FR2458385A1 - Polyolefin injection moulding or extrusion materials - contg. cellulosic filler and opt. metal obtd. by homogenising and granulating waste packaging material - Google Patents

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Abstract

Injection moulded or extruded prods. are made from a homogenised and granulated prod. comprising (by wt.) 40-80% one or more polyolefins, 60-20% cellulosic material and opt. up to 5 wt. % of a metal. Pref. material is comprised of LDPE, paper or cardboard and opt. Al foil and is obtd. by homogenising and granulating waste packaging material based on these components. Process allows packaging waste to be processed into useful material which can be injection moulded or extruded into articles having a higher mechanical strength than virgin polyolefin material. Prods. are esp. useful for extrusion into tubular prods., esp. cores for large reels of paper.

Description

L'invention concerne la fabrication de produits moulés par extrusion ou par injection de mélanges de polyoléfines et de matériaux cellulosiques. The invention relates to the manufacture of molded products by extrusion or injection of mixtures of polyolefins and cellulosic materials.

L'invention vise notamment, mais non exclusivement, l'extrusion ou le moulage par injection de chutes de matériaux constitués essentiellement par des polyolé- fines, du papier et/ou du carton et éventuellement une feuille de métal.The invention relates in particular, but not exclusively, to the extrusion or injection molding of scrap materials consisting essentially of polyolefins, paper and / or cardboard and possibly a sheet of metal.

Depuis plusieurs années, on s'efforce d'économiser l'énergie et les ressources en recyclant les matières plastiques. On se réfèrera par exemple aux publications de brevets suédois nO 362 026, 381 213, 390 267 et 390 268. La première de ces publications concerne un procédé pour laver et désintégrer simultanément les chutes de matière plastique qui ne contiennent pas d'autre matériau, puis pour les regranuler dans un dispositif connu en soi afin de les réutiliser. La publication nO 381 213 concerne un procédé analogue dans lequel la regranulation est effectuée mécaniquement. Les publications n0390 267 et 390 268 concernent des procédés pour séparer la matière plastique du papier. For several years, efforts have been made to save energy and resources by recycling plastics. Reference is made, for example, to Swedish patent publications Nos. 362,026, 381,213, 390,267 and 390,268. The first of these publications relates to a method for simultaneously washing and disintegrating scrap plastic material which does not contain any other material, then to regranulate them in a device known per se in order to reuse them. Publication No. 381,213 relates to a similar process in which regranulation is carried out mechanically. Publications Nos. 390 267 and 390 268 relate to methods for separating plastic from paper.

On connatt le principe de base pour regraruler des déchets contenant à la fois de la matière plastique et un matériau cellulosique, tel que du papier, comme décrit dans la publication de brevet allemand nO 2548 309. Toutefois, les procédés connus de regrarailation de matière plastique contenant une charge telle que du papier, du carton et/ou une feuille de métal font appel à des procédés de moulage par pression pour la fabrication de produits, ctest-i-dire que le produit est formé sous pression ou sous vide dans un moule fermé, de sorte que le procédé ne peut pas s'appliquer à la fabrication par exemple de tubes. We know the basic principle to regrare waste containing both plastic and a cellulosic material, such as paper, as described in the German patent publication No. 2548 309. However, the known methods of regrarail plastic containing a filler such as paper, cardboard and / or metal foil use pressure molding processes for the manufacture of products, ie the product is formed under pressure or under vacuum in a mold closed, so that the process cannot be applied to the manufacture, for example, of tubes.

Dans le journal "neuf Verpackung 11/77, page 1441, un article intitulé "Verwertung von Kunststoffabfalle " indique vaguement la possibilité d'extruder des produits profilés. Toutefois, sur la base de l'art antérieur cité plus haut, on peut déduire que ces produits profilés sont pleins. En d'autres termes, que cette pression appliquée mécaniquement a été utilisée pour la soi-disant "extrusioi' cui consiste probablement en un procédé intermittent, intermédiaire entre le moulage par pression et ltextrnsion du cable. In the newspaper "neuf Verpackung 11/77, page 1441, an article entitled" Verwertung von Kunststoffabfalle "vaguely indicates the possibility of extruding profiled products. However, on the basis of the prior art cited above, it can be deduced that these profiled products are full, in other words, that this mechanically applied pressure was used for the so-called "extrusion" which probably consists of an intermittent process, intermediate between the pressure molding and the cable extrusion.

Selon la présente invention, la présence d'une quantité appropriée de charge permet le moulage par injection ainsi que extrusion de produits aussi élaborés que des tuyaux cylindriques possédant des tolérances intérieures et extérieures bien définies. Généralement, la résistance mécanique d'un produit obtenu à partir de déchets de matière plastique et de fibre malaxés et regranulés est supérieure à celle d'un produit correspondant obtenu à partir d'un granulé pur (vierge). De ce fait un produit obtenu par extrusion ou moulage par injection à partir d'un matériau regranulé a des domaines d'application très variés.  According to the present invention, the presence of an appropriate amount of filler allows injection molding as well as extrusion of products as elaborate as cylindrical pipes having well defined internal and external tolerances. Generally, the mechanical strength of a product obtained from kneaded and regranulated fiber and plastic waste is greater than that of a corresponding product obtained from a pure (virgin) granule. Therefore a product obtained by extrusion or injection molding from a regranulated material has very varied fields of application.

L'invention a pour objet un produit moulé par injection ou extrusion d'un matériau homogénéisé et granulé composé essentiellement de 40 à 80 ffi en poids d'une ou plusieurs polyoléfines et de 60 à 20 ffi en poids de cellulose, et contenant éventuellement jusqu'à 5 % en poids de métal. The subject of the invention is a product molded by injection or extrusion of a homogenized and granulated material composed essentially of 40 to 80 ffi by weight of one or more polyolefins and from 60 to 20 ffi by weight of cellulose, and optionally containing up to '' to 5% by weight of metal.

De préférence, la teneur en polyoléfines est de 60 à 80 g en poids et la polyoléfine est avantageusement de faible densité. Le matériau cellulosique est avantageusement du papier et/ou du carton et le métal est du métal en feuille, en particulier de la feuille d'aluminium. Preferably, the polyolefin content is 60 to 80 g by weight and the polyolefin is advantageously of low density. The cellulosic material is advantageously paper and / or cardboard and the metal is sheet metal, in particular aluminum foil.

En général, le matériau granulé est constitué par des déchets, notamment des déchets de matériau d'emballage, qui ont été homogénisés et granulé, sans séparation de la matière plastique d'avec la cellulose. In general, the granulated material consists of waste, in particular waste packaging material, which has been homogenized and granulated, without separation of the plastic material from the cellulose.

L'invention s'applique notamment à la fabrication de produits tubulaires, tels que des moyeux pour rouleaux de papier et autres produits ayant à la fois des surfaces interne et externe cylindriques. The invention applies in particular to the manufacture of tubular products, such as hubs for paper rolls and other products having both internal and external cylindrical surfaces.

L'invention vise également un procédé de fabrication d'un produit qui consiste à homogénéiser et à granuler de 40 à 80 ffi en poids d'une ou plusieurs polyoléfines, de 60 à 20 ffi en poids de matériau cellulosique et éventuellement jusqu'à 5 % en poids de métal, et à extruder ou à mouler par injection le matériau ainsi obtenu. The invention also relates to a process for manufacturing a product which consists in homogenizing and granulating from 40 to 80 ffi by weight of one or more polyolefins, from 60 to 20 ffi by weight of cellulosic material and optionally up to 5 % by weight of metal, and to extrude or injection mold the material thus obtained.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. The invention will be better understood on reading the detailed description which follows and on examining the appended drawings which represent, by way of non-limiting example, an embodiment of the invention.

La figure 1 est une vue schématique d'une installation pour la fabrication de manchons de support (moyeux) pour gros rouleaux de papier. Figure 1 is a schematic view of an installation for the manufacture of support sleeves (hubs) for large rolls of paper.

La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la bNae d'extrusion d'une extrudeuse faisant partie de l'installation de la figure 1. FIG. 2 is a view in longitudinal section of the extrusion bNae of an extruder forming part of the installation of FIG. 1.

La figure 3 est une vue de côté d'un appareil de gabarit faisant partie de l'installation de la figure 1. FIG. 3 is a side view of a jig apparatus forming part of the installation of FIG. 1.

La figure 4 est une vue d'extrdmité de l'appareil de gabarit de la figure 3. FIG. 4 is an end view of the jig device of FIG. 3.

La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. FIG. 5 is a sectional view along the line V-V of FIG. 4.

La figure 6 est une vue en coupe suivant le lignektl-Vl de la figure 5. Figure 6 is a sectional view along the linektl-Vl of Figure 5.

L'installation de la figure 1, est disposée sur deux étages, séparés par un plancher 10. L'entrée de l'installation se trouve à l'extrémité gauche de l'étage supérieur et comprend un dispositif il oui broie les déchets en flocons. The installation of Figure 1, is arranged on two floors, separated by a floor 10. The entrance to the installation is at the left end of the upper floor and includes a device yes grinds the waste into flakes .

Les déchets, qui peuvent provenir directement d'une channe de fabrication d'usine peuvent avoir une composition variable. Leur teneur en polyoléfines, cors- tituées de préférence par du polyéthylène de faible densité, peut ne as déposser 40 f en poids mais des teneurs en polyoléfines de 60 à 80 ,?a en poids, et notam- ment de 70 ffi en poids, sont préférables. Le reste des déchets fournis au broyeur 11 est constitué par du matériau cellulosique, généralement du papier et du carton, et jusqu'à 5 ,q environ du poids total pouvant être constitués par de minces feuilles métalliques, généralement des feuilles d'aluminium. The waste, which can come directly from a factory production line, can have a variable composition. Their polyolefin content, preferably constituted by low density polyethylene, may not exceed 40% by weight but polyolefin contents of 60 to 80% by weight, and in particular 70% by weight, are preferable. The rest of the waste supplied to the crusher 11 consists of cellulosic material, generally paper and cardboard, and up to approximately 5.0% of the total weight which may consist of thin metal sheets, generally aluminum sheets.

Du broyeur 11 part un système de convoyeur par aspiration comportant des conduites séparées 12a 1gh, 12Q et 121 qui alimentent sucessivement un trieur 13, un dispositif de granulation 16, un silo 17 et une extrudeuse 18 constituant une chaîne de fabrication continue qui nécessite un minimum de personnel. From the crusher 11 there is a suction conveyor system comprising separate pipes 12a 1gh, 12Q and 121 which successively supply a sorter 13, a granulating device 16, a silo 17 and an extruder 18 constituting a continuous production line which requires a minimum staff.

Le trieur 13 comprend trois sections différentes de stockage 13a,13b et 13c dont chacune comporte son propre orifice d'entrée branché sur la conduite d'aspiration 12ssJ de sorte que ces sections constituent des magasins de triage grossier. Les flocons les plus lourds tombent dans la section 13a, les flocons de poids moyen tombent dans la section 13b, et les flocons les plus légers tombent dans la section 13a. Au fond de chaque section 13a à 13c, des orifices de sortie 14a à 14c conduisent à une vis mélangeuse 15 qui achemine une composition appropriée de flocons des sections 13a à 13e vers la conduite d'aspiration 1 2b. La composition est obtenue par un contrôle correspondant du débit aux orifices de sortie 14a, 14b et 14c des magasins de stockage. La conduite 12b achemine les flocons vers un dispositif de granulation 16 d'un type connu en soi, par exemple un appareil "Zerglomat", avec ou sans malaxeur et/ou évacuation d'air. The sorter 13 comprises three different storage sections 13a, 13b and 13c, each of which has its own inlet orifice connected to the suction line 12ssJ so that these sections constitute rough sorting stores. The heaviest flakes fall in section 13a, the medium weight flakes fall in section 13b, and the lightest flakes fall in section 13a. At the bottom of each section 13a to 13c, outlet orifices 14a to 14c lead to a mixing screw 15 which conveys an appropriate composition of flakes from sections 13a to 13e to the suction line 12b. The composition is obtained by corresponding control of the flow rate at the outlet orifices 14a, 14b and 14c of the storage magazines. Line 12b routes the flakes to a granulation device 16 of a type known per se, for example a "Zerglomat" device, with or without a mixer and / or air evacuation.

Les granulés tombent de cet appareil par le conduit 12c dans un silo 17 d'où ils sont acheminés par la conduite 12d vers une extrudeuse 18.The granules fall from this device through line 12c into a silo 17 from where they are conveyed through line 12d to an extruder 18.

La filière de l'extrudeuse est représentée plus en détail sur la figure 2. The extruder die is shown in more detail in Figure 2.

Comme la filière est en grande partie de type classique, seuls les détails nécessaires à la compréhension de l'invention seront décrits. Une fente annulaire circulaire 19 est ménagée entre une enveloppe extérieure 20 de la filière et un noyau 21. Le noyau 21 comporte ungssgre 22 qui le traverse de façon connue pour relier, par une pièce de liaison 23, l'al sage d'un tube qui est extrudé dans la fente 19 avec l'atmosphère environnante ou une source de pression pour créer une surpression. De façon connue en soi, la filière comporte des canaux de chauffage 24 et est reliée à la vis(non représentée) de l'extrudeuse paso 2 un canal d' alimentation 25. As the sector is largely of the conventional type, only the details necessary for understanding the invention will be described. A circular annular slot 19 is formed between an outer casing 20 of the die and a core 21. The core 21 has an ungssgre 22 which passes through it in known manner to connect, by a connecting piece 23, the bore of a tube which is extruded into the slot 19 with the surrounding atmosphere or a source of pressure to create an overpressure. In a manner known per se, the die has heating channels 24 and is connected to the screw (not shown) of the paso 2 extruder, a feed channel 25.

Le noyau 21 de la tette d'extrusion se prolonge par un épaulement 26 dont le contour extérieur correspond à la surface intérieure de la fente 19 à sa sortie. L'épaulement 26 est en matériau à faible frottement, tel que du polyté trafluoroéthylène, afin de diminuer les contraintes qui s'exercent sur la surface interne du tube extrudé par la fente 19. The core 21 of the extrusion plate is extended by a shoulder 26 whose outer contour corresponds to the inner surface of the slot 19 at its outlet. The shoulder 26 is made of a material with low friction, such as polyfluoroethylene, in order to reduce the stresses which are exerted on the internal surface of the tube extruded by the slot 19.

Le tube extrudé passe dans un appareil de gabarit 27 qui fait suite à l'ex- trudeuse 1 S pour conférer à la surface extérieure du tube un fini de surface acceptable et surtout pour contrôler les rétractions qui se produisent au refroidissement du tube. The extruded tube passes through a gauge apparatus 27 which follows the 1S extruder to impart an acceptable surface finish to the exterior surface of the tube and most importantly to control the shrinkage that occurs upon cooling of the tube.

Le gabarit est représenté plus en détail sur les figures 3 à 6. Comme il ressort des figures 3 et 4, l'appareil comprend un cylindre creux comportant des surfaces chanfreinées planes 28 qui s'étendent dans le sens de sa longueur. Des rainures annulaires 29 sont ménagées dans la paroi intérieure du cylindre et définissent des passages pour un liquide de refroidissement. Les passages sont en contact avec ltextrudat qui traverse l'appareil de gauche à droite sur les figures 3 et 5. A l'extremité d'entrée dp cylindre, les rainures 29 sont relative ment étroites et rapprochées les unes des autres. Ce premier jeu de rainures est suivi par un deuxième jeu dont les rainures sont plus larges et plus espacées. The template is shown in more detail in Figures 3 to 6. As is apparent from Figures 3 and 4, the apparatus comprises a hollow cylinder having planar chamfered surfaces 28 which extend in the direction of its length. Annular grooves 29 are formed in the inner wall of the cylinder and define passages for a coolant. The passages are in contact with the extrudate which passes through the apparatus from left to right in FIGS. 3 and 5. At the entry end of the cylinder, the grooves 29 are relatively narrow and close to one another. This first set of grooves is followed by a second set whose grooves are wider and more spaced.

Un dernier jeu de rainures encore plus larges et plus espacées occupe le reste du cylindre. A l'entrée du cylindre sont disposées deux rangées annulaires de troue 30 oui coopérent avec le premier jeu de rainures de refroidissement pour amener un liquide de refroidissement afin de diminuer les contraintes dans l'extrudat et de lui conférer le fini de surface voulu. Comme il ressort de la figure 5, l'épaisseur de la paroi du cylindre augmente en direction de son extrémité aval de sorte que l'alésage du cylindre décroit progressivement d'un diamètre B à l'entrée du cylindre à un diamètre A à la sortie pour contrdler la rétraction du matériau de l'extrudat.A final set of even wider and more spaced grooves occupies the rest of the cylinder. At the inlet of the cylinder are arranged two annular rows of holes 30 which cooperate with the first set of cooling grooves to supply a coolant in order to reduce the stresses in the extrudate and to give it the desired surface finish. As can be seen from FIG. 5, the thickness of the wall of the cylinder increases towards its downstream end so that the bore of the cylinder decreases progressively from a diameter B at the inlet of the cylinder to a diameter A at the outlet to control the shrinkage of the extrudate material.

Comme indiqué plus haut, une surpression peut être maintenue à l'intérieur de l'alésage du tube extrudé nar la pièce de liaison 23. Dans ce cas, il existe également une surpression dans le tube extrudé à l'intérieur du gabarit 27. Le liquide de refroidissement utilisé dans le gabarit 27 est avantageusement de l'eau. As indicated above, an overpressure can be maintained inside the bore of the extruded tube nar the connecting piece 23. In this case, there is also an overpressure in the extruded tube inside the template 27. The coolant used in the template 27 is advantageously water.

A la suite du gabarit 27 est monté un dispositif d'extraction 31 qui est constitué par deux bandes sans fin, en contact avec le tube extrudé pour le guider et/ou l'extraire du gabarit 27. La relation de vitesse et autres paramètres entre le dispositif de traction 31 et le gabarit 27 dépend du matériau extrudé. Toutefois, en règle générale, il n'est pis exercé de contre-nression sur le tube car une telle contre-pression pourrait nuire aux opérations d'extrusion et de calibraMge.  Following the template 27 is mounted an extraction device 31 which is constituted by two endless bands, in contact with the extruded tube to guide and / or extract it from the template 27. The speed relationship and other parameters between the traction device 31 and the template 27 depend on the extruded material. However, as a general rule, no negative pressure is exerted on the tube because such a back pressure could harm the extrusion and calibration operations.

Enfin, l'installation comporte un dispositif de coupe 32, dans lequel le tube extrudé est coupé en sections de longueur voulue, puis les sections de tube sort empilées sur des palettes 33 pour être transportées et évacuées. Finally, the installation comprises a cutting device 32, in which the extruded tube is cut into sections of desired length, then the sections of tube come out stacked on pallets 33 to be transported and evacuated.

Une telle installation est extrêmement souple. il suffit de changer la filière pour obtenir des manchons de diamètres différents. il s'agit là d'un avantage important car les diamètres des moyeux varient considérablement d'un client à l'autre et d'une application à l'autre. Such an installation is extremely flexible. just change the die to get sleeves of different diameters. this is an important advantage because the diameters of the hubs vary considerably from one customer to another and from one application to another.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention.  Of course, the invention is in no way limited to the example described and shown, it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art, depending on the applications envisaged and without departing from it within the scope of the 'invention.

Claims (15)

REV3lTICATIOMSREV3lTICATIOMS 1. Produit moulé par injection ou extrusion caractérisé en ce qu'il est constitué par un matériau homogénéisé et granulé composé essentiellement de 40 à 80 , en poids d'une ou plusieurs polyoléfines et de 60 à 20 ,c en poids de matériau cellulosique, avec éventuellement jusqu'à 5 Ci en poids de métal. 1. Product molded by injection or extrusion, characterized in that it consists of a homogenized and granulated material composed essentially of 40 to 80, by weight of one or more polyolefins and from 60 to 20, c by weight of cellulosic material, possibly with up to 5 Ci by weight of metal. 2. Produit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau granulé comprend de 60 à 80 < en poids de polyoléfine (s). 2. Product according to claim 1, characterized in that the granulated material comprises from 60 to 80 <by weight of polyolefin (s). 3. Produit suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la polyolé- fine est constituée essentiellement par du polyéthylène. 3. Product according to claim 1 or 2, characterized in that the polyolefin consists essentially of polyethylene. 4. Produit suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le polyéthylène est un polyéthylène de faible densité. 4. Product according to claim 3, characterized in that the polyethylene is a low density polyethylene. 5. Produit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le matériau cellulosique est du papier et/ou du carton. 5. Product according to any one of claims 1 to 4 characterized in that the cellulosic material is paper and / or cardboard. 6. Produit suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau granulé renferme jusqu'à 5 ffi de métal en feuille. 6. Product according to one of claims 1 to 5, characterized in that the granulated material contains up to 5 ffi of sheet metal. 7. Produit suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le métal en feuille est de l'aluminium. 7. Product according to claim 6, characterized in that the sheet metal is aluminum. 8. Produit suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau granulé est constitué par des déchets. 8. Product according to one of claims 1 to 7, characterized in that the granulated material consists of waste. 9. Produit suivant la revendication 8 caractérisé en ce que les déchets sont des chutes de matériau d'emballage. 9. Product according to claim 8 characterized in that the waste is scraps of packaging material. 10. Produit suivant la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que les déchets sont homogénéisés et granulés sans séparation de la matière plastique et de la matière cellulosique. 10. Product according to claim 8 or claim 9, characterized in that the waste is homogenized and granulated without separation of the plastic material and the cellulosic material. 11. Produit suivant l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'il a la forme d'untube.  11. Product according to one of claims 1 to 10 characterized in that it has the form of a tube. 12. Produit suivant la revendication il, caractérisé en ce que le tube obtenu est cylindrique intérieurement et extérieurement. 12. Product according to claim 11, characterized in that the tube obtained is cylindrical internally and externally. 13. Moyeu pour rouleaux de papier caractérisé en ce qu'il est constitué par un produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 13. Hub for paper rolls characterized in that it consists of a product according to any one of claims 1 to 12. 14. Produit suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il est obtenu par extrusion du matériau granulé. 14. Product according to one of claims 1 to 13, characterized in that it is obtained by extrusion of the granulated material. 15. Procédé de fabrication d'un produit selon l'une quelconque des revendi cation 1 à 14, caractérisé en ce qu'on homogénéise et on granule de 40 à 80 ss en poids d'une ou de plusieurs polyoléfines et 60 à 20 /o en poids de matériau cellulosique, avec éventuellenent jusqu'à 5 ss en poids de métal, et on extrude, ou on mo1Zle nar injection le matériau résultant.  15. A method of manufacturing a product according to any one of claims 1 to 14, characterized in that one homogenizes and granulates from 40 to 80 ss by weight of one or more polyolefins and 60 to 20 / o by weight of cellulosic material, possibly with up to 5 s by weight of metal, and the resulting material is extruded or molded by injection.
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