ES2356543A1 - Método para procesar residuos de envases de tetrabrik para fabricar piezas de plástico. - Google Patents
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Abstract
Método para procesar residuos de envases de tetrabrik para fabricar piezas de plástico.Se parte de unos residuos de envase de tetrabrik con una composición aproximada de un 4% de celulosa, un 78% de polietileno de baja densidad y un 18% de aluminio.Se caracteriza porque comprende varias etapas en las que los residuos son lavados y después se trocean hasta alcanzar un tamaño muy pequeño con la incorporación añadida de componentes de aditivación.En una etapa final la mezcla obtenida se somete a un proceso de inyección/compresión para obtener las piezas de plástico.
Description
Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un método para
procesar residuos de envases de tetrabrik para fabricar piezas de
plástico.
Los envases de tetrabrik, tal como ocurre
convencionalmente, se envían primeramente a una planta de producción
de papel donde se extrae la mayor parte de la celulosa de los
envases de tetrabrik, quedando unos residuos con una composición
aproximada de un 4% de celulosa, un 78% de polietileno de baja
densidad (PEBD) y un 18% de aluminio.
Partiendo de estos residuos resultantes, el
objetivo de la invención es aprovechar tales residuos mediante un
característico procedimiento para fabricar con ellos piezas de
material plástico, las cuales además de incorporar como base tales
residuos de los envases de tetrabrik, se incluyen otros componentes
adicionales para que las piezas obtenidas tengan la resistencia y
rigidez necesarias, así como otras características pertinentes.
También se incorporan algunos componentes para facilitar todo el
proceso.
Los envases de tetrabrik tienen una composición
aproximada como se indica a continuación:
- 75% de celulosa.
- 20% de polietileno de baja densidad.
- 5% de aluminio.
Actualmente, estos envases se recogen como
residuo urbano mediante el sistema de contenedores de reciclado y se
envían a plantas de producción de papel en donde se les extrae la
mayor parte de la celulosa quedando una composición aproximada como
se indica a continuación:
- 4% de celulosa.
- 78% de polietileno de baja densidad
(PEBD).
- 18% de aluminio.
Este residuo tiene que depositarse en un
vertedero al ser muy difícil su procesado como plástico reciclado
debido a los problemas siguientes:
- muy baja fluidez (índice de fluidez entre 0,5
y 1,5)
- Polietileno de baja densidad que da a las
piezas inyectadas una falta de rigidez y resistencia a la
rotura.
- Partículas de aluminio con un tamaño medio
superior a 1 mm que fragilizan las piezas obtenidas.
- Presencia de un 4% de celulosa residual que
hace difícil su limpieza con agua, un caro secado posterior a la
vez que se descomponen a partir de los 190ºC de temperatura durante
su procesado en inyección o extrusión.
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar
los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la
invención propone un nuevo método para procesar residuos de envases
de tetrabrik para fabricar piezas de plástico.
Tal como se ha referido en apartados anteriores,
esos residuos son los restos obtenidos después de procesar los
envases de tetrabrik en una planta de producción de papel donde se
extrae la mayor parte de la celulosa de tales envases, comprendiendo
dichos residuos una composición aproximada que contiene: 4% de
celulosa, 78% de polietileno de baja densidad (PEBD) y un 18% de
aluminio.
El método se caracteriza porque comprende un
proceso para obtener un granulado de los residuos de tetrabrik apto
para ser procesado en una máquina de inyección consistente en las
siguientes fases:
Una primera fase de pretratamiento de los
residuos.
En esta primera fase se realiza un desgarro de
las balas del material de residuos en molinos convencionales hasta
obtener un tamaño de partículas entre 0,5/4 cm^{2} y
preferentemente entre 1 y 2 cm^{2}.
Una segunda fase de pretratamiento en la que se
realiza una limpieza de impurezas, residuos orgánicos y polvo. El
residuo desgarrado se limpia con sistemas de lavado sin agua,
mediante corrientes de aire caliente. Estos equipos eliminan
aproximadamente un 50% de la celulosa residual dejando su proporción
en aproximadamente un 2% del total.
Una tercera fase de pretratamiento de
granulado.
En esta tercera fase el residuo ya limpio se
puede granular por extrusión teniendo en cuenta que el husillo de
extrusión debe constar de una sección cortadora que permita la
reducción del tamaño de partículas del aluminio que contiene el
residuo hasta un tamaño de 0,1 a 0,6 mm, preferiblemente entre 0,1 y
0,2 mm.
También se puede granular el residuo en un
aglomerador convencional si previamente se muele en un molino fino
de cuchillas para efectuar una primera reducción del tamaño de las
partículas de aluminio hasta aproximadamente 0,5 a 1 mm. Se debe
asegurar que el granulador tenga una etapa previa de homogeneización
de residuos mediante elementos mezcladores y que en las etapas de
procesado posteriores, los husillos de inyección dispongan de
elementos de corte.
Es conveniente además dosificar en esta etapa
todos los componentes de aditivación que va a necesitar este
material en su proceso posterior, concretamente se recomienda el uso
entre un 2 y un 10% de lubricantes internos adecuados para
poliolefinas como estearatos metálicos, ceras de parafina, ceras de
amida, ceras de éster, ésteres de ácidos grasos y preferiblemente
ceras de poliolefinas y más preferiblemente ceras de
polietileno.
Además y para piezas que deban tener una
resistencia mecánica más elevada se recomienda el uso de polímeros
de adhesión entre el aluminio y la matriz polimérica en una
proporción de entre el 1 y 5%, más preferiblemente entre el 2 y 3%
como los polímeros siguientes:
- Polímeros de polietileno, polipropileno que
contienen grupos polares de injerto o mezclas de ambos.
- Copolímeros de etileno y ácido acrílico o
metacrílico.
- Copolímeros de etileno y acrilatos o
acetatos.
- Derivados del metacrilato de glicidilo.
- Copolímeros de
estireno-etileno-butadieno-estireno
(SEBS) que contienen grupos polares de injerto.
En una realización más preferida, los grupos
polares de injerto son anhídrido maleico o ácido acrílico. En una
realización aún más preferida, los grupos polares de injerto están
en una proporción menor del 15% en peso con respecto al polímero
adhesivo.
En otra realización preferida, el grupo polar
injertado es anhídrido maleico y está en una proporción menor al 5%
en peso del polímero adhesivo. En una realización aún más preferida
la proporción de anhídrido maleico es menor del 3% en peso.
En otra realización preferida, el grupo polar
injertado es el ácido acrílico y está en una proporción menor al 7%
en peso del polímero adhesivo.
En esta etapa también y en función de las
propiedades de la pieza que vayamos a inyectar, también podemos
mejorar sustancialmente la rigidez del polímero añadiendo entre un
15 y un 40% de PEAD (polietileno de alta densidad) que también puede
obtenerse procedente del reciclado de botellas o de contenedores,
bidones o garrafas. El PEAD en una proporción suficiente forma una
red cristalina inter-penetrada con la red
cristalina del polietileno de baja densidad (PEBD), obteniéndose una
rigidez equivalente a la del PEAD con un módulo elástico similar, de
0,7 a 1 GPa en contraste con el módulo elástico del residuo que se
encuentra en valores cercanos al módulo elástico del PEBD, entre 0,2
y 0,4 Gpa.
Otra posibilidad es que la rigidez del polímero
adhesivo se mejora añadiendo polietileno de alta densidad (PEAD)
entre un 15 y un 50% para conseguir un incremento del módulo
elástico de las piezas inyectadas desde 0,2/0,4 GPa hasta 0,7/0,9
Gpa.
Otra posibilidad es que la rigidez del polímero
adhesivo se mejora añadiendo polietileno de alta densidad (PEAD)
entre un 20 y un 30% para conseguir un incremento del módulo
elástico de las piezas inyectadas desde 0,2/0,4 GPa hasta 0,7/0,9
Gpa.
Una cuarta fase de inyección/compresión en la
que los gránulos de material obtenido con el residuo no pueden ser
inyectados en una máquina de inyección convencional debido a que
tienen un índice de fluidez entre 0,5 y 1,5. Y también porque
durante el flujo del residuo fundido por los canales de la colada,
por efecto del rozamiento contra las paredes del molde y de la
máquina, se separan sus componentes llegando a observarse frecuentes
acumulaciones de aluminio en la pieza inyectada cuando las
longitudes de flujo son largas.
Por otra parte, en temperaturas superiores a
190ºC o tiempos estancia a temperaturas entre 150 y 190ºC superiores
a 2 minutos producen la descomposición de la celulosa remanente en
el residuo y la aparición de manchas de celulosa carbonizada y
fuertes olores a celulosa quemada.
Sin embargo, pueden ser procesados con el
procedimiento siguiente que forma parte de la invención que nos
ocupa:
- Sistema de inyección/compresión:
se inyecta el residuo con el molde abierto
cuidando de inyectar la cantidad justa de residuo para la pieza a
fabricar. Se inyecta a través de un único canal con una sección de
paso del flujo del material proporcional al peso de la pieza a
obtener. Una vez inyectado el material se cierra el molde
comprimiendo el material, finalizándose así el conformado de la
pieza utilizando la fuerza de cierre de la máquina.
Los moldes utilizados incorporan canales de
inyección cortos, espesores de pared superiores o iguales a 5 mm y
longitudes de flujo también cortas.
También se prevé un tratamiento previo de
escisión mecánica de cadena molecular.
Por otro lado podemos aplicar al residuo un
pretratamiento de escisión molecular selectiva mediante un mezclador
dinámico cavitacional. Este tratamiento aplicado inmediatamente
después de la extrusión del residuo incrementa su índice de fluidez
desde 0,5 hasta 10, lo que hace que el residuo sea directamente
procesable en una máquina de inyección convencional.
Particularmente en un primer ejemplo se puede
obtener un taco de escoba tal como se describe a continuación:
- Residuo de envases de tetrabrik después de
recuperada la celulosa en una fábrica de papel.
- Proceso de desgarrado en un molino de
martillos.
- Proceso de lavado sin agua en un limpiador
centrífugo.
- Proceso de aglomerado en un aglomerador donde
se añade un 2% de cera de polietileno y un 25% de PEAD reciclado de
botellas de detergente.
- Proceso de inyección mediante inyección/com-
presión en una máquina adecuada.
presión en una máquina adecuada.
En un segundo ejemplo se puede obtener un cubo
de basuras comunitaria tal como se describe a continuación:
- Residuo de envases de tetrabrik después de
recuperada la celulosa en una fábrica de papel.
- Proceso de desgarrado en un molino de
martillos.
- Proceso de lavado sin agua en un limpiador
centrífugo.
- Proceso de aglomerado en un aglomerador donde
se añade un 2% de cera de polietileno y un 2% de polímero
adhesivo.
- Proceso de inyección mediante inyección/com-
presión en una máquina adecuada.
presión en una máquina adecuada.
Entre otros, las piezas que se pueden fabricar
con el nuevo método de la invención son las siguientes:
- Mobiliario urbano, tal como vallas, pilonas,
jardineras, etc.
- Paletas de transporte.
- Tacos de escoba.
- Cubos de comunidad.
- Perchas para la ropa.
- Cestos para la colada.
- Macetas de jardín, platos y jardineras.
Claims (22)
1. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, que comprendiendo esos
residuos una composición aproximada con un 4% de celulosa, un 78% de
polietileno de baja densidad (PEBD) y un 18% de aluminio, se
caracteriza porque comprende:
- Una primera etapa en la que los residuos son
lavados mediante un sistema que no usa agua, ni otros productos
líquidos, reduciéndose en gran medida la celulosa;
- una segunda etapa en la que los residuos ya
lavados se reducen a trozos de pequeñas dimensiones,
- una tercera etapa en la que a los residuos
troceados se incorporan distintos componentes de aditivación
necesarios para etapas posteriores;
- una cuarta etapa de granulado en la que se
homogeniza la mezcla usando una máquina que reduce el tamaño de los
residuos troceados anteriores a unos gránulos diminutos;
- una quinta etapa en la que la mezcla de
gránulos diminutos y componentes de aditivación, es sometida a un
proceso de inyección/compresión para obtener las piezas de material
plástico.
2. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
1, caracterizado porque los componentes de aditivación
comprenden el uso de:
- Del 2 al 10% de lubricantes internos adecuados
para poliolefinas como estearatos metálicos, ceras de parafina,
ceras de amida, ceras de éster, esteres de ácidos grasos y
preferiblemente ceras de poliolefinas y más preferiblemente ceras de
polietileno:
- Polímeros adhesivos entre el aluminio y la
matriz polimérica.
3. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
2, caracterizado porque los polímeros adhesivos
comprenden:
- Polímeros de polietileno, polipropileno que
contienen grupos polares de injerto o mezclas de ambos;
- copolímeros de etileno y ácido acrílico o
metacrílico;
- copolímeros de etileno y acrilatos o
acetatos;
- derivados del metacrilato de glicidilo y
- copolímeros de
estireno-etileno-butadieno-estireno
(SEBS) que contienen grupos polares de injerto.
4. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según una cualquiera de
las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque los
polímeros adhesivos entre el aluminio y la matriz polimérica alcanza
una proporción entre el 1 y el 5%.
5. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según una cualquiera de
las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque los
polímeros adhesivos entre el aluminio y la matriz polimérica alcanza
una proporción entre el 2 y el 3%.
6. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
3, caracterizado porque los grupos polares de injerto
comprenden anhídrido maleico.
7. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
3, caracterizado porque los grupos polares de injerto
comprenden ácido acrílico.
8. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según una cualquiera de
las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque los grupos
polares de injerto están en una proporción menor del 15% en peso con
respecto al polímero adhesivo.
9. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
3, caracterizado porque el grupo polar injertado es anhídrido
maleico con una proporción menor al 5% en peso del polímero
adhesivo.
10. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
3, caracterizado porque el grupo polar injertado es anhídrido
maleico con una proporción menor al 3% en peso del polímero
adhesivo.
11. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
3, caracterizado porque el grupo polar injertado es el ácido
acrílico y está en una proporción menor al 7% en peso del polímero
adhesivo.
12. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según una cualquiera de
las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque la rigidez
del polímero adhesivo se mejora añadiendo polietileno de alta
densidad (PEAD) entre un 15 y un 50% para conseguir un incremento
del módulo elástico de las piezas inyectadas desde 0,2/0,4 GPa hasta
0,7/0,9 Gpa.
13. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según una cualquiera de
las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque la rigidez
del polímero adhesivo se mejora añadiendo polietileno de alta
densidad (PEAD) entre un 20 y un 30% para conseguir un incremento
del módulo elástico de las piezas inyectadas desde 0,2/0,4 GPa hasta
0,7/0,9 Gpa.
14. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
proceso de inyección/compresión para obtener las piezas de material
plástico comprende:
- Una primera fase en la que se inyecta el
material en un molde abierto cuidando de inyectar la cantidad justa
de material para la pieza de plástico a obtener;
- una segunda fase en la que una vez inyectado
el material se cierra el molde finalizando el conformado de la pieza
de plástico por compresión del material utilizando la fuerza de
cierre de la máquina.
15. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
14, caracterizado porque el material se inyecta a través de
un único canal con una sección de paso de flujo de material
proporcional al peso de la pieza a obtener.
16. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
1, caracterizado porque los gránulos resultantes de la cuarta
etapa alcanzan un tamaño entre 0,1 y 0,6 mm.
17. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
1, caracterizado porque los gránulos resultantes de la cuarta
etapa alcanzan un tamaño entre 0,1 y 0,2 mm.
18. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
1, caracterizado porque la máquina citada en la cuarta etapa
que mezcla y reduce los residuos, es una máquina extrusora cuyo
husillo de extrusión consta de una sección cortadora que reduce de
tamaño los residuos.
19. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
1, caracterizado porque la máquina citada en la cuarta etapa
que mezcla y reduce los residuos, es un aglomerador que recibe los
residuos con tamaños entre 0,5 y 1 mm.
20. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
1, caracterizado porque en una etapa posterior a la cuarta
etapa se aplica un pretratamiento de escisión molecular selectiva
que incrementa el índice de fluidez desde 0,5 hasta 10.
21. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
1, caracterizado porque el pretratamiento de escisión
molecular selectiva se lleva a cabo mediante un mezclador dinámico
cavitacional.
22. Método para procesar residuos de envases de
tetrabrik para fabricar piezas de plástico, según la reivindicación
1, caracterizado porque el sistema de lavado descrito en la
primera etapa consiste en corrientes de aire caliente.
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|---|---|---|---|
| ES200930764A ES2356543B2 (es) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | Método para procesar residuos de envases de tetrabrik para fabricar piezas de plástico. |
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| ES200930764A ES2356543B2 (es) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | Método para procesar residuos de envases de tetrabrik para fabricar piezas de plástico. |
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| ES200930764A Expired - Fee Related ES2356543B2 (es) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | Método para procesar residuos de envases de tetrabrik para fabricar piezas de plástico. |
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| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2356543B2 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2738828A1 (es) * | 2018-07-24 | 2020-01-27 | Moratilla Jose Angel Luis | Senales de trafico elaboradas con materiales ecologicos y renovables |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB1267918A (en) * | 1968-07-23 | 1972-03-22 | Amos Roy Paske | Improvements in or relating to particle board |
| US3718536A (en) * | 1970-04-22 | 1973-02-27 | Thilmany Pulp & Paper Co | Composite board and method of manufacture |
| DE3837125A1 (de) * | 1988-11-02 | 1990-05-03 | Signode System Gmbh | Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus metall und einem thermoplastischen kunststoff |
| DE4440760A1 (de) * | 1994-11-15 | 1996-05-23 | Rolf Koehnlein | Verfahren zur Herstellung von Schalenformteilen aus Recycling- oder Neumaterial PE/Alu/PE oder PE/Karton/PE oder PE/Karton/PE/Alu/PE |
| ES2131545T3 (es) * | 1992-09-17 | 1999-08-01 | Evd Gmbh | Procedimiento para la fabricacion de un cuerpo de particulas compuestas, y cuerpo fabricado segun el mismo. |
-
2009
- 2009-09-30 ES ES200930764A patent/ES2356543B2/es not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2356543B2 (es) | 2012-01-23 |
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