ES2209195T3 - Transformacion de polimeros expandidos. - Google Patents
Transformacion de polimeros expandidos.Info
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Abstract
La invención se refiere a la transformación de polímeros expandidos, en particular a polímeros de estireno de tipo poliestireno y copolímeros de estireno. Más particularmente se refiere a un procedimiento para transformar polímeros de un estado sólido expandido a un estado amorfo no expandido en forma de magma pastoso maleable reutilizable. El procedimiento comprende una etapa para tratar el polímero con una disolución transformadora que contiene un disolvente, un lubricante no graso y opcionalmente un alcohol. La invención se refiere al procedimiento de transformación, la disolución de transformación utilizada en dicho procedimiento, el dispositivo para llevar a cabo dicho procedimiento y el magma resultante de la implantación del procedimiento.
Description
Transformación de polímeros expandidos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de transformación de polímeros, preferentemente, de
polímeros expandidos como el poliestireno expandido. De modo más
particular, la presente invención se refiere a un procedimiento de
transformación de polímeros, de un estado sólido expandido, a un
estado amorfo no expandido en forma de un magma intermedio pastoso y
flexible reutilizable. La invención se refiere al procedimiento de
transformación propiamente dicho, a la solución de transformación
utilizada en este procedimiento, al dispositivo que permite la
puesta en práctica del procedimiento de la invención, así como al
magma obtenido después de la puesta en práctica de este
procedimiento y a los artículos fabricados a partir de este
magma.
La utilización de polímeros expandidos de tipo
poliestireno, está muy extendida. Esta utilización, aunque es muy
beneficiosa dado el bajo coste y la gran manejabilidad del
poliestireno expandido (P.S.E), ha tenido como resultado generar
cantidades considerables de residuos de P.S.E. difícilmente
reciclables.
Hasta el presente, se han propuesto dos
soluciones para permitir que industrias tan variadas como la
industria alimentaria, la industria de la construcción y, de modo
más general, la industria de la manutención, se desprendan de sus
residuos de P.S.E. Se trata de la destrucción, o del reciclaje de
los P.S.E.
La destrucción de los P.S.E. se efectúa por
incineración a temperaturas elevadas. Además de los costes elevados
ligados a la construcción y a la explotación de las instalaciones de
incineración, la destrucción de los P.S.E. generan una diseminación
de sustancias tóxicas en la atmósfera.
En lo que concierne al reciclado de los P.S.E.
los métodos actualmente disponibles proponen, generalmente, la
trituración, y la reintroducción en la producción, de envases de
poliestireno expandido usados. Este tipo de procedimiento es
interesante, pero presenta algunos inconvenientes importantes.
Entre otros, la limpieza de los envases de P.S.E.
que hay que reciclar es una condición indispensable para que estos
puedan ser objeto de un reciclado apropiado. Además, el reciclado
del P.S.E. implica su trituración y una granulación apropiada. Estas
etapas hacen muy complicado el reciclado eficaz del P.S.E.
La solicitud internacional
WO-A-96/36662 describe un
procedimiento de tratamiento del poliestireno expandido, consistente
en tratar el P.S.E. con un disolvente orgánico del tipo petróleo,
de modo que se forma un producto intermedio. Este producto es,
entonces, separado del disolvente orgánico.
La patente
US-A-5223543 describe un
procedimiento para reducir el volumen de espuma de poliestireno por
medio de d-limonemo.
El Resumen de Patentes de Japón, volumen 097, Nº
002 & JP08253618 describe un dispositivo para reducir el tamaño
del poliestireno expandido utilizando
d-limonemo.
La solicitud de patente JP09165465 describe un
procedimiento para reducir en forma de un gel el poliestireno
expandido, por puesta en contacto de éste con un éster de ácido
dibásico.
La solicitud internacional WO9509196 describe un
procedimiento para compactar poliestireno expandido por medio de un
líquido que comprende un disolvente del citado poliestireno y un
compuesto no disolvente del poliestireno, tal como el agua.
Un primer objeto de la presente invención
consiste, entonces, en un procedimiento de transformación de
polímeros, sin peligro para el hombre y el medio ambiente, que
permita revalorizar de modo eficaz y rentable este tipo de
residuo.
Se trata de un procedimiento simple, eficaz y
poco costoso que, al contrario que los procedimientos de reciclado
actuales, no plantea necesariamente la condición previa de gran
limpieza de los residuos que hay que reciclar. El procedimiento de
la invención permite obtener un material semiacabado pastoso,
explotable después por todos los procedimientos clásicos de
inyección, de extrusión o de moldeo en la industria del plástico.
Este material puede ser utilizado, también, para la fabricación de
diversos artículos, especialmente, artículos de aislamiento o de
llagueado. La consistencia del material obtenido una vez
solidificado es parecida a la de una resina plástica.
La presente invención se refiere, por tanto, a un
procedimiento de transformación de un polímero consistente, en un
polímero estirénico expandido o un copolímero estirénico expandido,
caracterizado porque:
- se trata el citado polímero con una solución de
transformación que comprende:
\text{*} una proporción importante de un
disolvente que permite modificar el estado físico del citado
polímero, de un estado sólido expandido, a un estado amorfo no
expandido de modo que se obtiene un magma,
\text{*} una proporción pequeña de un
lubricante no graso consistente en la glicerina de un
politetrafluoruro, en cantidad suficiente para conferir al citado
magma un estado de superficie no adhesivo y, llegado el caso,
\text{*} una proporción pequeña de un alcohol
en cantidad suficiente para unir el citado disolvente y el citado
lubricante en la citada solución,
- se recupera el citado magma y, llegado el
caso,
- se evapora, en todo o en parte, el citado
disolvente.
La presente invención se describirá ahora de modo
más detallado, y para una mejor comprensión de algunas realizaciones
preferentes, convendrá referirse a las figuras adjuntas, en las
cuales:
- la figura 1 representa un diagrama que ilustra
las etapas de una realización del procedimiento de la presente
invención;
- la figura 2a es una representación esquemática
de una realización de un dispositivo de transformación por inmersión
de la presente invención;
- la figura 2b es una representación esquemática
de una realización de un dispositivo de transformación por
pulverización de la presente invención;
- la figura 3a representa una vista lateral de
los principales elementos de un dispositivo de transformación de
acuerdo con la invención;
- la figura 3b representa una vista desde arriba
del dispositivo de la figura 3a;
- la figura 4a representa una vista desde arriba
de una realización preferente de un recinto de tratamiento del
dispositivo de transformación de la presente invención;
- la figura 4b representa un corte transversal de
un recinto de tratamiento según la línea A-A de la
figura 4a;
- la figura 5a es una representación esquemática
de un sistema de alimentación del polímero no tratado;
- la figura 5b representa un corte transversal de
un recinto de tratamiento unido a un sistema de alimentación del
polímero no tratado.
- la figura 6 representa un diagrama que ilustra
las etapas de una realización preferente del procedimiento de la
presente invención.
- la figura 7 representa un dispositivo preferido
para la puesta en práctica del procedimiento de la invención.
- la figura 8 representa un triturador que puede
ser puesto en práctica en el procedimiento de la invención.
El procedimiento de acuerdo con la invención
permite la obtención de un magma de consistencia uniforme y
homogéneo. La consistencia del material obtenido una vez
solidificado el magma es parecida a la de una resina plástica.
El magma obtenido después del tratamiento del
polímero por el procedimiento de la invención, es el resultado,
especialmente, de una mutación del polímero expandido en un polímero
que tiene una estructura y consistencia parecidas a las de una
resina clásica pastosa. Se trata de un magma pastoso y flexible que
contiene pequeñas cantidades del disolvente que permiten conservar
su consistencia pastosa hasta el secado.
Sin querer limitarse a una teoría particular,
parece que la transformación de polímeros, especialmente, de
polímeros de tipo P.S.E. en un magma pastoso y flexible, es el
resultado de efectos de tensión internos ejercidos sobre el polímero
por la solución de transformación, sin modificar, sin embargo, los
enlaces químicos entre los monómeros que forman estos polímeros y
sin que, verdaderamente, haya interacciones importantes con el
propio polímero a nivel de su estructura. La solución de
transformación, durante su reacción con el polímero, permite obtener
una rotura de la estructura interna de este último por la
substitución de las moléculas de aire aprisionadas en su estructura
por pequeñas cantidades de disolvente. El magma así obtenido puede
conservar durante un largo período de tiempo, generalmente más de
dos años, su carácter pastoso y flexible. Con este objeto, basta que
el magma sea mantenido en una pequeña cantidad de disolvente y,
preferentemente, al abrigo del aire.
La invención se refiere ante todo al reciclado de
polímeros expandidos de tipo P.S.E.
Al contrario que en los procedimientos conocidos,
no es absolutamente necesario que el polímero expandido que hay que
reciclar esté exento de impurezas. Tal como se describe de modo más
detallado más adelante, los parámetros operativos del procedimiento
podrán ajustarse en función del tipo de polímero que hay que
transformar.
Hay que observar que, aunque el polímero cuyo
reciclado está previsto de modo prioritario sea el P.S.E, pueden ser
transformados otros tipos de polímeros, expandidos o no, por la
puesta en práctica del procedimiento de la invención. A este
respecto, pueden citarse los copolímeros estirénicos.
Aunque sea preferible triturar los elementos del
polímero que hay que reciclar antes de la puesta en contacto con la
solución de transformación, la trituración no es absolutamente
necesaria. De hecho, el tiempo necesario para la rotura del polímero
tratado dependerá más bien del diámetro de las partículas,
generalmente bolas, que forman su estructura. Cuanto mayor sea este
diámetro, más aire contendrá el polímero y más rápida será su
reacción al tratamiento y, por tanto, más rápida será su rotura.
Cuando se ponen en práctica residuos de P.S.E. de
pequeño volumen y particularmente limpios, la trituración del
polímero que hay que reciclar no es necesaria.
En función de su procedencia, puede ser útil
eliminar substancialmente el agua del polímero antes de su puesta en
contacto con la solución de transformación. En efecto, se ha podido
constatar que la presencia de agua podía conducir a la obtención de
un producto seco en lugar de un magma pastoso y flexible. El agua
puede ser eliminada por cualquier medio tradicional, por ejemplo,
por medio de una corriente de aire a temperatura ambiente o de aire
caliente.
La solución de transformación puesta en práctica
en el procedimiento de la invención comprende, como disolvente, un
compuesto tal como la acetona. Un compuesto de este tipo es
particularmente preferido en el marco de la invención. Sin embargo,
pueden preverse otros productos, tales como algunos alcoholes
superiores, el benceno, el cloroformo o, también, el cloruro de
metileno, el tricloroetileno, el tetracloruro de carbono, el tolueno
o el tricloroetileno, en la medida en que la estructura de base del
polímero que hay que tratar se mantenga intacta.
La proporción del disolvente en la solución de
transformación utilizada para la puesta en práctica del
procedimiento de la invención será, de modo general, muy importante
con respecto a los otros componentes de la solución. El experto en
la técnica podrá elegir las proporciones apropiadas, pero, de modo
preferido, estas proporciones deberían estar situadas entre el 90% y
el 99% en volumen de la solución de transformación. En el caso de la
acetona, considerada hasta ahora como el disolvente más interesante,
las proporciones de este disolvente en la solución de transformación
varían, generalmente, entre el 94% y el 98% en volumen de la
solución de transformación, con un porcentaje preferido que se sitúa
alrededor del 97%.
El lubricante es el segundo componente importante
de la solución de transformación utilizada en la puesta en práctica
del procedimiento de la invención. La proporción de lubricante debe
elegirse de modo que se obtenga un magma pastoso que presente un
estado de superficie no adhesivo y confiera, así, un poder
humectante a este magma. En ausencia de un lubricante de este tipo,
se obtiene, en la mayoría de los casos, una resina que presenta un
estado de superficie agrietada una vez evaporado el disolvente. Así,
el lubricante de acuerdo con la invención permite controlar la
tensión de superficie en el secado, generador de grietas. Además, el
lubricante hace, generalmente, el magma pastoso mucho más fácilmente
manipulable.
El tipo de lubricante que puede utilizarse en la
puesta en práctica del procedimiento de la presente invención puede
ser elegido sin dificultad por el experto en la técnica, sabiendo,
sin embargo, que debe tratarse, preferentemente, de un lubricante no
graso. La glicerina constituye un lubricante de elección, pero
pueden preverse, igualmente, otros lubricantes no grasos, tales como
los politetrafluoroetilenos, en particular, los comercializados con
la marca Teflón®.
La proporción de lubricante en la solución de
transformación de la invención, es relativamente pequeña con
respecto a la del disolvente. Se trata, generalmente, de una
proporción que varía entre el 1% y el 10%, en volumen y de modo
preferido entre el 1% y el 3% en volumen.
Hasta ahora, la glicerina se considera como el
lubricante no graso más interesante. Ésta se utiliza, de modo
general, en proporciones que varían entre el 1% y el 2% en volumen
de la solución de transformación. En una realización preferente de
la invención, el porcentaje de glicerina se sitúa alrededor del
1,7%.
La incorporación de un alcohol en pequeña
cantidad en la solución de transformación de la invención es
opcional, aunque deseable. La función de este alcohol es unir los
otros dos componentes de la solución a fin de disminuir todo lo
posible los fenómenos de disociación internos del magma
obtenido.
La elección del alcohol apropiado puede ser
efectuada, igualmente, por el experto en la técnica. De modo
preferido, el alcohol utilizado es un alcohol etílico de 95º, de
modo más preferido, alcohol etílico, aunque pueden utilizarse,
igualmente, otros alcoholes lineales o ramificados que tengan entre
1 y 15 átomos de carbono.
Las proporciones del alcohol en la solución de
transformación de la presente invención son pequeñas. Éstas varían,
de modo general, entre el 1% y el 6% en volumen de la solución de
transformación, y de modo preferido entre el 1% y el 2%, en volumen.
En una realización preferida de la invención que utiliza el acohol
etílico de 95º, el porcentaje preferido de este alcohol se sitúa
alrededor del 1,3% en volumen.
Es importante observar aquí que las
concentraciones de alcohol y de lubricante influyen directamente en
la fluidez final del magma pastoso obtenido. A este respecto, la
disminución de las concentraciones de alcohol y de lubricante en
beneficio del disolvente aumenta la fluidez del magma obtenido. Por
ejemplo, una solución de transformación que contiene un 96% de
acetona, permite obtener un magma intermedio más bien sólido,
mientras que una solución de transformación que contiene un 96,5% de
acetona permite obtener un magma netamente más fluido.
El experto en la técnica podrá, por tanto, variar
las concentraciones de los diversos componentes de la solución de
tratamiento en función de la consistencia final buscada para el
magma pastoso.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, ésta
se refiere, igualmente, a la solución de transformación descrita
anteriormente, así como a su utilización para la transformación de
polímeros, de un estado sólido expandido, a un estado amorfo no
expandido, para obtener un magma pastoso y flexible.
La presente invención se refiere, igualmente, a
un dispositivo para la transformación, por intermedio de una
solución de transformación, de polímeros, especialmente, de
polímeros expandidos estirénicos de tipo poliestireno expandido y de
copolímeros estirénicos, de un estado sólido expandido, a un estado
amorfo no expandido, para obtener un magma pastoso y flexible. Este
dispositivo está caracterizado porque comprende un recinto de
tratamiento que puede recibir el polímero que hay que transformar,
así como medios de introducción de la solución de transformación en
el recinto de tratamiento adaptados de modo que permitan un contacto
entre el polímero y la solución de transformación a fin de conferir
al polímero un estado amorfo no expandido. El dispositivo comprende,
igualmente, llegado el caso, medios de evacuación del magma y medios
de filtración que permiten eliminar las impurezas de éste.
De modo más particular, el dispositivo está
constituido por un recinto que comprende:
- un orificio de entrada del polímero antes del
tratamiento;
- un orificio de salida del polímero después del
tratamiento, y
- una serie de boquillas dispuestas en la
periferia interior del recinto y que permiten pulverizar la solución
de transformación sobre el polímero que pasa a través de este
recinto.
Los medios de evacuación de la pasta están
constituidos, de modo más particular, por un mecanismo de tornillo
sin fin dispuesto aguas abajo del recinto de tratamiento. En cuanto
a los medios de filtración, estos están constituidos, generalmente,
por una tolva situada aguas abajo de los medios de evacuación.
El dispositivo de la presente invención puede
comprender, igualmente, medios de almacenamiento y de trituración
del polímero antes del tratamiento por la solución de
tratamiento.
La figura 1 ilustra las etapas para la puesta en
práctica del procedimiento de la presente invención. Como está
ilustrado a título de ejemplo, cajas de P.S.E. 10 son sometidas, en
primer lugar, a una etapa de trituración 20. Los gránulos así
obtenidos son almacenados después en un silo apropiado 30. A
continuación, los gránulos son transformados en el dispositivo de
transformación 40 por inmersión en una solución de transformación, o
por pulverización de esta solución. Esta transformación va seguida
de una filtración de las impurezas 50 y de una puesta en bidones 60
del magma amorfo obtenido.
Como se mencionó anteriormente, la etapa de
trituración del polímero previamente a su utilización en la puesta
en práctica del procedimiento de la invención, no es absolutamente
necesaria, sobre todo si el polímero que hay que reciclar está poco,
o no está, contaminado por impurezas.
Sin embargo, cuando el procedimiento de la
invención recurre a la pulverización de la solución de
transformación sobre el polímero que hay que reciclar, es preferible
efectuar la trituración previa de este último.
El diámetro de las bolas de polímero, y
especialmente de P.S.E., triturado puede ser ajustado sin dificultad
por el experto en la técnica de modo que la pulverización de la
solución de transformación permita el paso rápido, de un estado
sólido expandido, a un estado amorfo no expandido del polímero que
hay que tratar.
La puesta en práctica del procedimiento de la
invención por inmersión del polímero que hay que tratar en la
solución de transformación está recomendada cuando el polímero que
hay que reciclar está limpio o poco contaminado por impurezas. Es
preferible no sumergir el polímero húmedo en un baño de solución de
transformación, porque el agua contenida en el polímero disminuiría
rápidamente la capacidad de transformación de la solución, y el
tiempo requerido para pasar de un estado sólido expandido, a un
estado amorfo no expandido aumentaría rápidamente a consecuencia de
los tratamientos sucesivos.
Sin embargo, la inmersión del polímero del tipo
P.S.E. en un recipiente que contiene la solución de transformación
puede considerarse útil cuando se trata de transformar pequeñas
cantidades de polímero. En este tipo de operación, la cantidad
mínima de solución de transformación que hay que utilizar es de 1 l
por kilogramo de polímero que hay que tratar. La cantidad óptima de
solución de transformación que hay que utilizar varía entre 1,5 l y
2 l por kg de polímero que hay que tratar.
La pulverización es preferida porque ésta permite
tratar más rápidamente grandes cantidades de polímero utilizando
cantidades mínimas de solución de transformación.
Se trata de pulverizar la cantidad más exacta
posible de solución, que se dosifica en función de la cantidad de
polímero que hay que tratar, lo que permite evitar la acumulación de
agua o de impurezas en el disolvente.
De modo general, la cantidad óptima de solución
de transformación que hay que utilizar, puede evaluarse según las
ecuaciones siguientes:
M = Q +
S
(Q \ x \ 0,75) + Q =
M
donde Q es la cantidad de polímero que hay que
tratar (en
kg);
S es la solución de transformación (en kg); y
M es la cantidad de magma obtenida (en kg)
En otras palabras, un kilo de P.S.E tratado con
la ayuda de 0,75 kg de solución de transformación permite obtener
1,75 kg de magma pastoso.
El magma obtenido es generalmente filtrado a fin
de liberarle de la mayor parte de sus impurezas. Normalmente, la
consistencia del magma obtenido es tal que es posible hacerle pasar
sin demasiadas dificultades a través de una tolva. El diámetro de
esta tolva dependerá de la cantidad y de la naturaleza de las
impurezas presentes en el polímero, así como de la consistencia del
magma obtenido. El diámetro de la tolva y la presión aplicada como
media durante la filtración pueden ser ajustados sin dificultad por
el experto en la técnica.
Cualquier puesta en práctica del procedimiento de
la presente invención puede efectuarse a temperatura ambiente.
Cuando la acetona, la glicerina y el alcohol etílico forman los
componentes de la solución de transformación, es posible manipular
la pasta con las manos desnudas sin peligro. Es posible, igualmente,
colorear el magma en la masa, si es necesario.
Una vez el obtenido el magma a temperatura
ambiente, el tiempo necesario para la solidificación de los
artículos moldeados o extruidos a partir de este magma es de,
aproximadamente, 48 h. Sin embargo, el magma es mantenido en este
estado amorfo en un período de tiempo muy largo sumergiéndole en una
pequeña cantidad de la solución de transformación.
Naturalmente, el tiempo necesario para la
solidificación de los artículos moldeados o extruidos a partir del
magma puede reducirse a algunos segundos cociendo estos artículos.
Más adelante se facilitarán detalles adicionales relativos a la
transformación del magma en artículos acabados.
El dispositivo de transformación por inmersión
está ilustrado de modo esquemático en la figura 2a. Este
dispositivo, representado de modo general por la referencia numérica
100, comprende, en su realización preferente, una primera cuba de
almacenamiento 110 de P.S.E. unida a un triturador 112, unido a su
vez a un recinto de tratamiento 130. Una segunda cuba de
almacenamiento 120 de la solución está unida a una bomba 122 que
permite alimentar el recinto de tratamiento 130. Este recinto de
tratamiento 130 está unido, igualmente, a una bomba 140 unida a un
filtro 150 así como a un recinto de almacenamiento 160 del
magma.
Durante la utilización del dispositivo de
transformación por inmersión 100, se bombea al recinto de
tratamiento 130, por intermedio de la bomba 122, una cantidad
predeterminada de solución de transformación. A continuación, se
deposita el P.S.E. en el recinto de tratamiento 130 de modo que
quede sumergido en la solución de transformación. El magma 132 se
deposita en el fondo del recinto de tratamiento 130 y es bombeado
después por la bomba 140 a través del filtro 150 hasta el recinto de
recuperación 160.
En la figura 2b está presentada una
representación esquemática de una primera realización de un
dispositivo de transformación por pulverización, ilustrada de modo
general por la referencia numérica 200. Este dispositivo comprende
una primera cuba de almacenamiento 210 del P.S.E. unida a un
triturador 212, unido a su vez a una segunda cuba de almacenamiento
214 unida directamente a un recinto de tratamiento 230. El
dispositivo 200 comprende, igualmente, una cuba de almacenamiento
220 de la solución de transformación unida a una bomba 222. La bomba
222 está unida a un recinto de tratamiento 230 y, de modo más
particular, a una serie de pulverizadores 232 dispuestos en la
periferia del recinto de tratamiento 230. El recinto de tratamiento
230 está unido a una bomba 240, unida a su vez a un filtro 250,
unido a un depósito de almacenamiento 260 del magma.
Cuando el tratamiento de un polímero de tipo
P.S.E. se efectúa por intermedio del dispositivo de transformación
por pulverización 200, la bomba 222 es accionada a fin de formar,
por intermedio de los pulverizadores 232, una fina llovizna de la
solución de transformación en el interior del recinto de tratamiento
230. El P.S.E. 270 es depositado a continuación por gravedad en el
recinto de tratamiento 230. El experto en la técnica podrá ajustar
fácilmente la velocidad a la cual se depositará el P.S.E. en el
recinto de tratamiento 230 en función de la altura de este recinto y
de la tasa de pulverización de la solución de transformación.
Un vez depositado el magma 232 en el fondo del
recinto de tratamiento 230, la bomba 240 permite hacerle pasar a
través del filtro 250, y almacenarle después en los bidones 260 cuyo
cierre puede ser hermético.
Otra solución del dispositivo de transformación
por pulverización está ilustrada en las figuras 3a, 3b, 4a y 4b.
Refiriéndose ahora a la figura 3a, el dispositivo de transformación
por pulverización, ilustrado de modo general por la referencia
numérica 300, comprende un recinto de tratamiento 310 cuya parte
superior comprende una abertura 311 que permite la introducción del
P.S.E. que hay que tratar. El recinto de tratamiento 310 está unido
en su parte inferior 314 a medios de evacuación 330 del magma. Estos
medios de evacuación 330 están unidos a un filtro 340, unido a su
vez a un orificio de salida 350 del magma. Un bidón 360 permite
recibir el magma después del tratamiento.
Refiriéndose ahora a la figura 3b, los medios de
evacuación 330 del magma están constituidos, preferentemente, por un
tornillo sin fin 332 accionado por un motor 334. Este tornillo sin
fin 332 permite evacuar el magma a través del filtro 340, hacia el
bidón 360.
De modo preferido y como está ilustrado en la
figura 3b, el recinto de tratamiento 310 es de forma circular. El
recinto de tratamiento 310, así como los medios de evacuación 330
están fabricados, preferentemente, a partir de piezas lisas que
permiten evitar todo lo posible el pegado del magma a la pared del
recinto de tratamiento 310 o al tornillo sin fin 332 de los medios
de evacuación 330. Se utilizarán, de modo preferido, aleaciones de
acero inoxidable, en particular, aleaciones de tipo Inox 304 L.
El recinto de tratamiento 310 está ilustrado de
modo más detallado en la figura 4a que representa una vista desde
arriba de este recinto. El recinto 310 comprende una serie de
boquillas de pulverización 312 depositadas en la periferia de su
pared inferior. Estas boquillas de pulverización 312 tienen un
ángulo de pulverización 313 de alcance suficientemente ancho para
efectuar una pulverización de la solución de transformación en toda
la superficie del recinto 310 de modo que se obtenga una atmósfera
muy cargada de la solución de transformación y que permita una
vaporización homogénea en el P.S.E. que cae en el recinto de
tratamiento 310.
Como está ilustrado en la figura 4b, el ángulo de
pulverización 317 de las boquillas de pulverización 312 está
previsto de modo que la pulverización se efectúe de modo homogéneo
en toda la superficie interior del recinto 310. De modo preferido,
las boquillas de pulverización 312 están orientadas hacia la parte
inferior del recinto 310. Esto tiene por objeto evitar la formación
de magma en las boquillas 312. De modo general, los ángulos de
pulverización de las boquillas de pulverización 312 son,
aproximadamente, 60º y pueden ser ajustados por el experto en la
técnica en función del volumen del recinto de tratamiento 310.
Refiriéndose de nuevo a la figura 3a, durante la
puesta en práctica del procedimiento de la invención que utiliza el
dispositivo de transformación por pulverización 300, el P.S.E. que
hay que transformar es depositado en el recinto de tratamiento 310
por la abertura 311 después de que se hayan activado las boquillas
312 ilustradas en las figuras 4a y 4b a fin de que se pulverice la
solución de tratamiento sobre el P.S.E.
El magma depositado en el fondo del recinto de
tratamiento 310 es evacuado por el tornillo sin fin 332 ilustrado en
la figura 3b. Pequeñas cantidades de P.S.E. pueden reaccionar
todavía con la solución de transformación durante esta etapa de
tratamiento. El magma obtenido pasa después a través del filtro 340,
y es depositado en el bidón de almacenamiento 360 en donde pueden
reaccionar todavía cantidades residuales de P.S.E. no tratado.
Refiriéndose de nuevo a la figura 3a, la abertura
311 que permite la introducción del P.S.E. que hay que tratar en el
recinto de tratamiento 310 puede comprender, igualmente, un sistema
mecánico de alimentación para calibrar el volumen del polímero que
hay que tratar. Este sistema de alimentación está ilustrado en las
figuras 5a y 5b.
La figura 5a ilustra los principales elementos
del sistema de alimentación, que está representado de modo general
por la referencia numérica 400. El sistema de alimentación 400 está
constituido por un recinto de recepción del polímero 410 que
comprende un orificio de introducción 420 del polímero que hay que
tratar, así como un orificio de salida 430 del polímero hacia el
recinto de tratamiento en el que será puesto en práctica el
procedimiento de la invención.
El orificio de introducción 420 comprende un
primer medio de cierre ilustrado en forma de una primera válvula de
alimentación 422 accionada por un motor (no ilustrado). El orificio
de salida 430 comprende un segundo medio de cierre ilustrado en
forma de una segunda válvula de alimentación 432, igualmente
accionada por un motor (no ilustrado).
La figura 5b ilustra la posición de la parte
inferior del sistema de alimentación 400 sobre el recinto de
tratamiento 310. La segunda válvula de alimentación 432 está unida a
un motor 435 que permite desplazar esta válvula de una posición
vertical abierta, tal como la ilustrada en la figura 5b, a una
posición horizontal cerrada, lo que tendría la consecuencia de
cerrar el orificio de salida 430.
Refiriéndose de nuevo a la figura 5a, cuando es
deseable calibrar el volumen de polímero que hay que introducir en
el recinto de tratamiento en el que será puesto en práctica el
procedimiento de la invención, la primera válvula de alimentación
422 está en posición abierta y la segunda válvula de alimentación
432 en posición cerrada. A continuación puede introducirse en el
recinto de recepción 410 una cantidad de polímero hasta que este
último se llene parcial o totalmente de la cantidad de polímero
deseada. La segunda válvula de alimentación 432 es colocada después
en posición abierta, lo que tendrá por efecto hacer caer el polímero
que hay que tratar en el recinto de tratamiento apropiado.
Es importante observar que, en el sistema de
alimentación ilustrado en las figuras 5a y 5b, la presencia de la
primera válvula de alimentación 422 no es absolutamente necesaria.
En efecto, el polímero que hay que tratar puede ser introducido en
el recinto de recepción 410 con la segunda válvula de alimentación
432 en posición cerrada, sin que sea absolutamente necesario, una
vez lleno el recinto de recepción 410 del modo deseado, volver a
cerrar la primera válvula de alimentación 422.
Sin embargo, la primera válvula de alimentación
422 puede considerarse muy útil en las situaciones en que un recinto
de almacenamiento del polímero que hay que tratar estuviera situado
inmediatamente encima del recinto de recepción 410. Esta primera
válvula de alimentación 422 sería, entonces, esencial para poder
dosificar la cantidad apropiada de polímero que hay que introducir
en el recinto de recepción 410.
La figura 6 representa las etapas esenciales que
pueden ser puestas en prácticas para una realización preferente del
procedimiento de la presente invención. Como se ilustra a título de
ejemplo, las cajas de P.S.E. 610 son sometidas a una etapa de
evacuación de agua 611 y sometidas después a una etapa de
trituración 620. Se obtienen, así, gránulos 621 que son secados
antes de ser enviados hacia un silo apropiado 630. Los gránulos son
transformados después en el dispositivo de transformación 640 por
inmersión en una solución de transformación, o por pulverización de
esta solución. Esta transformación va seguida de una filtración 650
de las impurezas y de una puesta en bidón del magma amorfo 660 así
obtenido.
La evacuación del agua, si es necesaria, consiste
en expulsar el agua presente en las cajas de P.S.E. que hay que
tratar. Esta evacuación puede realizarse en un cárter en el cual son
introducidas las cajas de P.S.E. El cárter puede estar provisto de
regletas, por ejemplo de teflón, que permiten facilitar el paso de
las cajas de P.S.E. En cada cara de este cárter pueden estar
repartidas de dos a ocho boquillas alimentadas por una turbina de
aire. El aire puede estar a la temperatura ambiente y bajo presión.
La etapa de secado que sigue a la etapa de trituración tiene por
objeto secar el P.S.E. durante su transporte del triturador al silo.
Con este fin, a la salida de la etapa de trituración se sopla aire
caliente, permitiendo, así, secar completamente los fragmentos de
P.S.E, durante su transporte. Las otras etapas de tratamiento del
P.S.E. son similares a las descritas anteriormente.
La figura 7 ilustra un dispositivo preferido en
el marco de la presente invención. Este dispositivo comprende un
sistema de evacuación de agua 711 que desemboca en la entrada de un
triturador 720. La salida del triturador 720 comunica con la entrada
de un secador 721 unido a un silo de almacenamiento 730. La base del
silo 730 está provista de una esclusa de regulación de material 731
unida a un transportador 732. Este último está provisto en una parte
de su longitud de un sistema de pulverización 740. La salida del
transportador 732 está unida a un sistema de filtración 750 cuya
salida comunica con bidones de almacenamiento 760.
Este dispositivo tiene como primera ventaja
permitir la eliminación substancial de cualquier traza de agua del
polímero antes de su tratamiento por la solución de
transformación.
La figura 8 ilustra un dispositivo de trituración
720 que puede ser puesto en práctica, especialmente, en el
dispositivo representado en la figura 7. Este dispositivo comprende,
al menos, tres cilindros 822, 823, 824 dispuestos en zigzag así como
barras antirretroceso 825, 826, 827, 828. De acuerdo con un aspecto
particularmente ventajoso, cada uno de los cilindros 822, 823 y 824
constitutivos del triturador tiene una velocidad diferente. Así, la
velocidad del cilindro 824 puede elegirse de modo que,
aproximadamente, sea igual a 2 veces la del cilindro 822, mientras
que la velocidad del cilindro 823 es, aproximadamente, igual a tres
veces la del cilindro 822.
El dispositivo representado en la figura 7, que
dispone de un triturador según la figura 8, permite tratar más de
cuatrocientas cajas de P.S.E. por hora, presentando estas cajas una
longitud de 800 milímetros, una anchura de 400 milímetros y una
altura de 300 milímetros, o más de 100 m^{3} de P.S.E. por
hora.
El medio ambiente en el que se efectuará la
evaporación de las cantidades pequeñas de disolvente contenidas en
el magma influirá de manera importante en la estructura final del
producto.
De modo general, la evaporación del disolvente
puede efectuarse de tres modos:
- por aire soplado a presión ambiente
- por moldeo por inyección a presión; o
- por cocción con calor, con o sin presión,
La utilización de aire caliente soplado en el
momento del secado del magma de la invención, permite obtener un
producto ligeramente alvelolado que, entre otras cosas, puede ser
utilizado como aislante en superficies lisas.
Por ejemplo, el magma puede ser aplicado no
secado en superficies murales. Esta aplicación va seguida de un
secado por aire caliente soplado que produce una cierta expansión
del polímero, que constituirá, entonces, un aislante eficaz fácil de
utilizar.
Estos dos tipos de secado permiten obtener
bloques de resina sólidos en los cuales el P.S.E. está poco
expandido, o no está expandido. El secado por inyección permite una
solidificación más rápida que el secado natural.
La cocción sin presión del magma de la invención
puede llevar, igualmente, a una expansión del polímero.
Las aplicaciones previsibles para el magma
obtenido después de la puesta en práctica del procedimiento de la
presente invención son numerosas y variadas.
Entre los ejemplos de aplicación de la pasta de
la presente invención, se mencionan, entre otras, diversas
aplicaciones industriales o domésticas que permiten obtener
artículos acabados de cualquier forma, tales como tuberías, cubetas,
cajas diversas, así como cárteres de protección.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, ésta
se refiere a artículos de material compuesto que pueden ser
preparados a partir del magma pastoso descrito anteriormente y de,
al menos, un tercer compuesto. Estos artículos pueden consistir en
productos pastosos o líquidos tales como colas, barnices, enlucidos,
juntas de estanqueidad, pinturas o lacas, así como productos
sólidos, consistentes, especialmente, en paneles de partículas
aglomeradas.
Una cola de acuerdo con la invención puede
comprender una mezcla de magma pastoso con un disolvente orgánico
susceptible de romper, al menos, una parte de los enlaces químicos
entre los monómeros constitutivos del polímero. Un disolvente
orgánico de este tipo contiene, en general, al menos, un 85%,
preferentemente, al menos, un 90%, en peso de magma pastoso. Una
cola de este tipo presenta una fuerza de cohesión superior a las
colas a base de neopreno actualmente en el mercado.
Una cola de acuerdo con la invención puede
comprender, además, de un 1 a un 7% de un compuesto tal como el
xileno. Un compuesto de este tipo permite obtener una flexibilidad
relativa de la película de cola y un punto de rotura menos
violento. Esta cola puede ser obtenida por simple mezcla de estos
componentes.
Es posible, igualmente, preparar un barniz o
lacas a base del magma pastoso de la invención. Estos barnices
comprenden, además del magma de base, un disolvente orgánico del
tipo tricloroetileno así como de esencia de trementina.
Las colas y barnices descritos anteriormente
pueden contener, además agentes antirradiación U.V., tales como el
ácido
fenil-2-bencimidazolsulfénico.
Otros artículos compuestos de acuerdo con la
presente invención consisten en juntas de estanqueidad que
comprenden un magma pastoso tal como el descrito anteriormente, así
como partículas de yesos. Tales juntas de estanqueidad, contenidas
en un recinto sellado, pueden ser conservadas durante un largo
período de tiempo, generalmente, más de dos años. Estas juntas de
estanqueidad pueden ser preparadas por simple mezcla de sus
componentes.
La invención se refiere, igualmente, a artículos
compuestos sólidos preparados a partir de un magma pastoso descrito
anteriormente. Estos artículos pueden ser preparados por simple
mezcla mecánica, por ejemplo por mezclado y amasado, del magma
pastoso de acuerdo con la invención, con partículas sólidas
orgánicas tales como partículas de madera, de fibras naturales, de
fibras artificiales, o partículas sólidas no orgánicas, como
partículas de metal, de vidrio, de polvo de arcilla, de polvo de
piedra o de polvo de pizarra. La mezcla así obtenida puede ser,
entonces, secada y endurecida.
Antes del secado, a la mezcla de los agentes
antirradiación U.V. puede añadirse dicho ácido
fenil-2-bencimidasulfénico. La
mezcla antes del secado puede disponerse, igualmente, en un molde
adecuado para obtener, después del secado y del endurecimiento, un
artículo de forma deseada. De este modo, pueden prepararse paneles
de materiales aglomerados de usos diversos. Así, cuando las
partículas sólidas consisten en partículas de ladrillo, el panel
podrá utilizarse, por ejemplo, para ornamentos de fachada. Por otra
parte, cuando las partículas son partículas de madera, los paneles
puede intervenir en la constitución de elementos de paletas, de
parqués o de muebles.
De acuerdo con un aspecto ventajoso de la
invención, los paneles de partículas aglomeradas definidos
anteriormente pueden ser ensamblados entre sí por medio de la cola
descrita anteriormente. Finalmente, estos paneles pueden ser
barnizados por medio de un barniz tal como el mencionado
anteriormente.
Los artículos sólidos de acuerdo con la
invención, presentan buenas propiedades de estanqueidad, de
aislamiento térmico y fónico.
Claims (20)
1. Procedimiento de transformación de un polímero
consistente en poliestireno expandido (P.S.E.) o un copolímero
estirénico expandido, caracterizado porque:
- se trata el citado polímero con una solución de
transformación que comprende:
\text{*} una proporción importante de un
disolvente que permite modificar el estado físico del citado
polímero, de un estado sólido expandido, a un estado amorfo no
expandido, de modo que se obtiene un magma,
\text{*} una proporción pequeña de un
lubricante no graso consistente en la glicerina o un
politetrafluoroetileno, en cantidad suficiente para conferir al
citado magma un estado de superficie no adhesivo y, llegado el
caso,
\text{*} una proporción pequeña de un alcohol
en cantidad suficiente para unir el citado disolvente y el citado
lubricante en la citada solución,
- se recupera el citado magma y, llegado el
caso,
- se evapora, en todo o en parte, el citado
disolvente.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque se tritura el polímero antes de
tratarlo por la citada solución de transformación.
3. Procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se sumerge el
polímero en la solución de transformación.
4. Procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se pulveriza la
solución de transformación sobre el polímero.
5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se filtra el
magma para extraer sus impurezas.
6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el
disolvente de la citada solución de transformación es elegido entre
el benceno, el cloroformo, el cloruro de metileno, el
tetracloroetileno, el tetracloruro de carbono, el tolueno o el
tricloroetileno.
7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el
disolvente de la citada solución de transformación es la
acetona.
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado porque la solución de transformación
comprende entre el 90% y el 99%, preferentemente, entre el 94% y el
98%, en volumen de disolvente.
9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el
lubricante no graso de la solución de transformación es la
glicerina.
10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la citada
solución de transformación comprende entre el 1% y el 10%,
preferentemente entre el 1% y el 3%, en volumen de glicerina.
11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el
alcohol de la citada solución de transformación es el alcohol
etílico de 95º.
12. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizado porque la citada solución de
transformación comprende entre el 1% y el 6%, preferentemente, entre
el 1% y el 2%, en volumen de alcohol etílico de 95º.
13. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el
polímero es el poliestireno expandido (P.S.E.)
14. Magma de un polímero, consistente en
poliestireno expandido (P.S.E.) o un copolímero estirénico
expandido, caracterizado porque es susceptible de ser
obtenido de acuerdo con el procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13.
15. Composición que comprende:
- una proporción importante de un disolvente que
permite modificar el estado físico de un polímero expandido,
consistente en poliestireno expandido (P.S.E.) o un copolímero
estirénico expandido, de un estado sólido expandido, a un estado
amorfo no expandido, para obtener un magma,
- una proporción pequeña de un lubricante no
graso consistente en la glicerina o un politetrafluoroetileno en una
cantidad suficiente para conferir al citado magma un estado de
superficie no adhesivo; y, llegado el caso,
- una proporción pequeña de un alcohol en
cantidad suficiente para unir el citado disolvente y el citado
lubricante en la citada composición.
16. Composición de acuerdo con la reivindicación
15, caracterizada porque comprende del 94% al 98% de acetona,
del 1% al 10% de glicerina, y del 1% al 6% en volumen de alcohol
etílico de 95º.
17. Utilización de una composición de acuerdo con
una de las reivindicaciones 15 y 16 para la transformación de un
polímero expandido, consistente en poliestireno o un copolímero
estirénico, de un estado sólido expandido, a un estado amorfo no
expandido, para obtener un magma, que presenta un estado de
superficie no adhesivo.
18. Artículo compuesto sólido, pastoso o líquido
que comprende un magma de acuerdo con la reivindicación 14.
19. Artículo sólido de acuerdo con la
reivindicación 18, caracterizado porque comprende, además,
partículas sólidas orgánicas tales como partículas de madera, de
fibras naturales, de fibras artificiales, o partículas sólidas no
orgánicas, como partículas de metal, de vidrio, de polvo de arcilla,
de polvo de piedra o de polvo de pizarra.
20. Artículo líquido de acuerdo con la
reivindicación 18, caracterizado porque consiste en una cola,
un barniz, una laca, una junta de estanqueidad o una pintura.
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