentar o rendimento sem comprometer a pureza de cada uma das frações para reutilização.

[035] De acordo com variantes preferidas, os crivos são crivos de tambor com aberturas de 4 a 10 mm, tal como 4, 4,5, 5 ou 5,5 e, mais preferencialmente, 5 mm.

[036] É também contemplado que no caso de um ou mais crivos estarem comprometidos em série por exemplo no passo b, é possível incluir um passo intermédio de redução de tamanho entre estes. Deste modo é possível garantir que uma proporção mais elevada do material submetido a redução de tamanho obteve a dimensão mais comprimida desejada e, em simultâneo, a fração de fibra de relva irá conter menos dos outros componentes originalmente presentes. É contemplado que no caso de um ou mais crivos estarem presentes, estes serem de tamanhos iguais ou diferentes. De acordo com uma variante, o primeiro passo de redução de tamanho é aproximadamente até 50 mm e o segundo passo de redução de tamanho é aproximadamente até 30 mm e, em outras variantes, os crivos têm um tamanho de malha de 6 a 8 mm, de preferência, de 5 mm.

[037] De acordo com outra variante, os componentes adicionais compreendem um enchimento e a primeira fração obtida no passo (b), antes do passo (c), é submetida a um passo de peneiração intermédio (i) para proporcionar uma terceira fração constituída substancialmente por material de suporte e uma quarta fração constituída substancialmente pelo enchimento, e, em que a terceira fração constituída substancialmente pelo material de suporte é ainda processada no passo (c) e a fração constituída substancialmente pelo enchimento é recuperada.

[038] De acordo com uma variante particular, o material de enchimento compreende areia e borracha, e a quarta fração obtida no passo (i) é submetida a um outro passo (f) de separação por gravidade específica para proporcionar uma fração de densidade reduzida constituída substancialmente por borracha e uma fração de elevada densidade constituída substancialmente por areia. Após este passo de separação, a fração de borracha e as frações de areia, respectivamente, são essencialmente puras.

[039] Normalmente, quando o produto de relva é proveniente de um campo de atletismo, borracha e/ou areia são utilizadas como enchimento. Embora uma proporção elevada da areia e borracha possam ser facilmente separadas a partir da parte restante do produto de relva, quantidades substanciais de areia e borracha estão ainda presentes dentro da estrutura. Em particular, areia, terra ou gravilha terão de ser removidas a partir dos componentes poliméricos para melhorar a sua utilização nos mesmos (isto é, relva artificial) ou em outros tipos de produtos.

[040] Ser capaz de proporcionar a fração de borracha essencialmente pura e isenta de areia e/ou gravilha é necessário para a sua reutilização na mesma aplicação. A pureza da fração de borracha pode ser determinada por testes convencionais conforme a seguir descrito.

[041] Ainda de acordo com uma variante, o passo de separação intermédio (i) é efetuado por peneiração através de diversos crivos, de preferência, integrados em uma unidade, em que pelo menos um crivo tem um tamanho de malha de 3 mm; e pelo menos um segundo crivo tem um tamanho de malha de 0,8 mm; em que a referida separação proporciona uma fração grande em que o comprimento da maior dimensão do material submetido a redução de tamanho é de 3 mm ou superior, em que a referida fração grande é constituída substancialmente por componentes de fibra de relva; uma fração intermédia em que o comprimento da maior dimensão do material submetido a redução de tamanho está compreendido entre 0,8 e 3 mm e a referida fração intermédia é constituída substancialmente pelo material de suporte; e uma fração pequena em que o comprimento da maior dimensão é de 0,8 mm ou inferior, em que a referida fração pequena é constituída substancialmente por enchimento.

[042] De acordo com esta variante, a fração grande é misturada com a segunda fração obtida no passo (b), antes de ser mais separada no passo (d). A fração intermédia é proporcionada no passo (c) e a fração pequena é proporcionada no passo (f). Através da inclusão deste passo de separação o rendimento de cada fração pode ser aumentado.

[043] De acordo com o processo da invenção, a segunda fração obtida no passo (b) é, de acordo com uma variante preferida, ainda submetida a redução de tamanho antes de ser separada no passo (d), por exemplo, em um moinho de corte, de preferência, até um tamanho em que o comprimento da maior dimensão do material submetido a redução de tamanho seja de aproximadamente 7 a 9 mm, mais preferencialmente, de 8 mm.

[044] Tal como indicado antes, a tarefa de separação fica cada vez mais difícil quando o tamanho dos componentes mistos fica cada vez mais pequeno. Assim, à medida que o tamanho fica mais pequeno a diferença em peso dos componentes individuais fica mais próxima. Por outro lado, a redução de tamanho é um meio necessário para se ser capaz de desintegrar os vários componentes do material de relva.

[045] Assim sendo, a redução de tamanho em pontos específicos na separação revelou ser eficaz, uma vez que componentes de outra forma problemáticos foram substancialmente separados em passos anteriores.

[046] De acordo com uma outra variante preferida, a separação do passo (d) é efetuada em um peneirador com ar em zig-zag ou um separador de ciclone.

[047] Tal irá proporcionar uma separação em que as partículas mais homogéneas não muito pequenas são separadas por tamanho, forma e gravidade específica, e em que o movimento turbulento é proporcionado por estruturas no separador. Assim, o enriquecimento do componente de fibra de relva é facilitado.

[048] Ainda de acordo com uma variante preferida, a separação do passo (d) é efetuada por fornecimento de ar ao separador em uma frequência de 18 a 27 Hz, mais preferencialmente, 20 a 25 Hz e, ainda mais preferencialmente, 25 Hz. E de acordo com uma variante preferida, a separação é efetuada em um peneirador com ar em zig zag nas frequências de ar anteriores.

[049] Foram efetuados testes com várias frequências superiores e inferiores aos intervalos anteriores e concluiu-se surpreendentemente que a melhor separação foi obtida utilizando os intervalos descritos, tendo os melhores resultados sido obtidos a 25 Hz.

[050] De acordo com uma variante ainda mais preferida, a separação e o movimento turbulento são efetuados em dois passos, em que a frequência de ar do primeiro passo é superior à frequência no segundo passo. Ainda de acordo com uma variante, a frequência foi aproximadamente de 25 Hz no primeiro passo e aproximadamente de 20 Hz no segundo passo. Esta combinação proporcionou uma fração de relva/componente de fibra de relva que era essencialmente pura.

[051] De acordo com variantes preferidas, o material de partida é seco até estar substancialmente isento de água. A secagem é importante nos passos de separação em que a separação é parcial ou totalmente baseada no peso dos componentes. A secagem faz parte dos conhecimentos na especialidade. De preferência, o processo da invenção é um processo totalmente seco. Mais preferencialmente, o produto de relva é seco antes do passo (a) ou entre os passos (a) e (b).

[052] De acordo com uma variante particular, o produto de relva é seco entre os passos (a) e (b) - tal demonstrou proporcionar uma secagem muito eficaz do produto de relva visto que a área superficial é superior e é obtido um aquecimento uniforme sem deteriorar os seus componentes.

[053] De acordo com uma variante ainda mais preferida, o produto de relva é seco entre os passos (a) e (b) e o processo de secagem pode ser efetuado através de qualquer meio de aquecimento adequado, incluindo radiação, convecção ou condução ou qualquer sua combinação. De preferência, o calor é gerado por combustão, tal como por combustão de gás natural.

[054] Ainda de acordo com outro aspecto, é garantido, independentemente da fonte de aquecimento, que a temperatura não excede a temperatura do componente com a temperatura de fusão mais baixa. Constitui um aspecto importante da secagem que os componentes não sejam fundidos ou aglomerados, visto que tal irá deteriorar a qualidade das frações finais. É também contemplado que sejam inseridos imãs em diversos pontos do processo para remover componentes ou contaminantes magnéticos, e, de preferência, os imãs são colocados antes dos passos de corte utilizando um moinho de corte, para se evitar a destruição das lâminas.

[055] De acordo com um segundo aspecto, é proporcionado um sistema para a separação de um produto de relva sintético ou artificial, em que o sistema é configurado tal como descrito antes.

[056] Para o processo e sistema é importante a ordem dos passos de separação e, de acordo com outras variantes, os parâmetros dos passos de separação. Ordens diferentes de separação, combinação de separações e parâmetros resultaram em um produto final inferior, isto é, frações que compreendiam quantidades substanciais de outros constituintes e/ou contaminantes, que torna a fração menos utilizável como produto de reciclagem de elevada qualidade.

[057] Todas as variantes e variações descritas a propósito do processo aplicam-se de igual modo ao sistema.

[058] De acordo com outro aspecto, a invenção proporciona componentes reciclados de um produto de relva artificial e, mais especificamente, areia reciclada, borracha reciclada, componentes de fibra de relva reciclados e material de suporte reciclado.

[059] Os produtos são caracterizados por uma pureza superior a 95% (p/p) da fração. Ainda mais preferencialmente, mais de 96% (p/p), mais de 97% (p/p), mais de 98% (p/p), mais de 99% (p/p) ou aproximadamente 100% da fração.

[060] Os produtos de relva compreendem frequentemente componentes de cores diferentes, assim as frações resultantes podem ser avaliadas visualmente para determinação da pureza.

[061] A pureza, por exemplo, de borracha e de fibra de relva pode ser avaliada utilizando testes convencionais da especialidade, tais como D5603 e E1131-08 de ASTM International para testar a pureza de borracha e de plásticos.

[062] Além disso, a pureza pode ser determinada separando manual ou mecanicamente os componentes e determinado a % em peso.

[063] Os produtos ou frações, obtidos pelo processo da invenção são úteis como materiais de partida em diversas indústrias, tais como, mas sem que isso constitua qualquer limitação, indústria de moldagem de borracha, indústria de construção, indústria de relva sintética e a indústria de extrusão de plásticos.

[064] Assim sendo, de acordo com outro aspecto, a invenção pode ser considerada como um processo para proporcionar um material de partida na produção de ladrilhos de borracha, tapetes de borracha, pavimentos de borracha, aglomerados de plástico e caixas de plástico; em que o processo compreende os passos e variações conforma ilustrados antes, bem como os produtos obtidos por qualquer um dos anteriores. Assim, um outro aspecto da invenção diz respeito à fração selecionada a partir de um ou mais do conjunto constituído por areia, borracha, componente de fibra de relva e material de suporte, sendo cada fração obtida em separado pelo processo da invenção.

[065] Figuras

[066] A figura 1 é uma ilustração do processo da invenção em que o produto de relva sintético não compreende enchimento.

[067] A figura 2 é uma variante do processo da invenção em que o produto de relva sintético compreende um enchimento de areia e borracha.

[068] Descrição minuciosa

[069] No contexto da presente invenção, a expressão, essencialmente puro designa que um componente compreende mais de 95% (p/p) da fração. Ainda mais preferencialmente, mais de 96% (p/p), mais de 97% (p/p), mais de 98% (p/p), mais de 99% (p/p) ou aproximadamente 100%.

[070] No contexto da presente invenção, a expressão, substancialmente puro designa que mais do que metade (p/p) da fração compreende um componente específico.

[071] Tal como utilizado na presente invenção, o termo “um componente” designa um tipo de composição química do produto de partida, tal como areia, borracha, polietileno (PE), etc. O termo não deverá estar limitado ao componente proveniente de uma parte específica do material/produto de relva, mas sim ser definido pelo seu tipo de composição química.

[072] Tal como utilizado na presente invenção, o termo “produto de relva sintético” contempla todos os componentes do material de partida utilizados no processo da invenção. Os termos sintético e artificial podem ser utilizados de um modo inter-permutável e possuem o mesmo significado, nomeadamente, um produto tipo relva feito de um material não biológico.

[073] O material de partida para o processo da invenção é um produto de relva proveniente de uma instalação de desporto, um parque infantil, uma área de paisagismo e semelhantes. A origem do material não deverá ser limitativa. Também é contemplado que o material possa compreender contaminantes.

[074] O produto de relva sintético compreende normalmente pelo menos um material de suporte e um componente de fibra de relva.

[075] No contexto da presente invenção, o termo “material de suporte” contempla uma ou mais camadas para prender o componente de fibra de relva. Assim, o termo material de suporte inclui, mas sem que isso constitua qualquer limitação, um material no qual a fibra de relva artificial é colocada em tufos, cosida, costurada ou de um qualquer outro modo ligada. O termo material de suporte também contempla um suporte ou revestimento secundário, ou partes de fixação para peças de fixação de produtos de relva entre si ou a uma superfície.

[076] No contexto da presente invenção, o termo “componente de fibra de relva” contempla fibras ou fios, com textura ou sem, em tufos, cosidos ou costurados ou então ligados de um outro modo ao material de suporte.

[077] No contexto da presente invenção, o termo “componentes adicionais” contempla qualquer material presente no produto de relva não incluído nos termos “material de suporte” e “componente de fibra de relva”. Assim, os componentes adicionais podem compreender, mas sem que isso constitua qualquer limitação, enchimento, resíduos presos no tapete de relva, terra, areia, etc.

[078] O produto de relva sintético também pode compreender um colmo ou uma “zona de colmo” constituída por um ou mais materiais de colmagem, de preferência ligado ao material se suporte, tal como por entrelaçamento, colagem, fusão ou qualquer meio adequado para a fixação de materiais de colmagem ao material de suporte. A colmagem de relvado sintético é bem conhecida na especialidade e encontra-se descrita em diversos documentos, tais como US 6 299 959 e WO 2004/042149. No contexto da presente invenção, o material que constitui o colmo, zona do colmo e/ou colmagem é incluído no termo “material de fibra de relva”.

[079] Tipicamente, um produto de relva sintético inclui um tecido como suporte e diversas fitas ao alto, também designadas por fibras ou fios de face, semelhantes a relva, e no contexto da presente invenção as fibras ou fios de face constituem exemplos de componentes de fibra de relva de acordo com a invenção.

[080] Tipicamente, o componente de fibra de relva é feito de polietileno, polipropileno ou uma sua mistura. A fibra de relva também pode ser feita de nylon e de qualquer outro material conhecido na especialidade por si só ou em combinação com polipropileno e/ou polietileno.

[081] Tais componentes de fibra de relva são normalmente colocados em tufos ou cosidos em um material de suporte primário, os quais podem ser feitos de diferentes materiais incluindo, mas sem que isso constitua qualquer limitação, polipropileno e poliéster.

[082] É possível aplicar um material de revestimento à fibra de relva e suporte primário para fixar as fibras de tipo relva no lugar.

[083] O revestimento primário da maioria dos produtos de relva sintéticos inclui poliuretano e inclui ainda, tipicamente, uma carga de revestimento, tal como carbonato de cálcio ou cinzas volantes de carvão. Os revestimentos primários também podem incluir látex, adesivos fundidos a quente e/ou termoplásticos, para além de poliuretano ou em vez deste.

[084] Os produtos de relva sintéticos também podem ter um suporte ou revestimento secundário, o qual pode ser feito de diversos materiais diferentes, incluindo, mas sem que isso constitua qualquer limitação, polipropileno e poliéster.

[085] Tipicamente, os componentes de fibra de relva constituem entre cerca de 19% em peso e cerca de 80% em peso de um produto de relva sintético.Tipicamente, o suporte primário constitui entre cerca de 1% em peso e cerca de 25% em peso de uma relva sintética. Tipicamente, o revestimento primário constitui entre cerca de 15% em peso e cerca de 80% em peso de uma relva sintética, no entanto, são contempladas outras composições.

[086] Os componentes de fibra de relva podem incluir polietileno, poli- propileno, nylon ou outros materiais, por si sós ou em combinação.

[087] De acordo com algumas variantes, as fibras de relva incluem misturas de polipropileno (PP) e polietileno (PE). De acordo com outras variantes, as fibras de relva incluem misturas de PE ou misturas de PP, PE e nylon.

[088] O suporte primário pode incluir poliéster, polipropileno, polietileno e outros materiais por si sós ou em combinação, tais como polietileno por si só ou misturas de PP e poliéster.

[089] O revestimento pode incluir poliuretano, látex, adesivos fundidos a quente e/ou termoplásticos, por si sós ou em combinação. Como adesivos fundidos a quente refere-se, mas sem que isso constitua qualquer limitação, Reynolds 54-041, Reynolds 54-854, DHM 4124 (The Reynolds Company P.O. Greenville, SC, DHM Adhesives, Inc. Calhoun, GA).

[090] Como termoplásticos adequados refere-se, mas sem que isso constitua qualquer limitação, polipropileno, polietileno e poliéster. O revestimento também pode incluir uma carga de revestimento que pode ser cinza volante de carvão, carbonato de cálcio, óxido de ferro ou sulfato de bário, ou qualquer outra carga conhecida na especialidade.

[091] De acordo com outras variantes, o produto de relva sintético compreende um material de enchimento disperso entre as fitas ao alto de fibra de relva, o qual contribui para as propriedades físicas do produto de relva, tornando a relva adequada para uma utilização específica.

[092] O enchimento de relva sintética pode ser feito de qualquer material adequado para proporcionar as propriedades físicas desejadas, tais como, mas sem que isso constitua qualquer limitação, um ou mais dos componentes selecionados entre areia, gravilha, cortiça, cascas de coco, esférulas de polímero e borrachas, incluindo, mas sem que isso constitua qualquer limitação, aglomerados de borracha, borracha de monómero de etileno propileno dieno (EPDM), elastómeros termoplásticos (TPE) e borracha de neopreno, por si sós ou em combinação.

[093] De acordo com variantes preferidas, o produto de relva sintético compreende ainda um ou mais materiais de colmagem ligados ao material de suporte.

[094] Tipicamente, o material de colmagem é feito do mesmo material do componente de fibra de relva, polipropileno ou nylon.

[095] De acordo com uma variante preferida, o material de enchimento é borracha ou areia. Ainda de acordo com outra variante, o material de enchimento é borracha e areia.

[096] De acordo com outras variantes, é contemplado que o produto de relva sintético compreenda um enchimento e um ou mais materiais de colmagem.

[097] Quando um campo de relva artificial é removido do local, este é normalmente cortado em peças de 50 x 50 e enrolado. Os rolos são transportados para o local ou irão ser posteriormente processados, seja este um aterro ou uma instalação para a reciclagem do produto.

[098] O assim partido campo de relva, produto de relva, é proporcionado ao processo da invenção em rolos, tipicamente, com um diâmetro de 2 a 5 m e uma largura de 1 a 2 m. O tamanho do produto de relva quando chega à instalação de processamento pode ser de qualquer tamanho e a invenção não deverá ser limitada pelo tamanho da relva transportada. O tamanho do produto de relva é limitado apenas por questões de um manuseamento prático e pelo tamanho dos primeiros meios para a redução do tamanho.

[099] Seguidamente, serão descritas variantes do processo por referência às figuras 1 e 2, que representam esquemas de fluxo do processo. As variações, exemplos e pormenores a seguir descritas podem aplicar-se a ambas as variantes. A invenção não deverá ser limitada pelas variantes a seguir descritas.

[100] O processo da invenção irá agora ser descrito mais minuciosamente por referência a figura 1, em que o processo é ilustrado na sua forma mais geral para um produto de relva artificial que compreende um material de suporte, um componente de fibra de relva e componentes adicionais sob a forma de contaminantes facultativos.

[101] Em um primeiro passo, o produto de relva artificial 1 é submetido a redução de tamanho em um primeiro passo de corte em uma primeira retalhadora, A_1, reduzindo o tamanho do produto de relva até um tamanho de aproximadamente 30 mm, o produto de relva submetido a redução de tamanho 2 é peneirado através de um peneirador de tambor, B_1, com aberturas de 5 mm, no qual são proporcionadas duas frações; uma primeira fração, b, constituída substancialmente por uma mistura de material de suporte e componentes adicionais em que o comprimento da maior dimensão é inferior a 5 mm e uma segunda fração, g, constituída substancialmente por componentes de fibra de relva, em que o comprimento da maior dimensão é superior a 5 mm.

[102] Após a separação inicial, a primeira e segunda frações são ainda processadas independentemente.

[103] A primeira fração, b, constituída substancialmente pelo suporte, é ainda separada por gravidade específica em um meio de separação, C_2, em que é utilizado ar para fluidizar as partículas de densidade reduzida guiando as partículas mais densas para uma saída e as partículas de densidade reduzida para uma segunda saída.

[104] A retalhadora e o peneirador de tambor são componentes normalmente conhecidos na especialidade e a escolha de unidades específicas faz parte das capacidades dos especialistas na matéria. A retalhadora específica utilizada foi o modelo H500/R2-2000 obtido na Erdwich Zerkleinerungs-Systeme GmbH. Os meios de separação utilizáveis para a separação por gravidade específica são obtidos na Trenn- und Sortiertechnik GmbH ou Guidetti S.r.l., Renazzo, Itália.

[105] A segunda fração, 3, é, na variante apresentada, submetida ainda a redução de tamanho em um moinho de corte, D_1, para proporcionar tamanhos de fração mais pequenos, em que o tamanho da maior dimensão é de 8 mm, no entanto, é contemplado que esta nova redução de tamanho pode ser omitida. Após esta redução de tamanho, a segunda fração, 3, é separada proporcionando um fluxo de ar em um separador, E_1, configurado de forma a causar um movimento turbulento. Na variante apresentada, o separado é um peneirador a ar ZZS obtido na Trenn- und Sortiertechnik GmbH, no qual o movimento turbulento é causado por canais em zig zag dentro do canal de separação. A separação proporciona uma fração mais leve, lf, constituída substancialmente pelos componentes de fibra de relva e uma fração mais pesada, hf, constituída substancialmente pelo material de suporte e componentes adicionais. Tal como apresentado na figurado 1, é contemplado que porções da fração leve, lf, sejam recicladas e separadas novamente no separador, E1, para refinamento. É também contemplado que apenas é separada uma vez.

[106] Uma vez que o produto de relva testado continha componentes de diferentes cores, as frações resultantes foram avaliadas visualmente quanto à pureza. Todas as frações pareceram visualmente como tendo principalmente uma cor.

[107] Por referência à figura 2, será agora descrita uma variante da invenção mais minuciosamente. Na variante ilustrada, o produto de relva artificial para além do material de suporte e dos componentes de fibra de relva, compreende um enchimento sob a forma de areia e borracha.

[108] Por referência agora à figura 2, em um primeiro passo o produto de relva sintético é submetido a redução de tamanho em um primeiro passo de corte por meio de uma primeira retalhadora, A_1, em que o comprimento da maior dimensão do material submetido a redução de tamanha é não superior a 50 mm. O material submetido a redução de tamanho, 2, é então peneirado através de um primeiro peneirador de tambor, B_1, com perfurações de 5 mm, em que uma primeira fração, 3, com um tamanho superior a 5 mm e uma segunda fração, 4, com um tamanho inferior a 5 mm, são proporcionadas. A primeira fração, 3, é submetida a um segundo passo de redução de tamanho em uma segunda retalhadora, A_2, proporcionando um outro material submetido a redução de tamanho, 5, com não mais que 30 mm. O material submetido a redução de tamanho é peneirado através de um segundo peneirador de tambor, B_2, também com perfurações de 5 mm, proporcionando uma segunda fração adicional, 4_1, com um tamanho inferior a 5 mm e uma primeira fração enriquecida, 3_1, com um tamanho superior a 5 mm.

[109] A fração enriquecida, 3_1, é constituída substancialmente pelo componente de fibra de relva e as frações mistas, 4 e 4_1, são constituídas substancialmente por areia, borracha e material de suporte.

[110] A segunda fração, 4, e a segunda fração adicional, 4_1, são, na variante apresentada, misturadas e novamente separadas por meio de diversos peneiros correspondendo ao passo (i). A separação é efetuada através de meios de peneiração, S_1, com um peneiro com um tamanho de malha de 3 mm e um peneiro com um tamanho de malha de 0,8 mm. As frações mistas, 4 e 4_1, são peneiradas através do primeiro meio de peneiração, S_1, para proporcionar uma fração grande, 3_2, constituída substancialmente por material de fibra de relva, uma fração intermédia, 5, constituída substancialmente pelo material de suporte, e uma fração pequena, 6, constituída substancialmente por areia e borracha.

[111] A fração pequena, 6, é ainda separada por gravidade específica, em um meio de separação, C_1, em que é utilizado ar para fluidificar as partículas de densidade reduzida guiando as partículas mais densas para uma saída e as partículas de densidade reduzida fluidificadas para uma segunda saída para proporcionar uma primeira fração pesada, 7_1, constituída essencialmente por areia, e uma primeira fração leve, 8_1, constituída essencialmente por borracha.

[112] A fração intermédia, 5, é também separada por gravidade específica, em um meio de separação, C_2, no qual é utilizado ar para fluidificar as partículas de densidade reduzida guiando as partículas mais densas para uma saída e as partículas de densidade reduzida fluidificadas para uma segunda saída, para proporcionar uma segunda fração pesada, 7_2, constituída essencialmente por areia e borracha e uma segunda fração leve, 8_2, constituída essencialmente por material de suporte, areia e borracha.

[113] A segunda fração pesada, 7_2, pode ser ainda enriquecida ou deitada foram, consoante desejado para aumentar o rendimento.

[114] No exemplo apresentado, os separadores C_1 e C_2 foram quadros de separação TTS No. TTSS900/1000/1 e TTS600/1000/1, obtidos na Trenn- und Sortiertechnik GmbH.

[115] A segunda fração leve, 8_2, é então separada por peneiração em um segundo peneirador, S_2, com um tamanho de malha de 1,0 mm. A fração superior a 1 mm, a fração de suporte, 9, é então recolhida como produto final. A fração inferior a 1 mm constituída substancialmente por areia e borracha é deitada fora ou novamente separada.

[116] A fração enriquecida, 3_1, e a fração grande, 3_2, são combinadas. Os contaminantes magnéticos, f, possivelmente presentes nas frações são removidos por meio de um imã, posicionado após a união das frações; os contaminantes magnéticos são deitados foram ou reutilizados.

[117] Após remoção dos contaminantes magnéticos, as frações combinadas são submetidas a redução de tamanho em um moinho de corte, D_1, até um tamanho de aproximadamente 8 mm. O moinho de corte utilizado no exemplo apresentado era do tipo H500/R2-2000, disponibilizado por Hosokawa Alpine AG, mas pode ser obtido a partir de outros fornecedores, tais como Amis MaschinenVertriebs GmbH, Zuzenhausen, Alemanha.

[118] A fração submetida a redução de tamanho combinada, 3_3, constituída substancialmente pelo componente de fibra de relva é então ainda enriquecida em um primeiro separador E_1, que proporciona um fluxo de ar configurado para causar um movimento turbulento. No exemplo apresentado, o primeiro separador, E_1, era um peneirador a ar de tipo ZZS180/800 obtido na Trenn- und Sortiertechnik GmbH, em que o movimento turbulento é provocado por injeção de um fluxo de ar, a, em canais em zig zag dento do canal de separação. O ar foi proporcionado a uma frequência de 25 Hz. Encontram-se disponíveis outros fornecedores de peneiradores em zig zag, tais como Hamos GmbH, Penzberg, Alemanha. A separação proporciona uma fração mais leve, 10, constituída essencialmente por componente de fibra de relva, e uma primeira fração mais pesada, 11, constituída por resíduos de material de suporte, areia e borracha.

[119] A primeira fração mais pesada, 11, pode ser deitada foram ou novamente separada para aumentar o rendimento.

[120] A fração mais leve, 10, constituída essencialmente pelo componente de fibra de relva, é conduzida por meio de um funil para um segundo separador semelhante ao primeiro separador, E_2, semelhante ao primeiro separador, mas no qual o ar é proporcionado a uma frequência de 20 Hz. A separação proporciona uma segunda fração mais leve, 12, constituída essencialmente pelo componente de fibra de relva, e uma segunda fração mais pesada, 13, constituída por uma mistura de material de suporte, borracha e areia restantes. A segunda fração mais pesada, 13, pode ser deitada fora ou novamente separada, facultativamente combinada com a primeira fração mais pesada, 11.

[121] A segunda fração mais leve, 12, é finalmente enriquecida para componentes de fibra de relva por peneiração através de um terceiro peneirador, S_3, com um tamanho de malha de 0,8 mm. A fração com um comprimento superior a 0,8 é recolhida como fração de fibra de relva, 14, completamente purificada, ao passo que a fração inferior a 0.8, que compreende substancialmente areia, pode ser deitada foram ou utilizada consoante desejado.

[122] A fração de areia essencialmente pura, 7_1, a fração de borracha essencialmente pura, 8_1, a fração de material de suporte essencialmente puro, 9, e a fração de fibra de relva essencialmente pura, 14, são recolhidas e utilizadas como material de partida em diversas indústrias, conforme descrito antes.

Claims (16)

1. Processo para a separação de um produto de relva sintético anidro ou seco que compreende pelo menos um material de suporte, um componente de fibra de relva e componentes adicionais, caracterizado por referido processo compreender pelo menos os passos consecutivos que consistem em (a) reduzir em tamanho o produto de relva sintético para se obter um material de relva com um tamanho reduzido; (b) separar o material de relva com um tamanho reduzido por peneiração pelo menos em uma primeira fração constituída substancialmente por uma mistura de material de suporte e componentes adicionais e em uma segunda fração constituída substancialmente por componentes de fibra de relva; (c) separar a primeira fração obtida no passo (b) por meio de gravidade específica utilizando ar para proporcionar uma fração de densidade reduzida constituída substancialmente por material de suporte e uma fração de densidade elevada constituída substancialmente pelos componentes adicionais; (d) separar a segunda fração obtida no passo (b) por meio de gravidade específica e tamanho proporcionando um fluxo de ar dirigido no sentido ascendente em um separador configurado de modo a causar um movimento turbulento, pelo qual a fração mais leve é transportada no sentido ascendente no fluxo de ar e a fração pesada é deixada cair no sentido descendente; em que a fração mais leve é constituída substancialmente pelos componentes de fibra de relva e a fração pesada é constituída substancialmente por uma mistura de material de suporte e componentes adicionais e (e) recolher a fração de densidade reduzida obtida no passo (c) e a fração leve obtida no passo (d).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a peneiração do passo (b) ser efetuada em vários conjuntos de crivos e/ou a separação por gravidade específica do passo (c) ser efetuada em diversos meios de separação e a separação do passo (d) ser efetuada em diversos conjuntos de separadores.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o componente adicional compreender um enchimento e a primeira fração obtida no passo (b) ser submetida, antes do passo (c), a um passo de peneiração intermédio (i) para proporcionar uma terceira fração constituída substancialmente pelo material de suporte e uma quarta fração constituída substancialmente pelo enchimento, e, em que a terceira fração constituída substancialmente por material de suporte ser ainda processada no passo (c) e a fração constituída substancialmente por enchimento ser recuperada.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o material de enchimento compreender areia e/ou borracha e a quarta fração ser submetida a um outro passo (f) de separação por gravidade específica para proporcionar uma fração de densidade reduzida constituída substancialmente por borracha e uma fração de densidade elevada constituída substancialmente por areia.

5. Processo de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado por o passo de separação intermédio (i) ser efetuado em um crivo que compreende diversos crivos, em que pelo menos um primeiro crivo possui um tamanho de malha (mesh) de 3 mm e pelo menos um segundo crivo possui um tamanho de malha de 0,8 mm; em que a referida separação proporciona uma fração grande em que o comprimento da maior dimensão do material com redução de tamanho ser de 3 mm ou superior, em que a referida primeira fração é constituída substancialmente por componentes de fibra de relva; uma fração intermédia em que o comprimento da maior dimensão do material com redução de tamanho está compreendido entre 0,8 mm e 3 mm e a referida fração intermédia é constituída substancialmente por material de suporte e uma fração pequena em que o comprimento da maior dimensão é de 0,8 mm ou mais pequeno, em que a fração pequena é constituída substancialmente por enchimento.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a segunda fração obtida no passo (b) ser ainda submetida a uma diminuição de tamanho antes de ser separada por crivação por ar no passo (d), por exemplo, em um moinho de corte.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a fração com redução de tamanho ter um comprimento da maior dimensão não superior a aproximadamente 10 mm e, de preferência, não superior a 8 mm.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a separação do passo (d) ser efetuada em um separador de ciclone ou em um peneirador com ar em zig-zag.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a separação ser efetuada em um peneirador com ar em zig-zag, sendo o ar proporcionado a uma frequência de 18 a 27 Hz e, mais preferencialmente, de 20 a 25 Hz.

10. Processo de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por a separação do passo (d) ser efetuada em dois passos, em que a frequência de ar do primeiro passo é superior à frequência no segundo passo, mais preferencialmente, aproximadamente 25 Hz no primeiro passo e aproximadamente 20 Hz no segundo passo.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o produto de relva ser seco.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o produto de relva ser seco entre os passos (a) e (b).

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o produto de relva úmido ser seco utilizando calor, em que o calor é gerado por combustão.

14. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado por a temperatura do processo de secagem ser inferior ao ponto de fusão do componente do produto de relva e do enchimento facultativo que possua a temperatura de fusão mais reduzida.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 14, caracterizado por a fração de densidade reduzida obtida no passo (f) ser submetida ao passo de passagem da fração de densidade reduzida através de um moinho de martelos para desaglomerar a areia da borracha e subsequentemente separá-la em uma peneira ou crivo.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por uma ou mais das frações obtidas em qualquer das reivindicações 1 a 15 ser recuperada.

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