ES2197348T3

ES2197348T3 - Procedimiento de reciclado de plasticos y procedimiento para la produccion de materiales plasticos.

Info

Publication number: ES2197348T3
Application number: ES97928168T
Authority: ES
Inventors: Gunter Schallenberg
Original assignee: Finacor Anstalt
Current assignee: Finacor Anstalt
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2004-01-01
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: WO1997048761A1; DK0906365T3; BR9709818A; EA004225B1; ZA974604B; CZ297649B6; IL127339A0; CN1095857C; TW356445B; CZ402298A3; DE19625110A1; PT906365E; US6274637B1; AU725335B2; AR007603A1; CN1228102A; EP0906365B1; ID17295A; NO985897D0; EP0906365A1

Abstract

LA INVENCION COMPRENDE UN PROCEDIMIENTO PARA EL RECICLADO Y FABRICACION DE PLASTICOS, MEZCLAS DE PLASTICOS Y MATERIALES PLASTICOS, UTILIZANDO PLASTICOS NUEVOS, PROCESADOS O VIEJOS Y TAMBIEN MEZCLAS DE PLASTICOS O DESECHOS CLASIFICADOS O SIN CLASIFICAR DE PLASTICOS, MEDIANTE EL CUAL A) UN MATERIAL SOPORTE A, QUE COMPRENDE UN MATERIAL PLASTICO RECIEN FABRICADO CON RESIDUOS DE PLASTICO CON UN UNICO TIPO DE PLASTICO O DIFERENTES PLASTICOS, UN MATERIAL DE CUALQUIER COMPOSICION O DE COMPOSICION DESCONOCIDA X O UN ADITIVO Z SELECCIONADO DE ENTRE LOS ACIDOS GRASOS, MEZCLAS QUE CONTIENEN ACIDOS GRASOS DE ORIGEN NATURAL O SINTETICO, DERIVADOS DE ACIDOS GRASOS Y ALCOHOLES GRASOS QUE LIBERAN ACIDOS GRASOS EN LAS CONDICIONES DEL PROCEDIMIENTO SE MEZCLAN TODOS JUNTOS, Y EN DONDE A Y X JUNTAS, EN RELACION CON EL VOLUMEN TOTAL, CONTIENEN AL MENOS UNA CANTIDAD DE PLASTICO; LOS COMPONENTES QUE NO SON PLASTICOS SE UNEN CON TODO ELLO PARA FORMAR UNA MASA HOMOGENEA O PARCIALMENTE HOMOGENEA, B) DICHA MEZCLA SE TRANSPORTA A UNA CINTA RODANTE Y SE SOMETE A LO LARGO DE LA CINTA RODANTE A UN TERMOTRATAMIENTO EN VARIAS ETAPAS Y EN SECCIONES MIENTRAS CONTINUA MEZCLANDOSE DE MANERA MECANICA, SE CORTA O SE PRESIONA, ESTANDO LAS TEMPERATURAS EN LAS DIFERENTES ETAPAS EN UN INTERVALO DE 60 A 400° C; Y C) LA MEZCLA TERMOTRATADA SE EXTRUSIONA A TRAVES DE UNA TOBERA PARA SEGUIR TRATANDOLA O PARA MOLDEARLA.

Description

Procedimiento de reciclado de plásticos y procedimiento para la producción de materiales plásticos.

La solicitud de patente se refiere a un procedimiento para el reciclado y/o producción de plásticos o nuevas mezclas de plásticos o materiales plásticos utilizando plásticos procesados o plásticos viejos y mezclas de plásticos, así como residuos de plásticos seleccionados o no seleccionados en los que no está predeterminado el grado de pureza de los tipos y la homogeneidad de los plásticos.

Anualmente se producen grandes cantidades de plásticos de los tipos más diversos y de los cuales una gran proporción, después de ser usados según su uso previsto, se depositan finalmente en vertederos, se eliminan térmicamente en instalaciones incineradoras y de esta forma salen del circuito de materiales. Algo similar es lo que sucede con otros materiales. Durante estos procesos también se pierde una gran cantidad de sustancias valiosas y reciclables.

Desde hace mucho tiempo se viene utilizando la obtención y utilización de los denominados materiales procedentes de residuos. Por ejemplo, en muchos sitios se ha multiplicado la recogida selectiva y/o separación de diferentes residuos, ya que el procesamiento y recuperación de los materiales ahí contenidos o la obtención de los materiales obtenidos de los mismos es más barata que la acumulación indiscriminada de basura o residuos. En último término, la basura doméstica e industrial producida diariamente puede considerarse como ``materia prima'' y en algunos casos puede representar considerables problemas debido a la clasificación incorrecta. Este es especialmente el caso del reciclado de plásticos.

Hasta ahora y siempre que el grado de diferenciación entre los diferentes plásticos excedía cierto grado, no ha sido posible utilizar los materiales contenidos en las mezclas de residuos plásticos (véase A. Jung-bauer, Recycling von Kunstoffen, 1ª Edición, Wüzburg, Vogel-Verlag, 1994, especialmente, página 40 y siguientes). Por este motivo, hasta ahora ha sido obligatoriamente necesario separar bien las diferentes fracciones de plásticos por clases y tipos diferenciados y a continuación someter estas fracciones seleccionadas a los diferentes procedimientos de reciclado. En todos los casos se permitían mezclas de plásticos iguales o bastante similares. Una selección tal de la basura, especialmente la separación de los distintos tipos de plásticos, lleva consigo mucho trabajo y es muy costosa, por lo que el procedimiento de reciclaje o los productos fabricados con los materiales extraídos son comparativamente más caros. La clasificación de residuos de plásticos de la basura doméstica o industrial es problemática y sólo puede llevarse a cabo con mucha dificultad o de forma limitada.

La composición de los residuos plásticos procedentes de la basura doméstica e industrial es extremadamente variable y puede incluir docenas de diferentes tipos y clases de plásticos, y según el estado de conocimientos actual, los residuos plásticos pueden variar mucho de una región a otra. Se presume que por término medio, los plásticos que la componen son los siguientes:

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Polietileno (LDPE, MDPE y HDPE) \+ \qquad aprox. 30%\cr 
Polipropileno PP \+ \qquad aprox. 10%\cr  Cloruro de polivinilo
(PVC) \+ \qquad aprox. 15%\cr  Poliestirenos (PS, EPS, ABS, ASA) \+
\qquad aprox. 15%\cr  Poliamida (PA 6, PA 6,6 etc.) \+ \qquad aprox.
10%\cr  otros termoplásticos industriales \+ \qquad aprox. 10%\cr 
Duroplásticos y materiales compuestos \+ \qquad aprox.
10%\cr}

Estos plásticos están fuertemente contaminados con restos de pintura, papel, restos de adhesivo, revestimientos y otras sustancias. La separación de este tipo de mezclas compuestas es con frecuencia imposible incluso con un elevado coste.

Sin embargo, para llevar a cabo un reciclado valioso de estos plásticos hasta ahora era imprescindible separar con exactitud y específicamente los diferentes tipos y clases. Sólo en aplicaciones de valor inferior se pueden utilizar residuos de plásticos mezclados. Cada mezcla de distintos tipos de plásticos, como se ha mencionado anteriormente, hace que el procesamiento para la obtención de productos con un valor cualitativamente mayor sea difícil y caro o incluso imposible. Una mezcla con determinados tipos de plásticos, como por ejemplo el PVC, hace que el reciclado sea prácticamente imposible.

Por lo tanto, la invención tiene la tarea de proporcionar una posibilidad de reciclado y especialmente un procedimiento para el reciclado y la utilización de mezclas que contienen residuos plásticos o para la utilización de plásticos de nueva producción y preferiblemente simultáneamente un procedimiento para la producción de un nuevo material utilizando dichos plásticos de nueva producción o plásticos viejos, en el que no sea necesario separar con exactitud y específicamente los diferentes tipos y clases de plásticos y que, sin embargo, permita producir materiales cualitativamente de alto valor. Este procedimiento de reciclado deberá además ser considerablemente más barato que los procedimientos utilizados hasta el momento y a la vez deberá permitir la utilización de otros materiales residuales.

Esta tarea se soluciona según la invención mediante un procedimiento para la producción de un material compuesto por mezclas que incluyen materiales plásticos de nueva producción o materiales de residuos plásticos (es decir, la utilización de plásticos nuevos o el reciclado de plásticos utilizados u otros plásticos de residuos), en el que

a): un material base A, incluye una única clase de plástico o diferentes tipos de plástico, material plástico de nueva producción o materiales de residuos plásticos y que además de los componentes que constituyen el plástico, contiene como impurezas hasta un 10% en volumen de otros materiales, un material con una composición cualquiera o una composición desconocida X, que se selecciona entre un material de residuos que contiene plástico, que es diferente del plástico que constituye el componente del material base A, basura doméstica, restos de enseres domésticos, papel y cartón, especialmente papel usado, cartón recubierto de plástico y papel usado recubierto de plástico, basura de vertedero, metales, madera y restos de madera, serrín, materiales de goma y fibras de vidrio y un componente adicional Z, seleccionado entre ácidos grasos, mezclas que contienen ácidos grasos de origen natural o sintético, derivados de ácidos grasos y alcoholes grasos que en las condiciones del procedimiento liberan ácidos grasos, mezclados entre sí en una proporción del 0,1 al 10% en volumen respecto a la mezcla de A y X, siendo la relación de volúmenes entre A y X desde 1 : 50 hasta 50 : 1 y la mezcla de A y X contiene como mínimo el 50% en volumen de plástico, de forma que los componentes que no son plásticos están incluidos en la misma formando una masa homogénea o parcialmente homogénea,

b): esta mezcla que a continuación se mezcla, se amasa o se prensa mecánicamente, se transporta mediante un mecanismo de transporte y durante el transporte se somete a un tratamiento térmico de varias etapas que tiene lugar por lotes, donde el tamaño de partículas del material que se somete al tratamiento térmico tiene un diámetro por término medio de 1 a 5 mm y donde el tratamiento térmico multietapa comprende tres etapas, donde la temperatura es

: i) de 60 a 130ºC en una primera etapa,

: ii) de 130 a 180ºC en una segunda etapa y

: iii) de 160 a 380ºC en una tercera etapa y

c): la mezcla sometida a tratamiento térmico se expulsa a través de una tobera para su procesamiento o moldeado posterior.

Las formas de realización preferidas son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Sorprendentemente cuando se utiliza el procedimiento de la invención se pueden procesar los residuos y la basura compuesta de diferentes tipos, incluso de muchas clases y tipos de plásticos diferentes. Las masas de plásticos así producidas pueden procesarse asimismo inesperadamente en productos de gran valor, donde la calidad y la vida útil conseguida cuando se utilizan plásticos reciclados, aumenta sorprendentemente hasta el 80% y más si se compara con las cifras del 30 al 35% obtenidas hasta el momento con el uso de plásticos de nueva producción.

Este procedimiento de reciclado o de producción permite especialmente que los plásticos y los tipos de plásticos de todas las clases de plásticos (termoplásticos, duroplásticos, plásticos elastoméricos y otros), de los cuales algunos de ellos con los conocimientos actuales no se pueden reutilizar, refundir y mezclar con otros plásticos no compatibles entre sí, puedan formar una masa homogénea o parcialmente homogénea mediante el tratamiento térmico-mecánico durante el proceso de tratamiento y mediante el uso de un componente adicional añadido.

Las incompatibilidades surgidas en los procedimientos conocidos hasta el momento entre los diferentes plásticos (por ejemplo, PVC en cualquier combinación, PS/PE, PE/PP, PA/PE) y la descomposición o la combustión de las masas de plástico obtenidas cuando se calientan, se superan con el procedimiento de la invención. Es especialmente digno de mención que los diferentes plásticos se puedan procesar sin seleccionar (no clasificados), es decir, juntos.

Además, en el procedimiento de la invención se pueden incluir muchos otros materiales viejos, como por ejemplo, goma, moquetas y pavimentos, residuos de madera, residuos de fibras de vidrio, papel viejo, etc. como componente adicional al material con cualquier tipo de composición o de composición desconocida X y de esta forma eliminarlos sin que se vea mermada la efectividad del procedimiento. Por lo tanto, se hace una importante contribución a la reducción de vertederos y de instalaciones incineradoras.

Así, en el procedimiento de la invención se pueden añadir y procesar plásticos no seleccionados o con hasta un determinado grado de contaminación y sustancias no plásticas hasta una determinada cantidad del volumen total e incorporarse a las mezclas plásticas o mezclas de plásticos y sustancias no plásticas resultantes, donde esta mezcla, junto con los componentes adicionales de origen biológico natural o sintético, dependiendo de las correspondientes cantidades y del tipo de las sustancias presentes, forman un compuesto homogéneo o limitado, es decir, parcialmente homogéneo.

Cuando se seleccionan los materiales utilizados en el procedimiento de la invención sólo hay que cumplir el requisito de que la mezcla de materiales compuesta de A y X, que se somete a tratamiento térmico, contenga en conjunto como mínimo una cantidad tal de plástico de forma que los componentes que no son plásticos se incorporan a la misma formando una masa homogénea o parcialmente homogénea, donde el contenido de plástico de la misma contiene preferiblemente como mínimo 10, preferiblemente 25, especialmente 40, prefiriéndose en la mayor parte de los casos el 50% en volumen de plástico, donde esta proporción puede estar a su vez compuesta según la invención de diferentes fracciones de plástico.

El material base A comprende preferiblemente un componente que contiene plástico, seleccionado de entre termoplásticos, duroplásticos y/o plásticos elastoméricos, donde también se incluyen materiales compuestos y plásticos RIM, que contienen este tipo de plásticos.

Según formas preferidas de realización de la invención, el material plástico comprende uno o varios plásticos seleccionados entre polímeros de acrilonitrilo/butadieno/estireno (ABS), polietilenos (PE) que incluyen los polietilenos (PE) de alta, media y baja densidad, policarbonatos (PC), politetrafluoroetilenos (PTFE), tereftalatos de polietileno (PET), polímeros etileno/acetato de vinilo (EVA), polimetilenos (PMMA), polioximetilenos (PEM), polímeros de estireno/acrilonitrilo (SAN), poliestirenos (PS, EPS, ASA), poliamidas (PA), polipropilenos (PP), cloruros de polivinilo (PVC) y poliuretanos (PUR) y especialmente polietileno (PE) y/o polipropileno (PP).

El material base A que contiene plástico puede incluir por ejemplo restos de alfombras y/o restos de telas que están compuestas total o parcialmente de plástico.

Además de los componentes plásticos que contiene, el material base A puede contener hasta el 10% y especialmente hasta un 5% en volumen de otro material como contaminante. No obstante, durante la formación de la mezcla que se somete a un tratamiento térmico multietapa hay que procurar que el material X contenga a su vez tanta cantidad de plástico como para que en conjunto exista la cantidad necesaria, prefiriéndose un 50% en volumen de plástico como mínimo. El otro material puede seleccionarse por ejemplo entre materiales de goma y de caucho, pavimentos de todo tipo, vidrio y fibras de vidrio, metal, papel, madera y restos de madera, especialmente, serrín, lana y arena.

Según formas de realización preferidas, se clasifica previamente el material base A y se ajusta la cantidad de componentes que contienen plástico del material base A de forma que constituya de esta manera del 90 al 100% en volumen.

Cuando el contenido de plástico del material base A sea del 100% y se utiliza un 50% en volumen de material A, no hay que tener en cuenta la composición del material X, es decir, que contenga una determinada cantidad de plástico. La fracción separada durante la preclasificación puede utilizarse y se utiliza preferiblemente a su vez como material con una composición cualquiera o de composición desconocida X, de manera que se produzca un aprovechamiento del 100% de los residuos de plástico.

El material base A y el material de composición X se mezclan entre sí en una relación en volumen desde 1 : 50 hasta 50 : 1, prefiriéndose desde 1 : 10 hasta 10 : 1 y especialmente desde 1 : 5 hasta 5 : 1, teniendo en cuenta que tiene que existir una proporción mínima de plástico de la mezcla del 50% en volumen. Preferiblemente los materiales A y X se mezclan entre sí en una relación de 50 : 50, donde el material base A preferiblemente no contiene ningún material más además de plástico. Sin embargo, en el caso de que contuviese otro material, habría que aumentar el porcentaje del material base A en la mezcla total o habría que asegurar la presencia de una fracción de plástico en el material de una composición cualquiera o de una composición desconocida.

El material X puede ser un residuo de basura que contenga plástico que sea diferente del plástico que contiene el componente del material base A, basura doméstica, enseres domésticos, papel y cartón, especialmente papel viejo, cartón recubierto y papel viejo recubierto, basura de vertedero, metal, madera y restos de madera, especialmente serrín, materiales de goma y fibras de vidrio.

El material base A y el material de composición X eventualmente se reducen a trozos antes del mezclado, por ejemplo, se trituran, se cortan y/o se molturan finamente para facilitar y garantizar una mezcla interna y a fondo de ambos componentes antes del tratamiento térmico. Los materiales A y X pueden almacenarse por separado, antes de mezclarlos, por ejemplo, en depósitos como un silo, y pueden mezclarse in situ, es decir, antes de la introducción en el dispositivo para el tratamiento térmico. Otra alternativa es preparar una premezcla y almacenarla y que posteriormente se introducirá en el dispositivo para el tratamiento térmico. Los materiales pueden prepararse y dejar listos, por ejemplo, utilizando máquinas clasificadoras conocidas.

A la mezcla de material base A y material X se le añade preferiblemente antes del tratamiento mecánico/térmico el componente adicional Z, que se selecciona de entre las mezclas que contienen ácido(s) graso(s), mezclas que contienen ácidos grasos y derivados de ácidos grasos y alcoholes grasos que en las condiciones del procedimiento liberan ácidos grasos.

En el término ``ácido graso'' se incluye cualquier ácido carboxílico alifático, preferiblemente los ácidos carboxílicos alifáticos C_{1}-C_{50} que pueden ser no ramificados, ramificados, saturados o insaturados (ácidos alcan, alquen y alquincarboxílicos). Además, incluye también cualquier mezcla de dichos ácidos grasos. Ejemplos de ácidos alcancarboxílicos saturados no ramificados son el ácido fórmico, el ácido acético, el ácido propiónico, el ácido butírico, el ácido valeriánico, el ácido caprónico, el ácido enántico, el ácido caprílico, el ácido pelargónico, el ácido caprínico, el ácido undecanoico, el ácido láurico, el ácido tridecanoico, el ácido mirístico, el ácido pentadecanoico, el ácido palmítico, el ácido margarínico, el ácido esteárico, el ácido nonadecanoico, el ácido aráquico, el ácido behénico, el ácido lignocérico y el ácido melísico. Ejemplos de ácidos alcancarboxílicos saturados ramificados son el ácido isobutírico, el ácido isovaleriánico y el ácido tuberculostearínico. Ejemplos de ácidos alquencarboxílicos monoinsaturados no ramificados son el ácido crotónico, el ácido palmitoleico, el ácido oleico y el ácido erúcico. Ejemplos de ácidos alquencarboxílicos diinsaturados no ramificados son el ácido sórbico y el ácido linoleico. Ejemplos de ácidos alquencarboxílicos triinsaturados no ramificados son el ácido linoleico y el ácido elaeosteárico. Un ejemplo de ácido alquencarboxílico tetrainsaturado no ramificado es el ácido araquidónico. Un ejemplo de ácido alquencarboxílico pentainsaturado no ramificado es el ácido clupanadónico. Un ejemplo de ácido alquencarboxílico hexainsaturado no ramificado es el ácido docoshexanoico. Pueden proceder por ejemplo de productos de fermentación, levaduras, grasas animales y vegetales o de los productos obtenidos de los mismos como la grasa de la leche, la mantequilla, el aceite de coco, el aceite de calmuco, el aceite de palma, el aceite de cacahuete, el aceite de nabo, el aceite de cacao, la cera carnauba, la cera de abejas, la lanolina, el aceite de soja, el aceite de maíz, el aceite crotónico, el aceite de granos de uva, el aceite de serbal, el sebo vacuno y el aceite de pescado. También se incluyen los correspondientes derivados grasos y alcoholes grasos según la invención.

Los ácidos grasos y los alcoholes grasos pueden ser compuestos saturados, monoinsaturados o poliinsaturados que se pueden extraer o producir a partir de plantas oleaginosas u otros productos vegetales, productos animales.

El componente adicional es preferiblemente insaturado y cuanto mayor sea el grado de insaturación del ácido graso, más preferido será.

Por ejemplo, son adecuados y preferidos el ácido de linaza y/o el aceite de maíz como componentes adicionales Z.

Cuando se añade este componente adicional, mejora sorprendentemente la resistencia térmica de la mezcla durante el tratamiento térmico, que es considerablemente superior a la resistencia térmica que se consigue sin el componente adicional. El componente adicional actúa de esta forma también como compatibilizador y aglutinante. Se añade en una cantidad, referido al volumen de la mezcla de A y X, desde 0,01 hasta 10%, especialmente desde 0,1 hasta 5% y preferiblemente desde 0,3 hasta 3%. También se pueden añadir cantidades superiores, pero por lo general son innecesarias.

Al igual que sucede con otros procedimientos habituales, según la invención se pueden utilizar sin problemas aditivos para el proceso y funcionales para ajustarse así a las diferentes exigencias relativas a las características (también del producto).

Mediante el tratamiento térmico y mecánico de la mezcla según la invención durante el proceso de procesamiento, tiene lugar posiblemente una reacción física y/o química en los plásticos existentes en la mezcla debido a la interacción con el componente adicional, y mediante la cual se combinan entre sí homogéneamente o parcialmente homogéneamente los diferentes plásticos. Las sustancias que durante este proceso no se combinan homogéneamente o parcialmente homogéneamente, se modifican de tal manera en forma y tamaño por la acción mecánica durante el proceso de procesamiento, que aparecen combinadas totalmente o al menos en su mayor parte en el material plástico resultante.

La mezcla del material base A, del material con una composición cualquiera o con composición desconocida X y el material adicional Z tiene lugar, por ejemplo, en una mezcladora o en una instalación de mezclado.

El tratamiento térmico multietapa de la mezcla así obtenida incluye según el procedimiento de la invención tres etapas, donde la temperatura es

i): de 60 a 130ºC, especialmente de 80 a 120ºC y preferiblemente de 90 a 120ºC, por ejemplo, 100ºC en la primera etapa,

ii): de 130 a 180ºC, especialmente de 140 a 170ºC y preferiblemente de 140 a 160ºC en la segunda etapa y

iii): de 160 a 380ºC, especialmente de 170 a 320ºC y preferiblemente de 180 a 280ºC en la tercera etapa.

Por ejemplo, también pueden preverse más etapas. Por lo tanto, pueden ser de 5 a 12 etapas.

El tratamiento térmico multietapa tiene lugar preferiblemente en una máquina de inyección o en un extrusor conocidos (véase A. Jung-bauer, Recycling von Kunstoffen, 1ª Edición, Würzburg, Vogel-Verlag, 1994, especialmente, página 40 y siguientes), donde la mezcla de material se transporta mezclando, amasando o comprimiendo mecánicamente de forma continua a lo largo de un camino, por ejemplo, el de un tornillo sin fin del transportador. El camino de transporte está dividido en secciones que se diferencian por su temperatura. A continuación se presentan algunos ejemplos que contemplan los ajustes de temperatura adecuados, aunque pueden variar dependiendo del material utilizado dentro de los intervalos anteriormente mencionados.

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Ejemplos 1 a 8

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+#\hfil\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\+\hfil#\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 \quad \+ \quad \+  Ej. 1  \+ \quad   Ej. 2  \+ \quad
 Ej. 3  \+ \quad  Ej.  4 \cr  Temperatura de \+ Zona 1
\quad \+ \quad 100 \+ \quad 100 \+ \quad 100 \+ \quad 100\cr  la
masa\+\+\+\+\+\cr  (en ºC)\+\+\+\+\+\cr  \+ Zona 2 \quad \+ \quad
140 \+ \quad 160 \+ \quad 160 \+ \quad 160\cr  Extrusor \+ Zona 3
\quad \+ \quad 160 \+ \quad 180 \+ \quad 180 \+\quad  200\cr  \+
Zona 4 \+ \quad 180 \+ \quad 200 \+ \quad  220 \+ \quad 280\cr 
\quad  \+ \quad \+  Ej. 5  \+ \quad   Ej. 6  \+ \quad
 Ej. 7  \+ \quad    Ej. 8 \cr  Temperatura de \+ Zona 1 \+
\quad  100 \+ \quad  100 \+ \quad 100 \+\quad  100\cr  la
masa\+\+\+\+\+\cr  (en ºC)\+\+\+\+\+\cr  \+ Zona 2 \quad \+ \quad
140 \+ \quad 160 \+\quad  160 \+ \quad  160\cr  Máquina de \+ Zona 3
\quad \+ \quad 160 \+ \quad 180 \+ \quad 180 \+ \quad 200\cr 
inyección\+\+\+\+\+\cr  \+ Tobera \+ \quad 140 \+ \quad 140 \+ \quad
160 \+ \quad
160\cr}

El tamaño de partícula del material añadido a cada dispositivo para el tratamiento térmico es preferiblemente de 0,1 a 5 mm, especialmente de 0,5 a 5 y preferiblemente de 1 a 5 mm de diámetro. La elección de las temperaturas de las distintas zonas depende por ejemplo del tamaño de partícula y de la composición de la mezcla de materiales utilizados y puede ajustarse dentro de unos límites predeterminados a la mezcla de material a procesar.

El tratamiento térmico tiene lugar preferiblemente en una máquina de inyección o en un extrusor.

El material expulsado por ejemplo de la tobera de una máquina de inyección o de un extrusor, una vez tratado térmicamente, puede moldearse inmediatamente y dejarse enfriar. Como alternativa, el moldeado puede hacerse posteriormente y entonces en caso de que sea necesario, la mezcla de plástico se volverá a calentar hasta que se pueda conseguir la forma deseada.

Un dispositivo adecuado para la realización del procedimiento de la invención es, por ejemplo, una máquina para moldear por inyección de la empresa Storck, por ejemplo, el modelo ST 1600-330, una máquina para moldear por inyección de la empresa Battenfeld, Modelo BC-T y una máquina para moldear por inyección de la empresa Dr. Ing. Sommer, Modelo DS Variant 16-2033.

Pero también son posibles otros dispositivos, siempre y cuando permitan realizar el tratamiento mecánico/térmico necesario según la invención.

El material resultante del tratamiento térmico puede prensarse, inyectarse, espumarse o extruirse, pudiendo adquirir cualquier forma deseada. Por ejemplo, pueden formarse productos con forma estable o flexibles como planchas, láminas, varillas, postes, vigas, tubos, tubos flexibles, elementos para encofrado, elementos de revestimiento o elementos para aislamiento, revestimientos, elementos de camuflaje y termoaislantes, así como elementos para la protección de daños mecánicos, piezas moldeadas para el relleno de espacios huecos, elementos constructivos, ladrillos, elementos de apoyo, tejas, piezas de instrumentos o elementos compuestos, adoquines o similares. Esta relación no debe considerarse como limitada.

Los productos fabricados con el material plástico producido según la invención son productos cualitativamente de alto valor, donde los costes de producción de cada uno de los productos fabricados a partir de los correspondientes materiales son considerablemente menores en comparación con productos comparables fabricados a partir de plásticos nuevos/de nueva producción o de plásticos seleccionados (tras un reciclado de los mismos). Por ejemplo, en algunos casos se puede llegar a ahorrar hasta un 50% y en casos aislados todavía más.

A continuación, se presentan las características de un pavimento industrial fabricado según la invención y que se ha producido a partir de restos de cable, PVC blando, PE y 5% de granulado de goma. Los datos muestran que el material satisface los requisitos exigidos a un producto de este tipo.

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1. \+ Peso superficial según DIN 53352 \+ \quad 14,35 kg/m ^{3} \cr
 2. \+ Densidad según DIN 53479 \+ \quad 1,49 g/cm ^{3} \cr  3. \+
Resistencia a la tracción según DIN 53455 \+ \quad 8,75
N/mm ^{2} \cr  4. \+ Alargamiento a la rotura según DIN 53455 \+
\quad 70%\cr  5. \+ Resistencia al impacto con probeta
entallada\+\cr  \+ según DIN 53453 \+ \quad 17,73 J/cm ^{2} \cr 
6.\+ Modificación dimensional por acción\+\cr  \+ térmica según DIN
51962\+\cr  \+ Alargamiento por calor durante 6 h a 80ºC \+ \quad
sin modific.\cr  \+ medido a 120ºC durante 6 horas \+ \quad máx.
0,29%\cr  7. \+ Comportamiento en combustión según DIN 51960 \+
\quad clase 1\cr  \quad \+  \quad \+ (difícilmente\cr  \quad \+
\quad \+ inflamable)\cr  8. \+ Comportamiento con flameado con
quemador\+\cr  \+ según DIN 53438 clase \+ \quad F1/9,\cr  \+ \+
\quad 8 mm\cr  9. \+ Comportamiento de deslizamiento según\+\cr  \+
DIN 53375\+\cr  \+ Suela de zapato de piel \+ \quad  \mu  = 0,53\cr 
\+ Suela de zapato de goma \+ \quad  \mu  = 0,70\cr  \+ Suela de
zapato de PUR/PVC \+ \quad  \mu  = 0,68\cr  10. \+ Dureza por
penetración de la bola\+\cr  \+ según DIN 53456\+\cr  \+ Con carga
con la carga principal 49,03 N\+\cr  \+  después de 20 min. 
regeneración elástica \+ \quad 41%\cr  \+   después de 40 min. 
regeneración elástica \+ \quad 48%\cr  \+ Dureza por penetración de
la bola \+ \quad 6,4 N/mm ^{2} \cr  \+ Regresión completa a las 4
h\+\cr  11. \+ Elasticidad de rebote con una energía\+\cr  \+ de
choque de 0,5 Nm \+ \quad 15%\cr  12. \+ Conductividad térmica según
DIN 52612\+\cr  \+ Aumento de temperatura desde 20 hasta\+\cr  \+
40ºC en \+ \quad 20 min.\cr  13. \+ Acción
físico  -  química de agentes de ensayo\+\cr  \+ según
DIN 51958\+\cr  \+ Sosa cáustica al 1% \+ \quad resistente\cr  \+
Sosa cáustica al 10% \+ \quad resistente\cr  \+ Sosa cáustica al 15%
\+ \quad resistente\cr  \+ Ácido nítrico al 10% \+ \quad
resistente\cr  \+ Ácido nítrico al 30% \+ \quad resistencia
limitada\cr  \+ Ácido clorhídrico al 10% \+ \quad resistente\cr  \+
Ácido sulfúrico al 3% \+ \quad resistente\cr  \+ Ácido sulfúrico al
30% \+ \quad resistente\cr  \+ Ácido acético al 5% \+ \quad
resistencia limitada\cr  \+ Aceite mineral SAE20W/50 \+ \quad
resistente\cr}

El material X puede ser también una sustancia pura o contener diferentes plásticos o componentes no plásticos en partes casi iguales o de cualquier magnitud.

Como material X cabe considerar cualquier material solo en forma de cualquier mezcla del mismo, pero siendo diferente del material base A o bien estando contaminado en parte con sustancias desconocidas: PVC (PVC blando, PVC duro, por ejemplo, restos de alfombras), HDPE, LDPE, PP, PA (PA6, PA 6.6, PA 11, PA 12, PA GV 30 H), PMMA, POM, PUR (por ejemplo, elastómeros y espumas), ABS, SAN, PS, PC, TPE (polímeros termoplásticos), mezclas PE/PA, restos de alfombras de fibra, serrín, envases plásticos de alimentos, papel recubierto de plástico o cartón recubierto de plástico, bolsas de plástico y PPO (polifenilóxido).

Se fabrican 9 planchas de muestra con las dimensiones 15 cm x 15 cm x 0,5 cm que contienen como material base A los plásticos citados en la siguiente tabla, uno o varios de los materiales citados en la misma con una composición cualquiera o desconocida X, así como aceite de linaza al 5% como componente adicional. Las cantidades se refieren al volumen de la mezcla total.

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Plancha 1: \+ 10% de HDPE (polietileno de alta densidad), 90% de
serrín\cr  Plancha 2: \+ 25% de HDPE, 75% de serrín\cr  Plancha 3:
\+ 50% de PP, 50% de una mezcla M de todos los materiales citados\cr
 \+ más arriba en el párrafo 2 (partes aproximadamente iguales)\cr 
Plancha 4: \+ 30% de HDPE + 20% de ABS, 50% de la mezcla M\cr 
Plancha 5: \+ 50% de HDPE, 50% de la mezcla M\cr  Plancha 6: \+ 25%
de PE + 25% de PA, 50% de la mezcla M\cr  Plancha 7: \+ 10% de HDPE
+ 20% de LDPE (polietileno de baja densidad) + 20%\cr  \+ de SAN,
50% de la mezcla M\cr  Plancha 8: \+ 25% de PP + 25% de ABS/SAN, 50%
de la mezcla M\cr  Plancha 9: \+ 30% de PP + 20% de ABS/PA, 50% de
la mezcla
M\cr}

Claims

1. Procedimiento para el reciclado y la producción de plásticos, mezclas de plásticos y materiales plásticos utilizando plásticos y mezclas de plásticos nuevos, procesados o viejos o residuos de plásticos clasificados o no clasificados, caracterizado porque

a): un material base A, incluye una única clase de plástico o diferentes tipos de plástico, material plástico de nueva producción o materiales de residuos plásticos y que además de los componentes que constituyen el plástico, contiene como impurezas hasta un 10% en volumen de otros materiales, un material X, que se selecciona entre un material de residuos que contiene plástico, que es diferente del plástico que constituye el componente del material base A, basura doméstica, restos de enseres domésticos, papel y cartón, especialmente papel usado, cartón recubierto de plástico y papel usado recubierto de plástico, basura de vertedero, metales, madera y restos de madera, serrín, materiales de goma y fibras de vidrio y un componente adicional Z, seleccionado entre ácidos grasos, mezclas que contienen ácidos grasos de origen natural o sintético, derivados de ácidos grasos y alcoholes grasos que en las condiciones del procedimiento liberan ácidos grasos, mezclados entre sí en una proporción del 0,1 al 10% en volumen respecto a la mezcla de A y X, siendo la relación de volúmenes entre A y X desde 1 : 50 hasta 50 : 1 y la mezcla de A y X contiene como mínimo el 50% en volumen de plástico, de forma que los componentes que no son plásticos están incluidos en la misma formando una masa homogénea o parcialmente homogénea,

: i) de 60 a 130ºC en una primera etapa,

: ii) de 130 a 180ºC en una segunda etapa y

: iii) de 160 a 380ºC en una tercera etapa y

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el material base A comprende un componente que contiene plástico, seleccionado de entre plásticos termoplásticos, duroplásticos y/o plásticos elastoméricos, donde también se incluyen aquellos materiales compuestos y plásticos RIM que contienen este tipo de plásticos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque el plástico se selecciona de entre el grupo de polímeros de acrilonitrilo/butadieno/estireno (ABS), polietilenos (PE) que incluyen los polietilenos (PE) de alta, media y baja densidad, policarbonatos (PC), politetrafluoroetilenos (PTFE), tereftalatos de polietileno (PET), polímeros etileno/acetato de vinilo (EVA), polimetilenos (PMMA), polioximetilenos (PEM), polímeros de estireno/acrilonitrilo (SAN), poliestirenos (PS, EPS, ASA), poliamidas (PA), polipropilenos (PP), cloruros de polivinilo (PVC) y poliuretanos (PUR).

4. Procedimiento según la reivindicación 3 caracterizado porque el plástico incluye polietileno (PE) y/o polipropileno (PP).

5. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 3 ó 4 caracterizado porque el material base A incluye restos de alfombras y/o restos de telas.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el material base A puede contener además del componente que contiene plástico, hasta el 5% en volumen de otro material como contaminante.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el otro material se selecciona entre goma, pavimentos, vidrio y fibras de vidrio, papel, madera y restos de madera, especialmente, serrín, lana y arena.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se clasifica previamente el material base A y se ajusta la cantidad de componentes que contienen plástico del material base A de forma que constituya de esta manera del 90 al 100% en volumen.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la fracción seleccionada se utiliza como material X.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material base A y el material X se fraccionan antes de la mezcla.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material base A y el material X eventualmente se almacenan después de una preclasificación, después del fraccionamiento y antes de la mezcla.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material base A y el material X se mezclan entre sí en una relación de 50:50 en volumen.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el material base A no incluye ningún otro material aparte del componente que contiene plástico.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tratamiento térmico multietapa comprende tres etapas, donde la temperatura es

i): de 80 a 120ºC en la primera etapa,

ii): de 140 a 170ºC en la segunda etapa y

iii): de 170 a 320ºC en la tercera etapa.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tratamiento térmico multietapa comprende tres etapas, donde la temperatura es

i): de 90 a 120ºC en la primera etapa,

ii): de 140 a 160ºC en la segunda etapa y

iii): de 180 a 280ºC en la tercera etapa.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mezcla del material base A que contiene los residuos plásticos y el material X y el componente adicional Z se mezclan en una mezcladora o en una instalación de mezclado y/o el transporte y el tratamiento térmico tiene lugar en una máquina de inyección o en un extrusor.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente adicional se añade en una cantidad del 0,1 al 5% respecto al volumen de la mezcla de A y X.

18. Procedimiento según la reivindicación 17 caracterizado porque el componente adicional se añade en una cantidad del 0,3 al 3% respecto al volumen de la mezcla de A y X.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente adicional es aceite de linaza y/o aceite de maíz.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mezcla y el tratamiento térmico tiene lugar en una máquina de inyección o en un extrusor.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mezcla tratada térmicamente expulsada por la tobera se moldea y se deja enfriar.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado porque con la mezcla tratada térmicamente expulsada por la tobera se pueden formar productos con forma estable o flexibles como planchas, láminas, varillas, postes, vigas, tubos, tubos flexibles, elementos para encofrado, elementos de revestimiento o elementos para aislamiento, revestimientos, elementos de camuflaje y termoaislantes, así como elementos para la protección de daños mecánicos, piezas moldeadas para el relleno de espacios huecos, elementos constructivos, ladrillos, elementos de apoyo, tejas, adoquines, piedras para césped, piezas de instrumentos o elementos compuestos, o similares.

23. Utilización de ácidos grasos, mezclas que contienen ácidos grasos, derivados de ácidos grasos y alcoholes grasos que en las condiciones del procedimiento liberan ácidos grasos, especialmente aceite de linaza y/o aceite de maíz, como componente adicional de una mezcla que contiene plástico en el procesamiento/elaboración y uso de los mismos en un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 22.