ES2716201T3 - Material compuesto polimérico - Google Patents

Abstract

Una composición que comprende del 10 al 50 % en peso de fibra de pasta de madera y del 45 al 85% en peso de polímero termoplástico, en donde el nivel de dilución para la detección en una bolsa a 40 ºC es igual o inferior a 450 según lo determinado por ASTM E679, en donde la fibra de pasta de madera es fibra de pasta química de madera blanqueada.

Description

DESCRIPCIÓN

Material compuesto polimérico

Campo de la invención

La presente invención se refiere a materiales compuestos poliméricos que se derivan del procesamiento por fusión de una matriz polimérica con fibra de pasta química de madera blanqueada.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras 1-5 son diagramas de una partícula usada para fabricar el material compuesto polimérico.

La Figura 6 es un diagrama de un mezclador.

Las figuras 7 y 8 son diagramas de una fábrica de pellets.

La Figura 9 es un diagrama de una extrusora de un solo husillo útil para fabricar el pellet de la presente invención. La Figura 10 es un diagrama de una realización de un aparato y un procedimiento para fabricar un material compuesto polimérico que tiene un contenido en fibra de pasta química de madera del 50 % en peso o menos.

La Figura 11 es una vista en sección transversal de la cara abierta del primer mezclador de doble husillo.

La Figura 12 es una vista lateral del limitador para el primer mezclador de doble husillo.

La Figura 13 es una vista frontal del limitador para el primer mezclador de doble husillo.

La Figura 14 es un diagrama de otra realización de un aparato y un procedimiento para fabricar un material compuesto polimérico con un contenido en fibra de pasta química de madera del 50 % en peso o menos.

La Figura 15 es un diagrama de un sistema de peletización bajo agua.

Descripción detallada

La presente invención está dirigida a proporcionar un medio económico para producir materiales compuestos poliméricos que comprenden fibra de pasta de madera y polímero termoplástico. La fibra de pasta de madera es una fibra de pasta química de madera blanqueada. Por simplicidad, se utilizará la expresión "fibra de pasta de madera", pero se debe tener en cuenta que la fibra de pasta química de madera blanqueada tiene atributos que no poseen algunas de las otras fibras.

La presente invención puede utilizar varias especies de árboles como fuente de fibras para formar la pasta. Se pueden utilizar especies de coníferas y de hoja ancha, y una mezcla de las mismas. Estas también son conocidas como maderas blandas y maderas duras. Las especies típicas de madera blanda son varias píceas (por ejemplo, pícea de Sitka), abeto (abeto de Douglas), varios hemlocks (hemlock occidental), tamarack, alerce, varios pinos (pino del sur, pino blanco, y pino del Caribe), ciprés y secoya o mezclas de los mismos. Las especies típicas de madera dura son ceniza, álamo temblón, álamo, tilo, abedul, haya, castaño, caucho, olmo, eucalipto, arce, roble, chopo y sicómoro o mezclas de los mismos.

El uso de especies de madera blanda o dura puede depender en parte de la longitud de fibra deseada. Las especies de madera dura o de hoja ancha tienen una longitud de fibra de 1-2 mm. Las especies de madera blanda o de coníferas tienen una longitud de fibra de 3,5 a 7 mm. El abeto de Douglas, el abeto grande, el hemlock occidental, el alerce occidental y el pino del sur tienen longitudes de fibra en el intervalo de 4 a 6 mm. La fabricación de pasta, el blanqueo y el corte en dados pueden reducir la longitud media debido a la rotura de la fibra.

Las fibras de pasta de madera de celulosa difieren de las fibras de madera porque en las primeras se ha eliminado la lignina y se ha eliminado parte de la hemicelulosa. Estos materiales se quedan en las fibras de madera. La cantidad de material que se queda en las fibras de pasta de madera dependerá del procedimiento de fabricación.

En una pasta mecánica, las fibras se separan por medios mecánicos, tal como la molienda, y el procedimiento puede incluir vaporización y algún tratamiento químico previo con sulfito de sodio. La lignina se ablanda para permitir que las fibras se separen. Gran parte de la lignina y la hemicelulosa, así como la celulosa, se queda en la fibra. El rendimiento, el porcentaje de material restante después de la fabricación de pasta, es alto. La fibra se puede blanquear con peróxido, pero este procedimiento no elimina gran parte del material.

En la fabricación de pasta química, la lignina se elimina durante una reacción química entre las astillas de madera y la sustancia química de fabricación de pasta. Las hemicelulosas también se pueden eliminar durante la reacción. La cantidad de material eliminado dependerá de los productos químicos que se usen en el procedimiento de fabricación de la pasta. El procedimiento kraft o al sulfato elimina menos material que el procedimiento al sulfito o el procedimiento kraft con una etapa de prehidrólisis. El rendimiento es mayor en el procedimiento Kraft que en el procedimiento al sulfito o Kraft con prehidrólisis. Los dos últimos procedimientos producen un producto con un alto porcentaje de celulosa y poca hemicelulosa o lignina.

El blanqueo de la pasta química de madera elimina más lignina y hemicelulosa.

En la fabricación de la pasta, el material leñoso se desintegra en fibras en un procedimiento químico de fabricación de la pasta. Opcionalmente, las fibras luego se pueden blanquear. Las fibras después se combinan con agua en un depósito o tina de pasta del refinado para formar una suspensión. A continuación, la suspensión pasa a una caja de entrada a máquina y luego se coloca sobre una malla metálica o de plástico, se escurre y se seca para formar una hoja de pasta. Los aditivos se pueden combinar con las fibras en el depósito de reserva, en la caja de entrada o en ambos. Los materiales también se pueden pulverizar sobre la hoja de pasta antes, durante o después de la deshidratación y el secado. El procedimiento de fabricación de pasta kraft se utiliza normalmente en la fabricación de pasta de madera.

Hay una diferencia entre la fibra de madera y la fibra de pasta de madera. Una fibra de madera es un grupo de fibras de madera unidas por lignina. Los lúmenes de las fibras de pasta de madera colapsan durante el procedimiento de secado. Las fibras de pasta química de madera secas son planas. Los lúmenes de cada una de las fibras de madera en el haz de fibras de madera permanecen abiertos. Las fibras planas de la pasta de madera son más flexibles que las fibras de madera.

Las fibras de pasta de madera celulósica pueden estar en forma de pastas de madera celulósica comerciales. La pasta se suministra normalmente en forma de bobina o fardo. La hoja de pasta tiene dos caras opuestas sustancialmente paralelas y la distancia entre estas caras será el espesor de la partícula. Una hoja de pasta típica puede tener un espesor de 0,1 mm a 4 mm. En algunas realizaciones, el espesor puede ser de 0,5 mm a 4 mm.

La hoja de pasta de madera se conforma en partículas para facilitar la dosificación y la combinación con el polímero termoplástico.

La hoja de fibra, y las partículas, pueden tener un peso base de 12 g/m2 (gsm) a 2.000 g/m2. En una realización, las partículas podrían tener un peso base de 600 g/m2 a 1.900 g/m2. En otra realización, las partículas podrían tener un peso base de 500 g/m2 a 900 g/m2. Para una hoja de papel, una realización podría tener un peso base de 70 gsm a 120 gsm. En otra realización, un cartón podría tener un peso base de 100 gsm a 350 gsm. En otra realización, una hoja de fibra para uso especializado podría tener un peso base de 350 gsm a 500 gsm.

Los aditivos o el tratamiento previo de la pasta también pueden cambiar el carácter de la partícula. Una pasta que se trata con agentes separadores proporcionará una partícula más suelta que una pasta que no tenga agentes separadores. Una partícula más suelta se puede dispersar más fácilmente en el material con el que se combina. El espesor de la hoja de pasta es un factor que puede determinar el espesor de la partícula.

La partícula puede tener una forma hexagonal, una realización de la cual se muestra en la Figura 1. El hexágono puede ser de cualquier tipo, desde completamente equilátero hasta completamente asimétrico. Si no es equilátero, el eje mayor puede ser de 4 a 8 milímetros (mm) y el eje menor puede ser de 2 a 5 mm. Algunos de los lados del hexágono pueden ser de la misma longitud y algunos o todos los lados pueden ser de diferentes longitudes. La circunferencia o perímetro del hexágono puede ser de 12 mm a 30 mm y el área de la cara superior o inferior 24 o 26 de la partícula puede ser de 12 a 32 mm2. En una realización, las partículas podrían tener un espesor de 0,1 a 1,5 mm, una longitud de 4,5 a 6,5 mm, una anchura de 3 a 4 mm y un área en una cara de 15 a 20 mm2. En otra realización, las partículas podrían tener un espesor de 1 a 4 mm, una longitud de 5 a 8 mm, una anchura de 2,5 a 5 mm y un área en una cara de 12 a 20 mm2.

Se muestran dos ejemplos de una partícula con forma hexagonal.

En las figuras 1-3, la partícula 10 tiene forma hexagonal y tiene dos lados opuestos 12 y 18 con la misma longitud y son más largos que los otros cuatro lados 14, 16, 20 y 22. Los otros cuatro lados 14, 16, 20 y 22 pueden tener la misma longitud, como se muestra, o los cuatro lados pueden tener diferentes longitudes. Dos de los lados, uno en cada extremo, tales como 14 y 20 o 14 y 22 pueden tener la misma longitud, y los otros dos en cada extremo, 16 y 22 o 16 y 20, pueden tener la misma longitud o longitudes diferentes. En cada una de estas variaciones, los lados 10 y 18 pueden tener la misma longitud o longitudes diferentes. Los bordes de las partículas pueden ser afilados o redondeados.

La distancia entre la parte superior 24 y la parte inferior 26 de la partícula 10 puede ser de 0,1 mm a 4 mm.

Las figuras 4 y 5 ilustran una realización en la que cada uno de los seis lados del hexágono tiene una longitud diferente. La realización mostrada es ilustrativa y puede variar el orden de las longitudes de los lados y el tamaño de las longitudes de los lados.

Las partículas de la forma, tamaño y peso base descritas anteriormente se pueden medir en cuanto a sistemas de pérdida de peso y alimentadores volumétricos bien conocidos en la técnica.

La alineación de las fibras dentro de la partícula puede ser paralela con respecto al eje mayor del hexágono o perpendicular con respecto al eje mayor del hexágono o cualquier orientación intermedia.

Las partículas hexagonales se pueden formar en un cortador Henion, pero se podrían usar otros medios para producir una partícula hexagonal.

También se pueden usar otras formas de partículas de pasta. La facilidad de adición puede depender de la forma de la partícula.

La matriz polimérica funciona como el polímero huésped y es un componente de la composición procesable por fusión que incluye la materia prima de pasta química de madera. El procedimiento por fusión se utiliza para combinar el polímero y la fibra de pasta química de madera. En el procedimiento por fusión, el polímero se calienta y se funde, y la fibra de pasta química de madera se combina con el polímero. Durante este procedimiento se particularizan las fibras.

El polímero es termoplástico.

Una amplia variedad de polímeros convencionalmente reconocidos en la técnica como adecuados para el procesamiento por fusión son útiles como matriz polimérica. La matriz polimérica incluye sustancialmente polímeros que a veces se consideran difíciles de procesar por fusión, especialmente cuando se combinan con un elemento interferente u otro polímero inmiscible. Estos incluyen polímeros tanto hidrocarbonados como no hidrocarbonados. Los ejemplos de matrices poliméricas útiles incluyen, pero no se limitan a, polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polipropileno (PP)), copolímeros de poliolefina (por ejemplo, etileno-buteno, etileno-octeno, etileno-alcohol vinílico), poliestireno, copolímeros de poliestireno (por ejemplo, poliestireno de alto impacto, copolímero de estireno-acrilonitrilo-butadieno), poliacrilatos, polimetacrilatos, poliésteres, poli(cloruro de vinilo) (PVC), fluoropolímeros, polímeros de cristal líquido, poliamidas, poliéter imidas, sulfuros de polifenileno, polisulfonas, poliacetales, policarbonatos, óxidos de polifenileno, poliuretanos, elastómeros termoplásticos, epoxis, alquidos, melaminas, fenólicos, ureas, ésteres vinílicos o combinaciones de los mismos. En ciertas realizaciones, las matrices poliméricas más adecuadas son las poliolefinas.

Las matrices poliméricas que se derivan de plásticos reciclados también son aplicables ya que a menudo son de menor coste. Sin embargo, dado que estos materiales a menudo se derivan de materiales que provienen de múltiples fuentes de residuos, pueden tener reologías de fusión muy diferentes. Esto puede hacer que el material sea muy problemático de procesar. La adición de materia prima celulósica a una matriz polimérica reciclada debería aumentar la viscosidad de la masa fundida y reducir la variabilidad general, mejorando así el procesamiento.

En algunas realizaciones, se pueden usar los siguientes polímeros termoplásticos: biopolímeros tales como ácido poliláctico (PLA), acetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa; policarbonatos, poli(tereftalato de etileno), poliolefinas tales como polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, poliestireno, copolímeros de poliestireno, tales como copolímeros de acrilonitrilobudadieno-estireno (ABS) , poli(cloruro de vinilo) (PVC), y plásticos reciclados.

El polímero termoplástico se puede seleccionar del grupo que consiste en biopolímeros, ácido poliláctico, acetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa; policarbonatos, tereftalato de polietileno, poliolefinas, polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, poliestireno, copolímeros de poliestireno, copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímeros de bloque de estireno, poli(cloruro de vinilo), y plásticos reciclados.

En una realización, la materia prima de pasta química de madera se procesa en masa fundida con una matriz polimérica incompatible (por ejemplo, poliolefina). En otra realización, la materia prima de pasta química de madera se procesa en masa fundida con una matriz polimérica compatible (por ejemplo, polímeros celulósicos modificados). Entre otros casos, se ha encontrado que cuando la materia prima de pasta química de madera de esta invención se procesa en masa fundida con propionato de celulosa (Tenite™ 350E), el material compuesto resultante tiene excelentes dispersión y propiedades mecánicas de las fibras.

La presente invención también contempla el uso de agentes de compatibilización en la formulación de material compuesto. Los agentes de compatibilización se usan típicamente para mejorar la humectación interfacial de los materiales de carga con una matriz polimérica. La adición de agentes de acoplamiento o compatibilizantes a menudo mejora las propiedades mecánicas del material compuesto resultante. La presente invención utiliza agentes de compatibilización para mejorar la humectación entre la fibra de pasta química de madera de esta invención y la matriz polimérica como se conoce convencionalmente. Sin embargo, los autores de la presente invención también han descubierto que la adición de un agente de compatibilización mejora la dispersión de la materia prima de pasta química de madera de esta invención con algunos polímeros. Los agentes de compatibilización y los agentes de acoplamiento a veces se usan indistintamente, aunque funcionan de manera diferente para proporcionar compatibilidad entre los dos materiales.

Los agentes de compatibilización preferidos para uso con poliolefinas son copolímeros de poliolefina con injertos de anhídrido maleico. En una realización, la matriz polimérica y la materia prima celulósica se procesan por fusión con un copolímero de poliolefina con injertos de anhídrido maleico. Los agentes de compatibilización disponibles en el mercado de esta invención incluyen los comercializados con los nombres comerciales Polybond™ (Chemtura), Exxelor™ (Exxon Mobil), Fusabond™ (DuPont), Lotader™ (Arkema), Bondyram™ (Maroon), Integrate (Equistar). La matriz polimérica puede contener una o más cargas además de la materia prima de pasta química de madera. La poliolefina en el copolímero de injerto será la misma que la poliolefina utilizada como polímero en la matriz polimérica. Por ejemplo, el copolímero de injerto polietileno-anhídrido maleico se usaría con el polietileno y el copolímero de injerto polipropileno-anhídrido maleico se usaría con el polipropileno.

En una realización, se incorporan cantidades de aproximadamente 5-10 %, y en otra de 0,2-5 % del agente de compatibilización en formulaciones de material compuesto y composiciones procesables en masa fundida.

Se pueden añadir cargas y fibras distintas de las fibras de pasta química de madera a la mezcla de fibra/polímero para impartir características físicas deseables o para reducir la cantidad de polímero necesaria para una aplicación determinada. Los materiales de carga a menudo contienen humedad y, por lo tanto, reducen la eficacia del agente de compatibilización presente en una matriz polimérica. Los ejemplos no limitativos de cargas y fibras incluyen harina de madera, fibras naturales distintas de la fibra de pasta química de madera, fibra de vidrio, carbonato de calcio, talco, sílice, arcilla, hidróxido de magnesio, y trihidróxido de aluminio.

En otro aspecto de la invención, la composición procesable en masa fundida puede contener otros aditivos. Los ejemplos no limitativos de aditivos convencionales incluyen antioxidantes, estabilizantes a la luz, fibras, agentes espumantes, aditivos espumantes, agentes antiadherentes, estabilizantes al calor, modificadores de impacto, biocidas, retardantes de llama, plastificantes, agentes de pegajosidad, colorantes, auxiliares de procesamiento, lubricantes, agente de compatibilización, y pigmentos. Los aditivos se pueden incorporar en la composición procesable en masa fundida en forma de polvos, pellets, gránulos, o en cualquier otra forma apta para extrusión o formación de compuestos. La cantidad y el tipo de aditivos convencionales en la composición procesable en masa fundida pueden variar dependiendo de la matriz polimérica y las propiedades físicas deseadas de la composición acabada. Los expertos en la técnica del procesamiento por fusión son capaces de seleccionar cantidades apropiadas y tipos de aditivos para que concuerden con una matriz polimérica específica con el fin de lograr las propiedades físicas deseadas del material acabado.

Los polímeros de material compuesto de esta invención tienen fibras de pasta de madera uniformemente dispersas dentro de una matriz polimérica termoplástica. La fibra de pasta de madera se dispersa primero en una matriz polimérica termoplástica en la que el contenido de fibra de pasta de madera es del 65 al 90 % en peso de la composición total.

Existen problemas relacionados con la dispersión uniforme de las fibras de pasta química de madera a lo largo de una matriz polimérica. Las fibras están inicialmente en una hoja de pasta seca. El secado colapsa las fibras de la pasta. El secado también hace que las fibras de la pasta se unan entre sí mediante enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno deben romperse para obtener fibras sustancialmente individuales. Algunas de las fibras permanecerán unidas. Estos se denominan nudos o agregados de acuerdo con el tamaño. Habrá generalmente algunos nudos y agregados que queden después de romper los enlaces de hidrógeno entre las fibras.

También hay problemas relacionados con el suministro de fibra de pasta química de madera a niveles del 65 % en peso o más, del peso total de la mezcla de fibra/polímero. La menor cantidad de polímero significa que es más difícil dispersar la fibra en la matriz polimérica. La mezcla de fibra/polímero se vuelve más viscosa a medida que aumenta la cantidad de fibra y, por lo tanto, es más difícil mover las fibras dentro de la matriz para producir una dispersión. La finalidad es tener muy pocos cúmulos de fibra.

En una realización, la materia prima de pasta de madera de esta invención se produce troceando mecánicamente un material de hoja de pasta de madera. En una realización, la materia prima de pasta de madera se trocea en forma hexagonal que es propicio para el uso con equipos de alimentación convencionales. En otras realizaciones, las partículas pueden tener forma triangular, rectangular o pentagonal. Los materiales compuestos de esta invención se producen mediante procesamiento en masa fundida de una matriz polimérica con materia prima de pasta química de madera. En una realización, la materia prima de pasta química de madera se dispersa uniformemente dentro de la matriz polimérica después del procesamiento en masa fundida.

La presente invención está dirigida a una disolución para proporcionar un medio económico de producir materiales compuestos que contengan fibras de pasta química de madera bien dispersas. Esto se logra utilizando una materia prima de pasta de madera que tenga una mayor densidad aparente y que se pueda alimentar a un equipo de procesamiento por fusión utilizando tecnología de alimentación convencional. Los materiales compuestos de esta invención tienen fibras de pasta de madera bien dispersas dentro de una matriz polimérica.

Por lo tanto, las fibras de pasta de madera celulósica unidas por hidrógeno se dispersan el polímero. Un método es producir una mezcla madre que sea rica en fibra, con un contenido de fibra de pasta de madera celulósica del 65 al 85 % en peso y un contenido en peso de polímero del 15 al 35 %. Si fuese necesario, parte del polímero puede ser un agente de compatibilización.

La adición inicial de la fibra de pasta de celulosa al polímero es una operación de dos etapas.

En la primera etapa, las partículas de la pasta papelera se combinan y se mezclan con el polímero en una operación de mezclamiento. El mezclamiento se puede llevar a cabo en un mezclador termocinético o un mezclador Gelimat.

La cantidad de fibra de pasta celulósica química de madera en el material es del 65 al 85 % en peso y la cantidad de polímero es del 15 al 35 % en peso. Si se usa un agente de compatibilización, la cantidad de polímero se reducirá en la cantidad de agente de compatibilización. Si se usa un 5 % en peso de agente de compatibilización, la cantidad de polímero se reducirá, por lo tanto, en un 5 % en peso. Un polímero no polar, tal como las olefinas, usaría un agente de compatibilización. Los agentes de compatibilización típicos son copolímeros de injerto tales como polipropileno de anhídrido maleico o polietileno de anhídrido maleico. Si el polímero es polipropileno, luego también se utilizará hasta un 2 % en peso de antioxidante. En una realización se debe usar un 0,5 % en peso de antioxidante. La fibra y el polímero saldrán del mezclador termocinético como un material esponjoso.

En la Figura 6 se muestra un mezclador 30. El mezclador 30 tiene una tolva 32 a través de la cual se alimentan los materiales. Los materiales son transportados por un dispositivo 34 de alimentación con husillo a la cámara 36 de mezclamiento en la que se hacen girar los álabes 38 rápidamente por medio del motor 40. Los álabes 38 giran a través de la mezcla y la fuerza centrífuga creada por los álabes 38 mueve el material hacia afuera contra la pared de la cámara 42 de mezclamiento. El calor de fricción funde los materiales poliméricos, el polímero y el agente de compatibilización, y mezcla la fibra con el polímero. Después de mezclar, se retira el polímero de la cámara 36 de mezclamiento a través de la puerta 44.

Otro método que se puede usar en la primera etapa es una extrusora de doble husillo con la placa de boquilla abierta. La extrusora de doble husillo tiene una placa de boquilla abierta en el extremo de salida de modo que el flujo de material procedente de la extrusora no se vea obstaculizado. Las cantidades de fibra, polímero y agente de compatibilización son las mismas que se han descrito anteriormente. El material saldrá de la extrusora de doble husillo en forma de un material grumoso. El mezclador de doble husillo y su funcionamiento se describen con más detalle a continuación.

Los problemas a resolver son proporcionar las fibras en una matriz polimérica en una forma sustancialmente individual y dosificar las fibras en el polímero en una cantidad sustancialmente uniforme para que la fibra de pasta de madera/material compuesto tenga fibras de pasta de madera dispersas de manera sustancialmente uniforme por todo el material compuesto. La presente invención transporta las partículas cortadas de pasta química de madera desde la hoja de pasta de madera, las dosifica en el polímero y singulariza sustancialmente las fibras de la pasta de madera al tiempo que se mezcla la pasta de madera con el polímero.

En otra realización, se puede añadir aceite, tal como aceite mineral, a los ingredientes del material compuesto. En una realización, la cantidad de aceite mineral puede ser del 0,1 al 5 % en peso, del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. En una realización, la cantidad de aceite mineral puede ser del 0,1 al 2 % del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. En una realización, la cantidad de aceite mineral puede ser del 1 al 2 % del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. En una realización, la cantidad de aceite mineral puede ser de 1 a 1,5 % del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. En una realización, la cantidad de aceite mineral puede ser del 1,15 % del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. El aceite mineral aumenta el rendimiento del material compuesto a través de las extrusoras que se pueden usar en la formación del polímero y se piensa que contribuye a la dispersión de las fibras en el material compuesto.

El aceite mineral es un aceite viscoso que tiene un peso específico de 0,8 a 0,9. Puede ser transparente, incoloro e inodoro. En una realización, el aceite mineral es un aceite mineral blanco convencional. En una realización, el aceite mineral es Drakol 600, número de CAS 8042-47-5.

El aceite mineral se añade en el primer mezclador de mezcla madre y se puede añadir en mezcladores posteriores. Se añade con las partículas de pasta papelera y el polímero termoplástico, y contribuye al mezclamiento de los materiales y a la velocidad de procedimiento.

En la Figura 10, las partículas 24 o 24a de fibra de pasta química de madera blanqueada entran en la extrusora 100 de doble husillo a través de la tolva 102. Los pellets de polímero también entran en la extrusora 100 de doble husillo a través de la tolva 104. La tolva 104 puede estar antes o después de la tolva 102. Las partículas de fibra de pasta de madera y los pellets de polímero pueden entrar en la extrusora de doble husillo a través de la misma tolva.

En una realización, la extrusora de doble husillo tiene una cara de boquilla abierta. En otra realización, la extrusora de doble husillo tiene una cara de boquilla parcialmente abierta mediante el uso de un limitador 105. La abertura parcial 106 puede tener cualquier forma. En una realización, la abertura tiene un área que es del 20 al 80 % del área de la cara de boquilla abierta. En otra realización, tiene un área que es del 40 al 60 % del área total de la cara de boquilla abierta. La cara de boquilla parcialmente abierta contribuye a la dispersión de las fibras en el polímero.

Una realización de esta cara de boquilla se muestra en la Figura 11. En esta realización, la transición desde el área de la cara de boquilla hasta el área de la abertura es gradual. Las caras 107 y 108 superior e inferior del limitador 105 se extienden hacia el interior para restringir el flujo de material hacia la abertura 106 para proporcionar una abertura que tenga menos altura que la cara abierta de boquilla y las caras laterales 109 y 110 que se extienden hacia afuera para proporcionar una abertura que sea más ancha que la cara de boquilla abierta. El limitador soporta la presión del material que es empujado a través de la extrusora y puede ser una parte mecanizada individual.

Otra realización se muestra en la Figura 12. La abertura se divide en varias aberturas 111. De nuevo, en una realización, la abertura tiene un área que es del 20 al 80 % del área de la cara de boquilla abierta. En otra realización, tiene un área que es del 40 al 60 % del área total de la cara de boquilla abierta.

La cantidad de fibra de pasta química de madera blanqueada que se añade al polímero en la extrusora de doble husillo es del 65 al 85% en peso del peso total de fibra, polímero y aditivos.

Las realizaciones de la primera etapa son las mismas tanto para el material compuesto de mezcla madre, en el que del 65 % en peso al 85 % en peso del material es fibra, como para el material compuesto incorporado en el polímero base, en el que del 10 % en peso al 50 % en peso del material es fibra.

La presente invención también está dirigida a una disolución para proporcionar un medio económico para producir materiales poliméricos compuestos que incluyen del 10 al 50 por ciento en peso de fibra de pasta química de madera. En una realización, las fibras de pasta papelera se dispersan uniformemente dentro de la matriz polimérica. La fibra de pasta química de madera es una fibra de pasta química de madera blanqueada. Existen motivos para utilizar una fibra de pasta química de madera blanqueada en lugar de una fibra de pasta de madera sin blanquear.

Un motivo es el color. Una fibra de pasta química de madera blanqueada es sustancialmente toda celulosa y hemicelulosa. La celulosa y la hemicelulosa no tienen un color originario, por lo que impartirán poco o ningún color a un material compuesto. Por otro lado, las fibras sin blanquear, tales como las fibras naturales como kenaf o fibras de madera enteras, tienen hasta un 50 % de lignina y otros materiales compuestos que se pueden colorear en su estado originario o podrían llegar a colorearse cuando se calienten a temperaturas de procesamiento de termoplásticos. Un material compuesto con fibras de madera naturales o enteras sin blanquear podría llegar a colorearse, probablemente de un color marrón oscuro.

Otro motivo es el olor. La celulosa no tiene olor, por lo que un material compuesto con fibras de pasta de madera blanqueada tiene muy poco olor aportado por la celulosa. La lignina y otros componentes en las fibras sin blanquear tienen fuertes olores característicos cuando se procesan en masa fundida, lo que le da un fuerte olor al material compuesto resultante, limitando su uso en áreas cerradas tal como el interior de un automóvil. Una realización para un polímero no compatible puede contener los siguientes ingredientes:

En la mezcla madre, el material se trata de forma adicional en un molino de pellets, tal como un molino de pellets de California, o una extrusora de un solo husillo, tal como una extrusora de un solo husillo de Bonnot.

En las figuras 7 y 8 se muestra una versión de laboratorio de un molino de pellets. El molino de pellets 50 tiene una tolva 52 a la cual se transfiere el material compuesto 54 de fibra/polímero desde el mezclador termocinético o extrusora de doble husillo u otro mezclador. El material compuesto 54 cae sobre la placa perforada 56. Las aberturas 58 en la placa perforada 56 son de tamaño y diámetro de los pellets extruidos 60. Un par de ruedas 62 fuerzan el material compuesto a través de las aberturas 58 para formar los pellets 60. Las ruedas 62 están montadas sobre los ejes 64. Los ejes 64 están montados en un rotor 66. El rotor 66 se mueve por medio de un motor (no mostrado) para hacer girar las ruedas 62 alrededor de la placa perforada 56. Los pellets 60 se retiran del aparato y se recogen.

La tendencia de las fibras a niveles altos de fibra es a agruparse. Se puede usar la extrusora de un solo husillo para dispersar la fibra de pasta de celulosa por todo el polímero. Se descubrió que es necesario desviar el flujo de material a través de la extrusora con el fin de obtener la dispersión de la fibra. Esto se hace mediante la colocación de pasadores que se extienden desde la pared externa del extrusor hasta el interior de la cavidad del extrusor. Se hace pasar forzando el material desde el aparato a través de los orificios de la boquilla para formar pellets extruidos. El material puede tener una tendencia a bloquearse detrás de la placa de la boquilla y no pasar a través de la boquilla de manera eficaz. La adición de una rasqueta en la parte posterior de la cara de la boquilla mueve el material compuesto a través de los orificios de la boquilla de una manera más eficaz.

En la Figura 9 se muestra un extrusor de un solo husillo. El extrusor 80 tiene una tolva 82 en la que se coloca el material compuesto de fibra procedente del mezclador. La tolva 82 se conecta con un cilindro 84 y un husillo 86 que se extiende a través del cilindro 84. El husillo 86 se hace girar por medio de un motor (no mostrado) y dirige el material dentro del cilindro hacia la placa de boquilla 88. El diseño del husillo puede ejercer más o menos presión sobre el material compuesto a medida que éste se desplaza a través del cilindro. Los pasadores 90 se colocan a lo largo del cilindro. Los pasadores 90 se pueden mover hacia adentro o hacia afuera para desviar el flujo de material a través del cilindro y contribuir a la dispersión de las fibras dentro del polímero. La placa de boquilla 86 tiene una serie de aberturas 92 a través de las cuales pasa el material para formar hebras que opcionalmente se cortan para formar pellets.

En una realización, se puede conectar directamente el primer mezclador de doble husillo a la segunda extrusora de un solo husillo y se hace pasar el material directamente desde el primer mezclador al segundo. El mismo motor puede hacer funcionar ambos. Esto se muestra en la Figura 14.

Los pellets de mezcla madre contienen del 65 al 85 % en peso de fibra de pasta química de madera y del 15 al 35 % en peso de polímero.

La figura 10 es una realización de un procedimiento y un aparato para fabricar el material compuesto polimérico que tiene 50 % o menos de fibras de pasta química de madera.

El material de la extrusora de doble husillo se transfiere a una segunda extrusora 120 de doble husillo y se añade polímero adicional a través de la tolva 122. También se pueden añadir otros componentes, ya sea en la garganta o a través de un dispositivo de suministro lateral (no se muestra en la figura). El polímero es el mismo que se usó en la primera extrusora 100 de doble husillo. La cantidad de polímero añadido es la cantidad requerida para proporcionar la carga deseada de fibra de pasta de madera al material compuesto.

En una operación discontinua, la primera extrusora de doble husillo se puede usar como la segunda extrusora de doble husillo por ciclado del material compuesto a través de la primera extrusora de doble husillo una segunda vez y adición de polímero adicional en este segundo paso a través de la extrusora. En esta operación, la cara de boquilla de la extrusora cambia de una cara de boquilla abierta o parcialmente abierta a una cara de boquilla que tiene aberturas de boquilla para formar el material extruido.

También se pueden añadir aditivos adicionales en la segunda extrusora de doble husillo.

El material compuesto se extruye a través de las aberturas de boquilla en la placa de boquilla y se corta a una medida determinada.

El material extruido procedente de la segunda extrusora de doble husillo se puede conformar en pellets mediante una peletizadora bajo agua. Se ha pensado que no se podría usar una peletizadora bajo agua con la fibra de pasta papelera porque las fibras son hidrófilas. Se ha descubierto que se puede usar una peletizadora bajo agua y el contenido de humedad de la fibra en el pellet es del 1 % o menos. En algunas realizaciones, no se produce ningún efecto perjudicial debido a la captación de agua.

La Figura 15 es un diagrama de una peletizadora bajo agua. Los pellets salen de la segunda extrusora 120 de doble husillo a través de las aberturas de boquilla 124 en la placa de boquilla 126 hacia una cámara de corte 128 en la que se corta el material extruido en pellets. Los pellets son transportados por agua desde la cámara de corte 128 hasta una sección de separación 130 por medio de la tubería 132. Los pellets calientes son enfriados por el agua. En una realización, los pellets adoptan una forma esferoidal durante el procedimiento. En la sección de separación 130, los pellets se separan del agua por filtración. El agua separada pasa a través de un intercambiador de calor 134 en el que se enfría. El agua vuelve a la cámara de corte 128 a través de la tubería 136.

Los pellets separados pasan a través de una sección de secado 138 en la que se retira el resto de agua. Se muestra un secador ciclónico, pero el secador puede ser de cualquier tipo. Los pellets secos pasan luego a una canaleta de pellets y a un sistema de envasado en la cual se introducen en bolsas.

Existe una serie de fabricantes de peletizadoras bajo agua. Estos incluyen Gala Industries, Neoplast, Berlyn y Davis Standard.

Una peletizadora bajo agua tiene muchas ventajas, pero se puede usar cualquier tipo de peletizadora.

Se puede usar una bomba en masa fundida para amortiguar la presión y los pulsos de flujo generados por la extrusora de doble husillo, garantizando así un suministro continuo y estable de material extruido.

La Figura 14 muestra otra realización del sistema de mezclamiento.

Puede ser necesario obtener una mayor dispersión de las fibras de pasta de madera de celulosa en el polímero. Se coloca un dispositivo de mezclamiento, tal como la extrusora de un solo husillo mostrada en la Figura 9, entre los dos mezcladores de doble husillo. Se utiliza la extrusora de un solo husillo para dispersar aún más las fibras.

Debe entenderse que, en el siguiente análisis de las diferentes realizaciones del pellet reducido, cualquier pellet individual puede tener una o más de cada una de estas realizaciones.

En varios de los siguientes ensayos, se moldea el material compuesto polimérico en una forma de hueso de perro que tiene las siguientes dimensiones: 6-3/8 pulgadas (152,4 - 9,5 mm) de largo, 1/8 de pulgada (3,2 mm) de espesor, las secciones terminales tienen 3/4 pulgadas (19,1 mm) de ancho, la sección central tiene 1/2 pulgadas (12,7 mm) de ancho y la longitud de la sección central es de 2,7 pulgadas o 68 mm. Estas son las dimensiones de un hueso de perro cuando se menciona en el texto. El moldeo del hueso de perro es bajo calor y compresión. El moldeo de un pellet de mezcla madre con su gran cantidad de fibra provoca la degradación de la fibra, debido a la gran cantidad de calor y presión requerida para moldear el material que hace que la fibra se vuelva marrón.

En una realización, se proporciona un material compuesto incorporado en el polímero base que tiene del 10 al 50 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada. El resto es polímero y otros aditivos. En otra realización, se proporciona un material compuesto incorporado en el polímero base que tiene del 20 al 40 por ciento en peso de fibras de pasta química de madera blanqueada y el resto es polímero y otros aditivos como se indicó anteriormente.

En una realización, el material compuesto en el polímero base tiene un brillo de al menos 20, medido por el ensayo de brillo. En otra realización, el material compuesto en el polímero base tiene un brillo de al menos 30, medido por el ensayo de brillo.

La composición de mezcla madre, que tiene 65 % en peso o más de fibra en la composición, no tiene este brillo porque el calor y la presión requeridos para conformar el material en forma de hueso de perro degradan la fibra y producen un color marrón o negro.

Ensayo de brillo

El método consiste en que se enfoca una luz procedente de una sola fuente y se dirige a través de una abertura sobre el hueso de perro a un ángulo de 45 grados y la luz reflejada pasa a través de un filtro que tiene características espectrales convencionales y luego se mide mediante un fotodetector ubicado perpendicular a la superficie superior del hueso de perro. La cantidad de luz reflejada se compara con el óxido de magnesio, que tiene características espectrales conocidas que se almacenan en la memoria de los instrumentos. La relación de la luz reflejada con respecto al óxido de magnesio se expresa como porcentaje.

El instrumento es un medidor de brillo de Technidyne MICRO S-5. El instrumento se debe calentar durante 30 minutos antes del ensayo. La luz reflejada pasa a través de un filtro que tiene una longitud de onda eficaz de filtro de 457 nanómetros.

Se somete a ensayo un hueso de perro para cada condición diferente del material compuesto, tal como un polímero diferente, una cantidad de polímero diferente, una cantidad de fibra diferente y unos aditivos diferentes. Se coloca un peso de 1 kg sobre la parte superior del hueso de perro. El hueso de perro se gira en sentido de los cuatro puntos cardinales de la brújula, para proporcionar cuatro valores de brillo que se promedian.

En una realización o material compuesto en el polímero base, la dispersión media de fibras de pasta química de madera blanqueada en el material compuesto en el polímero base es igual o superior al 90 %. En otra realización del material compuesto en el polímero base, la dispersión media de fibras de pasta química de madera blanqueada en el material compuesto en el polímero base es igual o superior al 95 %. En otra realización, la dispersión media de fibras de pasta química de madera blanqueada en el material compuesto en el polímero base es igual o superior al 98 %. En otra realización, la dispersión media de fibras de pasta química de madera blanqueada en el material compuesto en el polímero base es igual o superior al 99 %. La dispersión media significa que las fibras están distribuidas de manera sustancialmente uniforme por todo el material compuesto y el porcentaje es el número de fibras que no están en grupos. Estos porcentajes se determinan utilizando el ensayo de dispersión.

Ensayo de dispersión

La medición de la dispersión se logra mediante el uso de ImageJ (NIH). ImageJ es un programa informático gratuito que se puede descargar en http//imagej.nih.gov/ij/download.html. Erode, Substract Background, Analyze Particles y los demás comandos utilizados en la macro personalizada siguiente son comandos convencionales de ImageJ. La macro simplemente utiliza los comandos convencionales de IMageJ en un orden específico para obtener la información.

Las muestras son huesos de perro como se describió anteriormente. Se toman fotografías de rayos X de las muestras y las fotografías se escanean para obtener una imagen digital. La imagen se abre con ImageJ y se analiza utilizando la macro personalizada.

La macro personalizada localiza las muestras en la imagen. A continuación, ejecuta el comando Erode cuatro veces para eliminar los artefactos del borde de la muestra. Aplica el comando Substract Background para eliminar el fondo con un diámetro de bola rodante de 5 píxeles, un fondo claro y con el suavizado desactivado. La imagen en escala de grises se convierte a blanco y negro utilizando un valor de umbral proporcionado por el usuario. Un valor umbral típico es 241.

La imagen tiene ahora partículas negras que corresponden a fibras no dispersas. Las partículas se cuentan utilizando el comando Analyze Particles. Se cuentan todas las partículas excepto las que están en contacto con el borde. Esto se debe a que a menudo hay efectos de borde que son percibidos como partícula por la macro, pero en realidad no son una partícula.

La otra suposición es que el material de pasta de madera cortada suministrado al procedimiento se divide o deslamina una vez a lo largo de la línea central y estas partículas divididas también se pueden dividir o deslaminar una vez a lo largo de la línea central. La macro supone que la mitad de las partículas analizadas se dividen o deslaminan una vez y la otra mitad se dividen o deslaminan dos veces.

La macro informa sobre el área de las partículas no dispersas. La macro supone que la mitad del área total está ocupada por partículas no dispersas divididas una vez y la otra mitad del área total está ocupada por partículas divididas dos veces.

A continuación, se calcula el peso total de las partículas o fibras no dispersas. En el siguiente análisis se usa una hoja de pasta papelera que tiene un peso base de 750 gramos por metro cuadrado (gsm). La macro supone el peso base de la mitad de las partículas, las partículas divididas una vez, obteniéndose un peso base de 375 gsm, y supone el peso de la otra mitad de las partículas analizadas, las partículas divididas dos veces, obteniéndose un peso base de 187 gsm. El peso total de las partículas o fibras no dispersas se determina mediante la siguiente fórmula:

Peso de partículas no dispersas = 0,0001*[0,5*(área de partículas no dispersas)cm2*(375 gsm) 0,5*(área de partículas no dispersas)cm2*(187 gsm)]

El porcentaje en peso de partículas no dispersas se calcula mediante la siguiente fórmula:

% en peso de partículas no dispersas = 100*peso de partículas no dispersas/peso total de fibras en la muestra El porcentaje en peso de fibras dispersas se encuentra restando el porcentaje en peso de partículas no dispersas del 100 por ciento.

La macro real es:

//¿CUÁNTAS MUESTRAS ESTÁN EN LA IMAGEN?

N= 10;

// Ahora ejecutar la macro

ejecutar ("8-bit");

ejecutar ("Rotate 90 Degrees Right");

ejecutar ("Select All");

ejecutar ("Copy");

ejecutar ("Internal Clipboard");

setThreshold(0,200);

ejecutar ("Convert to Mask");

k=1; // inicializar k en 1

P=4; // número de operaciones Erode a realizar

mientras (k< = P) {// este bucle hace múltiples Erodes

ejecutar ("Erode");

k=k+1;

}

ejecutar ("Analyze Particles...", "size=0 - Infinity circularity =0.00-1.00 show = Nothing clear

record add");

ejecutar ("Internal Clipboard");

ejecutar ("Subtract Background...", "rolling = 5 light disable");

selectWindow("Clipboard");

ejecutar ("Create Selection");

selectWindow("Clipboard-1");

ejecutar ("Restore Selection");

// EL USUARIO DEBE ESTABLECER EL VALOR DE UMBRAL. 241 generalmente funciona bien. setThreshold (0, 241);

ejecutar ("Convert to Mask");

ejecutar ("Make Binary");

k=0;

M=N-1;// se cuenta desde 0 no desde 1

mientras (k<=M) {//este bucle hace múltiples Analyze Particles

roiManager("Select", k);

ejecutar ("Analyze Particles...", "size=0-Infinity circularity=0.00-1.00 show=Nothing exclude summarize");

k=k+1;

}

close ( );

close ( ) ;

La dispersión puede depender de la cantidad de carga de fibra. En una realización del material compuesto con un 20 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada, se encontró que la dispersión fue igual o superior al 99 %. En una realización del material compuesto con un 30 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada, se encontró que la dispersión fue igual o superior al 98 %. En una realización del material compuesto con un 40 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada, se encontró que la dispersión fue igual o superior al 92 %. Se comparó el nivel de olor del material compuesto reducido con los niveles de olor del polímero termoplástico en el que se incorporaron otros materiales. Se sometieron a ensayo tres niveles de material compuesto reducido: polímero que incorpora un 20 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada, que incorpora un 30 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada y que incorpora un 40% en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada. Estos se compararon con un control del polímero termoplástico solo, es decir, el polímero que incorpora un 30 % en peso de fibra de vidrio, el polímero que incorpora un 30 % en peso de sisal y el polímero que incorpora un 30% en peso de harina de madera con de arce.

El ensayo realizado es ASTM E679, en el que se utiliza un dispositivo de medición de olor Ac'scent, disponible en St. Croix Sensory, 1-800-879-9231. En este ensayo, se coloca la muestra en una bolsa Tedlar de 9 litros a 40 °C durante 24 horas antes del ensayo. El dispositivo de medición de olor utiliza un sistema de válvula Venture en el que el aire exento de olores a caudal elevado a través de la válvula extrae el aire de la bolsa de muestras hacia el interior de una corriente de aire. Se pueden lograr factores de dilución de 8 a 66.000. El número indicado es el factor de dilución al cual se detecta el olor de la muestra. Cuanto mayor es el número de dilución, más oloroso es el material. Los resultados son los siguientes:

Se puede ver que el nivel de dilución del polímero termoplástico con la fibra de pasta química de madera blanqueada es menor que cualquiera de los otros materiales, incluida la fibra de vidrio, y es sustancialmente el mismo, independientemente de la cantidad de fibra de pasta de madera incorporada en el polímero termoplástico.

Con el fin de determinar la utilidad del material compuesto reducido, se encargó un informe de Moldflow® de los pellets reducidos. Los informes de Moldflow® se utilizan en la industria para determinar cómo realizar un ciclado del material a través de un procedimiento de moldeo, y para conocer el comportamiento de un material durante el procedimiento de moldeo por inyección. El informe comparó un material compuesto de polipropileno con un 30% de fibras de pasta química de madera blanqueada con dos materiales compuestos de polipropileno cargados con un 20 % de vidrio.

La siguiente tabla del informe proporciona un estudio del tiempo de enfriamiento de una parte resistente. Los sistemas de moldeo por inyección son los canales que conducen al molde que pueden funcionar en caliente o en frío. Si es en frío, el material en los canales tiene que expulsarse con la pieza, recortarse y reciclarse o desecharse como residuo. Si es en caliente, el material en los canales permanece en estado fundido y se usa como primer trozo de plástico inyectado para el siguiente ciclo de inyección.

Se puede ver que el polipropileno cargado con la fibra de pasta química de madera blanqueada tuvo un tiempo de enfriamiento mucho más corto que el polipropileno cargado con vidrio. Esto se traduce en tiempos de ciclo más rápidos y más piezas producidas en un período determinado de tiempo.

Esto también se muestra en otra tabla procedente del informe que compara los tiempos de ciclo "medios" genéricos de las piezas moldeadas con el material de polipropileno cargado con 20 % de vidrio y con el material de polipropileno cargado con 30 % de fibra de pasta química de madera blanqueada.

El tiempo de ciclo "medio" genérico para el material cargado con fibras de pasta química de madera es 75 % del tiempo de ciclo para el material cargado con vidrio. Esto proporciona una velocidad de producción mucho más rápida.

También se señala que la composición con una cantidad del 10 al 50 % en peso de fibra de pasta de madera y del 25 al 85 % en peso de polímero termoplástico tiene otro atributo. Los bordes de las estructuras moldeadas están exentos o sustancialmente exentos de defectos táctiles. Un defecto táctil es un defecto que se puede percibir al pasar la mano o el dedo a lo largo del borde de la pieza moldeada. Un defecto táctil debe distinguirse de un defecto visual. Es posible que una pieza tenga un defecto visual de borde, uno que se pueda apreciar visualmente, pero no tenga un defecto táctil de borde, uno que se pueda apreciar con el tacto. El borde de una pieza es la capa limítrofe entre las dos caras de la pieza. Normalmente, es redondeado o en ángulo con respecto a las caras de la pieza. Con frecuencia, es redondeado o en ángulo de 90° con respecto a las caras de la pieza. En una realización, los bordes están exentos de defectos táctiles. En otra realización, el borde tiene en promedio un defecto táctil o menos por pie (30,5 cm) o menos de borde. En otra realización, el borde tiene en promedio dos defectos táctiles o menos por pie (30,5 cm) o menos de borde. La expresión "pie o menos" significa que, si la longitud total del borde es menor que el número exacto de pies, la longitud total del borde se trata como si fuera la siguiente longitud en pies más grande para la determinación de los defectos táctiles. Por ejemplo, si la estructura tiene una longitud total de borde de 8 pulgadas (20,3 cm), luego se trataría como si tuviera una longitud total de borde de 1 pie (30,5 cm) para determinar el número de defectos táctiles, y si la longitud total de borde es de 2 pies y 4 pulgadas (71,1 cm), luego se trataría como si tuviera una longitud total de borde de 3 pies (91,4 cm) en la determinación del número de defectos táctiles.

El pellet de mezcla madre que contiene una cantidad del 65 al 85 % en peso de fibra también se puede reducir hasta un 10 a un 50 % en peso de fibra o un 20 a un 40 % en peso de fibra en la operación de moldeo por inyección para conformar las piezas moldeadas. En el dispositivo de moldeo por inyección se introducen los pellets y el polímero termoplástico adicional necesario para disminuir la cantidad de fibra a un valor del 10 al 50 por ciento en peso de fibra o del 20 al 40 por ciento en peso de fibra. El polímero se reduce hasta una cantidad final de fibra y al mismo tiempo se conforma la parte moldeada. Esto reduce el coste de disminuir la cantidad de fibra en una operación por separado.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una composición que comprende del 10 al 50 % en peso de fibra de pasta de madera y del 45 al 85% en peso de polímero termoplástico, en donde el nivel de dilución para la detección en una bolsa a 40 °C es igual o inferior a 450 según lo determinado por ASTM E679, en donde la fibra de pasta de madera es fibra de pasta química de madera blanqueada.

2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el polímero termoplástico se selecciona del grupo que consiste en biopolímeros, ácido poliláctico, acetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa; policarbonatos, tereftalato de polietileno, poliolefinas, polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, poliestireno, copolímeros de poliestireno, copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímeros de bloque de estireno, poli(cloruro de vinilo), y plásticos reciclados.

3. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende del 20 al 40 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada y del 55 a 75 % en peso de polímero termoplástico.

4. La composición de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el polímero termoplástico se selecciona del grupo que consiste en biopolímeros, ácido poliláctico, acetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa; policarbonatos, tereftalato de polietileno, poliolefinas, polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, poliestireno, copolímeros de poliestireno, copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímeros de bloque de estireno, poli(cloruro de vinilo), y plásticos reciclados.

5. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el nivel de dilución para la detección en una bolsa a 40 °C es igual o inferior a 400 según lo determinado por ASTM E679.

6. La composición de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la composición comprende del 20 al 40 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada y del 55 al 75 % en peso de polímero termoplástico.

7. La composición de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en donde el polímero termoplástico se selecciona del grupo que consiste en biopolímeros, ácido poliláctico, acetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa; policarbonatos, tereftalato de polietileno, poliolefinas, polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, poliestireno, copolímeros de poliestireno, copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímeros de bloque de estireno, poli(cloruro de vinilo), y plásticos reciclados.

8. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el nivel de dilución para la detección en una bolsa a 40 °C es igual o inferior a 350 según lo determinado por ASTM E679.

9. La composición de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la composición comprende del 20 al 40 % en peso de fibra de pasta química de madera blanqueada y del 55 al 75 % en peso de polímero termoplástico.

10. La composición de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en donde el polímero termoplástico se selecciona del grupo que consiste en biopolímeros, ácido poliláctico, acetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa; policarbonatos, tereftalato de polietileno, poliolefinas, polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, poliestireno, copolímeros de poliestireno, copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímeros de bloque de estireno, poli(cloruro de vinilo), y plásticos reciclados.