FR3118463A1 - Procédé de fabrication d'un article en verre à partir d'une portion de verre recyclé. - Google Patents
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Abstract
La présente invention porte sur un procédé de fabrication d'un article en verre à partir d'une composition verrière comprenant une portion de verre recyclé et une portion de matières premières vierges pour verre minéral. Figure de l’abrégé : Figure 2
Description
La présente divulgation relève du domaine de la fabrication d'articles en verre, en particulier des articles en verre moulés.
Il est connu de fabriquer des articles de verre en introduisant dans un four verrier des matières premières vierge, du calcin interne, et du calcin externe. Ces procédés permettent de recycler une part importante de verre. Le verre étant potentiellement recyclable à l'infini, ces procédés permettent donc de diminuer les coûts de production et de limiter l'impact environnemental de la fabrication du verre.
Cependant, le verre fabriqué par ces procédés présente une teinte verdâtre qui n'est pas compatible avec une utilisation en tant que flacon pour parfum. En effet l'industrie de la parfumerie souhaite un verre blanc, incolore, transparent et brillant pour mettre en valeur la fragrance contenue dans le flacon.
Pour résoudre ce problème, EP 3 252 021 propose un procédé de fabrication du verre mettant en œuvre une composition intermédiaire destinée à subir une fusion pour être transformée en verre blanc, ladite composition intermédiaire comprenant:
- au moins 15% en masse de calcin externe comprenant, de préférence, au moins 99,9% en masse de débris de verre blanc et mi-blanc ayant, respectivement, un taux de fer entre 200 ppm et 600 ppm et supérieure à 600 ppm,
- du calcin interne comprenant, de préférence, des débris de verre incolore et blanc ayant un taux de fer inférieur ou égal à 200 ppm (exprimé en Fe2O3), et
- un agent de décoloration comprenant, de préférence du cobalt et du sélénium ou de l'erbium.
Les caractéristiques optiques, en particulier la transparence, du verre fabriqué par ce procédé sont présentées comme excellentes mais, pour une utilisation en tant que flacon pour parfum, elles peuvent être encore améliorées.
- au moins 15% en masse de calcin externe comprenant, de préférence, au moins 99,9% en masse de débris de verre blanc et mi-blanc ayant, respectivement, un taux de fer entre 200 ppm et 600 ppm et supérieure à 600 ppm,
- du calcin interne comprenant, de préférence, des débris de verre incolore et blanc ayant un taux de fer inférieur ou égal à 200 ppm (exprimé en Fe2O3), et
- un agent de décoloration comprenant, de préférence du cobalt et du sélénium ou de l'erbium.
Les caractéristiques optiques, en particulier la transparence, du verre fabriqué par ce procédé sont présentées comme excellentes mais, pour une utilisation en tant que flacon pour parfum, elles peuvent être encore améliorées.
Un procédé de fabrication d’un article en verre, en particulier un article en verre moulé, doit répondre à un cahier des charges rigoureux. Il doit permettre d’obtenir de manière reproductible un article en verre qui est mécaniquement résistant et qui ne présente pas de défauts d’aspects (ex : bulles d’air). Il ne doit pas générer de dérives de teinte. Il doit permettre la formation d’un article en verre, à partir de la composition verrière fondue. Différents processus physico-chimiques sont mis en œuvre dans le procédé. Toute modification apportée au procédé risque d’altérer ces processus physico-chimiques, de sorte que le procédé ne réponde plus au cahier des charges.
Problème technique
Il existe donc un besoin pour un procédé de fabrication, à partir de calcin externe, d’un verre blanc, incolore, transparent, brillant et compatible avec une utilisation par l'industrie de la cosmétique et de la parfumerie, ledit procédé répondant par ailleurs au cahier des charges mentionné ci-dessus.
Il est ainsi du mérite des inventeurs d'avoir trouvé qu'il était possible de répondre à ce besoin en contrôlant le taux de fer dans la portion de matières premières vierges mise en œuvre dans la fabrication de l'article en verre.
Résumé
Un premier aspect de l'invention est un procédé de fabrication d’un article en verre, en particulier un article en verre moulé, à partir d’une composition verrière, ledit procédé comprenant :
- l’introduction de la composition verrière dans un four verrier, la composition verrière comprenant une portion de verre recyclé minéral et une portion de matières premières vierges pour verre minéral;
- la fonte de la composition verrière dans le four verrier pour obtenir un verre fondu;
- la mise en forme du verre fondu pour obtenir l’article en verre ;
caractérisé en ce que la portion de matières premières vierges pour verre minéral comprend un taux de fer inférieur ou égal à 160 ppm, de préférence inférieur ou égal à 150 ppm, 140 ppm, 130 ppm ou 120 ppm.
- l’introduction de la composition verrière dans un four verrier, la composition verrière comprenant une portion de verre recyclé minéral et une portion de matières premières vierges pour verre minéral;
- la fonte de la composition verrière dans le four verrier pour obtenir un verre fondu;
- la mise en forme du verre fondu pour obtenir l’article en verre ;
caractérisé en ce que la portion de matières premières vierges pour verre minéral comprend un taux de fer inférieur ou égal à 160 ppm, de préférence inférieur ou égal à 150 ppm, 140 ppm, 130 ppm ou 120 ppm.
De façon avantageuse, le procédé de l'invention permet de fabriquer, à partir de calcin externe, un article en verre qui soit blanc, incolore, transparent, brillant et qui soit compatible avec une utilisation, par exemple, en tant que flacon pour parfum ou pot pour un produit cosmétique.
Sans être liés par aucune théorie, les inventeurs sont d'avis que la valeur maximale du taux de fer de la portion de matières premières vierges indiquée ci-dessus permet de maintenir un taux de fer dans l'article en verre fabriqué inférieure à 250 ppm, valeur limite au-dessus de laquelle les inventeurs ont noté qu'apparait la teinte verdâtre du verre.
De manière inattendue, les inventeurs ont également observé que ce choix particulier de matière première vierge ne perturbe pas le procédé, notamment l’étape de formage ou les dérives de teinte, et n’entraîne pas d’altérations dans le produit final, comme les défauts d’aspect ou une faible résistance mécanique du flacon.
En outre, par rapport à un procédé mettant en œuvre uniquement des matières premières vierges sans verre recyclé, le procédé de l'invention présente une empreinte carbone plus faible car il permet de consommer moins de ressources minérales et est avantageusement moins énergivore. En effet la fusion de la portion de verre recyclé est moins énergivore et moins émettrice de CO2que la fusion de la portion des matières premières vierges. Typiquement, le gain énergétique est de 2,5% par tranche de 10% de portion de verre recyclé minéral, le gain de CO2est de 580 kg par tonne de portion de verre recyclé minéral et le gain en matières premières vierges est de 1,2 tonne par tonne de portion de verre recyclé minéral.
Le procédé de l’invention a donc un impact environnement réduit,i.e.il contribue à limiter l’épuisement des ressources minérales, à réduire l’impact carbone de l’article en verre fabriqué et est engagé dans l’économie circulaire via une valorisation des déchets.
Le procédé de l’invention participe avantageusement à l’économie circulaire car il permet de valoriser tous types de verre, par exemple :
- le verre dit ménager déposé par les habitants dans les conteneurs situés à proximité de leur domicile, ou enlevés par un service de collecte spécifique en porte-à-porte,
- le verre issu des cafés, hôtels et restaurants collecté grâce aux conteneurs spécifiques appelés tonnelets,
- le verre dit « creux industriel » ou flaconnage provenant de rebuts industriels des producteurs verriers, embouteilleurs et distributeurs.
Plus particulièrement le procédé de l’invention permet de valoriser un déchet spécifique au flaconnage non pollué et de recycler du verre blanc premium qui aurait été moins valorisé dans le filière de recyclage classique.
- le verre dit ménager déposé par les habitants dans les conteneurs situés à proximité de leur domicile, ou enlevés par un service de collecte spécifique en porte-à-porte,
- le verre issu des cafés, hôtels et restaurants collecté grâce aux conteneurs spécifiques appelés tonnelets,
- le verre dit « creux industriel » ou flaconnage provenant de rebuts industriels des producteurs verriers, embouteilleurs et distributeurs.
Plus particulièrement le procédé de l’invention permet de valoriser un déchet spécifique au flaconnage non pollué et de recycler du verre blanc premium qui aurait été moins valorisé dans le filière de recyclage classique.
Selon un autre aspect, il est proposé une composition verrière pour la fabrication d’un article en verre, en particulier un article en verre moulé, comprenant une portion de verre recyclé minéral et une portion de matières premières vierges pour verre minéral, caractérisée en ce que la portion de matières premières vierges pour verre minéral comprend un taux de fer inférieur à 160 ppm, de préférence inférieur ou égal à 150 ppm, 140 ppm, 130 ppm ou 120 ppm.
Selon un autre aspect, il est proposé un article en verre, en particulier un article en verre moulé, susceptible d’être fabriqué selon le procédé selon l'invention.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Un premier aspect de l'invention est un procédé de fabrication d’un article en verre, en particulier un article en verre moulé, à partir d’une composition verrière, ledit procédé comprenant :
- l’introduction de la composition verrière dans un four verrier, la composition verrière comprenant une portion de verre recyclé minéral et une portion de matières premières vierges pour verre minéral;
- la fonte de la composition verrière dans le four verrier pour obtenir un verre fondu;
- la mise en forme du verre fondu pour obtenir l’article en verre ;
caractérisé en ce que la portion de matières premières vierges pour verre minéral comprend un taux de fer inférieur ou égal à 160 ppm, de préférence inférieur ou égal à 150 ppm, 140 ppm, 130 ppm ou 120 ppm.
- l’introduction de la composition verrière dans un four verrier, la composition verrière comprenant une portion de verre recyclé minéral et une portion de matières premières vierges pour verre minéral;
- la fonte de la composition verrière dans le four verrier pour obtenir un verre fondu;
- la mise en forme du verre fondu pour obtenir l’article en verre ;
caractérisé en ce que la portion de matières premières vierges pour verre minéral comprend un taux de fer inférieur ou égal à 160 ppm, de préférence inférieur ou égal à 150 ppm, 140 ppm, 130 ppm ou 120 ppm.
Sauf mention contraire, il est fait référence à des ppm (partie par million) en poids.
Au sens de la présente demande, "composition verrière" désigne un mélange solide, pulvérulent et vitrifiable entrant dans la composition d'un article en verre et destiné à être porté à sa température de fusion pour faire passer ledit mélange de l'état pulvérulent à un état liquide en vue de la fabrication de l'article en verre.
Au sens de la présente demande, "article en verre moulé" désigne un article en verre fabriqué par soufflage, pressage ou une combinaison de ces deux techniques et à l’aide d’un moule. Par exemple l’article en verre moulé peut être creux tel qu’un récipient ou plein tel qu’un bouchon ou un cabochon. Typiquement le récipient peut présenter un col étroit tel qu’un flacon, une bouteille, une ampoule, une carafe ou une bonbonne. Le récipient peut alternativement présenter un col large tel qu’un pot ou un bocal. Selon un mode réalisation, le récipient peut être un flacon pour parfum ou un pot pour un produit cosmétique.
Au sens de la présente demande, "matières premières vierges" désigne les matières qui sont la base du verre sodo-calcique, du verre borosilicaté ou du verre opale. Typiquement ces matières peuvent être choisies parmi la silice, le carbonate de sodium, le carbonate de calcium (aussi appelé calcaire), le carbonate de baryum, l'alumine hydratée, le sulfate de sodium et leurs mélanges, en particulier leurs mélanges.
Typiquement, la part des matières premières vierges dans la composition verrière peut être comprise entre 30% et 80% en poids, en particulier entre 40% et 75% en poids, plus particulièrement entre 55% et 75% en poids, entre 65% et 75% en poids ou entre 40% et 65% en poids. Elle peut, par exemple, être égale à 40%, 45%, 50%, 53%, 55%, 58%, 60%, 65%, 70%, 71%, 72% ou 75% en poids.
En contrôlant le taux de fer de la portion de matières premières végétales, le procédé de l'invention permet de fabriquer un article en verre comprenant jusqu'à 50% de verre recyclé minéral sans avoir à réaliser les étapes longues et compliquées de tri et de sélection du verre recyclé minéral en fonction de son taux de fer.
Au sens de la présente demande, "verre recyclé minéral" désigne le calcin externe,i.e.du verre usagé typiquement collecté, en vue de son recyclage, par le biais de filières de collecte. La portion de verre recyclé minéral peut comprendre du verre recyclé minéral post-consommateur, du verre recyclé minéral pré-consommateur ou leur mélange. Le verre recyclé minéral ne comprend pas le calcin interne tel que défini ci-dessous.
Selon un mode de réalisation, la portion de verre recyclé minéral peut comprendre du verre de bouteille recyclé post-consommateur, du verre de bouteille recyclé pré-consommateur ou leur mélange.
Selon un mode de réalisation, la portion de verre recyclé minéral peut comprendre du verre de flacon recyclé post-consommateur, du verre de flacon recyclé pré-consommateur ou leur mélange.
Au sens de la présente demande, "verre recyclé minéral post-consommateur" désigne le calcin externe généré par l'utilisateur final du produit incluant la chaine de distribution en accord avec la norme ISO 14021 (juillet 2016).
Au sens de la présente demande, "verre recyclé minéral pré-consommateur" désigne, en accord avec la norme ISO 14021 (juillet 2016), le verre ou calcin détourné du flux de déchet pendant une étape de fabrication tel que l’étape de décor ou l’étape de conditionnement. Est exclu la réutilisation de verre ou calcin tel que ceux issus du retraitement du rebroyage, ou les résidus générés pendant un procédé donné et pouvant être récupérés (pour valorisation) au sein de ce même procédé qui les a générés.
Indépendamment l’un de l’autre, le verre recyclé minéral post-consommateur et le verre recyclé minéral pré-consommateur peuvent notamment être du verre sodocalcique tel que du verre d’un article en verre moulé tel que défini ci-dessus, du verre de panneau solaire, du verre ménager, du verre automobile ou leurs mélanges, en particulier du verre moulé.
Typiquement, la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 5% et 20% en poids, plus particulièrement entre 7% et 20% en poids. Elle peut, par exemple, être égale à 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19% ou 20% en poids.
Selon un premier mode de réalisation très particulier, la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 8% et 10,5% en poids.
Selon un second mode de réalisation très particulier, la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 10,5% et 20% en poids.
Le taux de fer de la portion de verre recyclé minéral peut, par exemple, être inférieur ou égal à 600 ppm, de préférence inférieur ou égal à 550 ppm, 500 ppm, 450 ppm ou 400 ppm.
Le taux de fer de la portion de matières premières vierges et le taux de fer de la portion de verre recyclé minéral peuvent être déterminés par spectroscopie par fluorescence aux rayons X. La spectroscopie par fluorescence aux rayons X est une méthode d'analyse connue de l'homme du métier, il saura l'adapter pour déterminer le taux de fer de la portion de matières premières vierges et le taux de fer de la portion de verre recyclé minéral. Typiquement cette méthode d'analyse peut être réalisée sur un échantillon de chaque élément de la portion de verre recyclé minéral pris séparément, sur un échantillon d'un mélange d'éléments de la portion de verre recyclé minéral ou sur au moins un élément pris séparément et sur un mélange des autres éléments de la portion de verre recyclé. Cette méthode d'analyse est également typiquement réalisée sur un échantillon de chaque matière de la portion de matières premières vierges, sur un échantillon d'un mélange de matières de la portion de matières premières vierges, ou sur au moins une matière prise séparément et sur un mélange des autres matières de la portion de matières premières vierges, en particulier sur un échantillon de chaque matière de la portion de matières premières vierges.
De façon avantageuse, avoir un taux de fer de la portion de matières premières vierges et un taux de fer de la portion de verre recyclé minéral dans les plages de valeur mentionnées ci-dessus permet de fabriquer un article en verre dont la transparence est compatible avec une utilisation en tant que flacon pour parfum. De plus cela permet avantageusement d'éviter des pollutions.
En outre, avoir un taux de fer de la portion de verre recyclé minéral dans les plages de valeur mentionnées ci-dessus et/ou une part de verre recyclé minéral dans les plages de valeur mentionnées ci-dessus facilite avantageusement le maintien du taux de fer dans l'article en verre inférieur à une valeur inférieure à 250 ppm, valeur limite au-dessus de laquelle les inventeurs ont noté qu'apparait la teinte verdâtre du verre.
Au cours de l'étape d'introduction, le taux recyclé introduit dans le four verrier peut être compris entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 8% et 25% en poids, plus particulièrement entre 8% et 21% en poids.
Selon un premier mode de réalisation très particulier, le taux recycle introduit dans la composition verrière peut être comprise entre 10% et 15% en poids.
Selon un second mode de réalisation très particulier, le taux recyclé introduit dans le four verrier peut être compris entre 15% et 25% en poids.
Au sens de la présente demande, "taux recyclé introduit" désigne le rapport entre la masse de la portion de verre recyclé minéral de la composition verrière et la masse de verre fondu obtenu lors de l'étape de fonte.
De façon avantageuse, avoir un taux recyclé introduit dans les plages ci-dessous permet de faciliter le maintien du taux de fer dans l'article en verre inférieur à la valeur de 250 ppm, valeur limite au-dessus de laquelle les inventeurs ont noté qu'apparaissait la teinte verdâtre du verre.
La composition verrière peut en outre comprendre du calcin interne.
Au sens de la présente demande, "calcin interne" désigne les rebuts générés par un procédé de fabrication d'articles en verre, en particulier article en verre moulé, mis en œuvre sur le même site industriel, lesdits articles en verre pouvant présenter un défaut d'aspect, des bulles d'air, une teinte colorée et/ou une fragilité mécanique.
De façon avantageuse, la mise en œuvre du calcin interne permet d'augmenter la teneur en verre recyclé, et donc de diminuer la teneur en matières premières vierges, dans la composition verrière de l'invention. Ainsi la consommation en ressource minérale par le procédé de l'invention est réduite.
La part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 20% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 50% en poids, plus particulièrement entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement encore entre 26% et 37% en poids. Elle peut, par exemple, être égale à 20%, 25%, 26%, 30%, 35%, 37%, 40%, 45% ou 50% en poids.
Selon un premier mode de réalisation particulier :
la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 7% et 15% en poids, plus particulièrement entre 8% et 10,5% en poids,
la part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 25% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement entre 26% et 37% en poids, et
la somme des deux parts peut être comprise entre 20% et 70% en poids, en particulier entre 30% et 55% en poids, plus particulièrement entre 35% et 47% en poids.
la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 7% et 15% en poids, plus particulièrement entre 8% et 10,5% en poids,
la part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 25% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement entre 26% et 37% en poids, et
la somme des deux parts peut être comprise entre 20% et 70% en poids, en particulier entre 30% et 55% en poids, plus particulièrement entre 35% et 47% en poids.
Selon un premier mode de réalisation très particulier :
la part des matières premières vierges dans la composition verrière peut être comprise entre 30% et 80% en poids, en particulier entre 40% et 75% en poids, plus particulièrement entre 40% et 65% en poids,
la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 7% et 15% en poids, plus particulièrement entre 8% et 10,5% en poids,
la part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 25% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement entre 26% et 37% en poids, et
la somme de la part de verre recyclé minéral et de la part de calcin interne peut être comprise entre 20% et 70% en poids, en particulier entre 30% et 55% en poids, plus particulièrement entre 35% et 47% en poids.
la part des matières premières vierges dans la composition verrière peut être comprise entre 30% et 80% en poids, en particulier entre 40% et 75% en poids, plus particulièrement entre 40% et 65% en poids,
la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 7% et 15% en poids, plus particulièrement entre 8% et 10,5% en poids,
la part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 25% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement entre 26% et 37% en poids, et
la somme de la part de verre recyclé minéral et de la part de calcin interne peut être comprise entre 20% et 70% en poids, en particulier entre 30% et 55% en poids, plus particulièrement entre 35% et 47% en poids.
Selon un second mode de réalisation particulier :
la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 5% et 20% en poids, plus particulièrement entre 10,5% et 20% en poids,
la part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 25% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement entre 26% et 37% en poids, et
la somme des deux parts peut être comprise entre 20% et 70% en poids, en particulier entre 30% et 55% en poids, plus particulièrement entre 35% et 47% en poids.
la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 5% et 20% en poids, plus particulièrement entre 10,5% et 20% en poids,
la part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 25% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement entre 26% et 37% en poids, et
la somme des deux parts peut être comprise entre 20% et 70% en poids, en particulier entre 30% et 55% en poids, plus particulièrement entre 35% et 47% en poids.
Selon un second mode de réalisation très particulier :
la part des matières premières vierges dans la composition verrière peut être comprise entre 30% et 80% en poids, en particulier entre 40% et 75% en poids, plus particulièrement entre 40% et 65% en poids,
la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 5% et 20% en poids, plus particulièrement entre la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 10,5% et 20% en poids,
la part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 25% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement entre 26% et 37% en poids, et
la somme de la part de verre recyclé minéral et de la part de calcin interne peut être comprise entre 20% et 70% en poids, en particulier entre 30% et 55% en poids, plus particulièrement entre 35% et 47% en poids.
la part des matières premières vierges dans la composition verrière peut être comprise entre 30% et 80% en poids, en particulier entre 40% et 75% en poids, plus particulièrement entre 40% et 65% en poids,
la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 5% et 35% en poids, en particulier entre 5% et 20% en poids, plus particulièrement entre la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière peut être comprise entre 10,5% et 20% en poids,
la part de calcin interne dans la composition verrière peut être comprise entre 25% et 50% en poids, en particulier entre 25% et 40% en poids, plus particulièrement entre 26% et 37% en poids, et
la somme de la part de verre recyclé minéral et de la part de calcin interne peut être comprise entre 20% et 70% en poids, en particulier entre 30% et 55% en poids, plus particulièrement entre 35% et 47% en poids.
La composition verrière peut comprendre en outre un agent de décoloration.
Au sens de la présente demande, "agent de décoloration" désigne un agent pulvérulent qui modifie les propriétés optiques du verre, en particulier sa teinte dans des conditions d'éclairage et d'observation données.
L'agent de décoloration peut être choisi parmi l'oxyde de cobalt, l'oxyde de cérium, l'oxyde d'erbium, l'oxyde de néodyme, l'oxyde de sélénium et leurs mélanges, en particulier l'oxyde de cérium, l'oxyde d'erbium, l'oxyde de néodyme et leurs mélanges, plus particulièrement être un mélange d'oxyde de cérium, d'oxyde d'erbium et éventuellement d'oxyde de néodyme.
De façon avantageuse, l'oxyde de cérium facilite la fabrication d'un article en verre le plus incolore possible en oxydant le fer présent dans la composition verrière à son plus haut niveau d'oxydation. L'oxyde d'erbium, l'oxyde de sélénium et l'oxyde de néodyme permettent avantageusement d'éviter que le verre ne présente une teinte rosâtre.
Selon un mode de réalisation spécifique, l'agent de décoloration est dépourvu d'oxyde cobalt, d'oxyde de sélénium ou les deux. En effet, l'oxyde de sélénium peut être instable dans les conditions opératoires de l'étape de fonte dans le four verrier et donner à l'article en verre une teinte jaune non désirée.
La composition verrière peut comprendre, par rapport à la portion de matières premières vierges, entre 500 ppm et 3000 ppm d'agent de décoloration.
L'étape d'introduction de la composition verrière dans le four verrier du procédé de l'invention peut être réalisée par toutes techniques connues de l'homme du métier comme, par exemple, à l'aide d'une trémie d'enfournement.
Le four verrier peut être tout type de four capable de réaliser l'étape de fonte du procédé de l'invention,i.e.de porter la composition verrière à sa température de fusion pour obtenir le verre fondu.
Selon un mode de réalisation, le four verrier peut être un four continu, comme par exemple un four à bassin alimenté en continu en composition verrière en amont de sorte à obtenir en aval de manière continue le verre fondu.
L'étape de mise en forme du verre fondu pour obtenir l’article en verre peut, par exemple, être réalisée par tout procédé verrier classique utilisant un moule tel que le soufflage, le pressage et leur combinaison.
Le verre fondu obtenu à l'issue de l'étape de fonte peut ne pas présenter les caractéristiques adéquates lui permettant de subir l'étape de mise en forme. Dans le procédé selon l'invention, le verre fondu qui ne présente pas les caractéristiques adéquates pour subir l'étape de mise en forme peut être recyclé en tant que calcin interne. De façon avantageuse, cela permet de valoriser un déchet du procédé de l'invention. Cela permet également de maintenir le taux de fer de l'article en verre fabriqué en dessous de 250 ppm, valeur limite au-dessus de laquelle les inventeurs ont noté qu'apparaissait la teinte verdâtre du verre.
Ainsi, selon un mode de réalisation, une partie du verre fondu obtenu à l'issu de l'étape de fonte peut subir une étape de recyclage en tant que calcin interne de la composition verrière. Par exemple, moins de 50% en poids, en particulier de 30% à 40% en poids, de verre fondu obtenu à l'issu de l'étape de fonte peut subir cette étape de recyclage.
Un aspect de l'invention est une composition verrière pour la fabrication d’un article en verre, en particulier un article en verre moulé, comprenant une portion de verre recyclé minéral et une portion de matières premières vierges pour verre minéral, caractérisée en ce que la portion de matières premières vierges pour verre minéral comprend un taux de fer inférieur à 160 ppm, de préférence inférieur ou égal à 150 ppm, 140 ppm, 130 ppm ou 120 ppm.
La composition verrière de cet aspect de l'invention est telle que décrite ci-dessus en lien avec le procédé de l'invention.
Le procédé de l'invention permet de fabriquer un article en verre.
Un autre aspect de l'invention est donc un article en verre, en particulier un article en verre moulé, susceptible d’être fabriqué selon le procédé de l'invention.
L'article en verre peut, par exemple, être réalisé en un verre de silice, en particulier un verre sodo-calcique ou un verre borosilicate.
L'article en verre peut comprendre un taux de verre recyclé contenu est inférieur à 50% en poids, en particulier compris entre 10% et 30% poids. Par exemple, le taux de verre recyclé contenu peut être égal à 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20% en poids. Au sens de la présente demande, "taux de verre recyclé contenu" désigne le rapport entre la masse de la portion de verre recyclé minéral de l'article de verre et la masse de verre fabriqué par le procédé de l'invention qui sera emballé.
L'article en verre peut en outre comprendre un taux de verre recyclé PCR contenu est inférieur à 40% en poids, en particulier compris entre 10% et 30% en poids. Par exemple le taux de verre recyclé PCR contenu peut être égal à 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20% en poids. Au sens de la présente demande, "taux de verre recyclé PCR contenu" désigne le rapport entre la masse de la portion de verre recyclé minéral post-consommateur de l'article de verre et la masse d'article en verre fabriqué par le procédé de l'invention qui sera emballé.
L'article en verre peut comprendre un taux de fer inférieur à 250 ppm, en particulier inférieur à 240 ppm, 230 ppm, 220 ppm, 210 ppm, 200 ppm ou 190 ppm.
Avec un tel taux de fer, l'article en verre est avantageusement compatible avec une utilisation par l'industrie de la cosmétique et de la parfumerie. En particulier l'article de verre est blanc, incolore et transparent. Il peut en outre être brillant.
L’article en verre selon l’invention peut présenter une forme simple ou complexe.
Typiquement l'article en verre est un article en verre moulé tel que défini ci-dessus.
Exemples
Des articles en verre sont fabriqués à partir des quatre compositions verrières selon l'invention indiquées dans le Tableau 1.
Le verre recyclé est du calcin externe comprenant plus de 99,9% en poids en verre de flaconnage extra blanc ou du calcin externe comprenant un taux de fer de 500 ppm.
Les matières premières vierges comprennent du sable humide, du carbonate de sodium, du calcaire, de l'alumine hydratée, du carbonate de baryum, du sulfate de sodium. Leur taux de fer est de 130 ppm.
Le calcin interne est dédié à un four,i.e.il provient du four dans lequel la composition verrière est fondue.
Le verre recyclé est du calcin externe comprenant plus de 99,9% en poids en verre de flaconnage extra blanc ou du calcin externe comprenant un taux de fer de 500 ppm.
Les matières premières vierges comprennent du sable humide, du carbonate de sodium, du calcaire, de l'alumine hydratée, du carbonate de baryum, du sulfate de sodium. Leur taux de fer est de 130 ppm.
Le calcin interne est dédié à un four,i.e.il provient du four dans lequel la composition verrière est fondue.
| Eléments introduits dans le four |
Composition verrière 1 |
Composition verrière 2 |
Composition verrière 3 |
Composition verrière 4 |
| Verre recyclé | 8,98% (10 kg) |
9,89% (11 kg) |
10,06% (11 kg) |
19,21% (21 kg) |
| Calcin interne | 26,93% (30 kg) |
26,98% (30 kg) |
36,60% (40 kg) |
27,45% (30 kg) |
| Matières premières vierges |
64,09% (71,4 kg) |
63,13% (70,2 kg) |
53,34% (58,3 kg) |
53,34% (58,3 kg) |
| Agent de décoloration | 1500 ppm | 1700 ppm | 2000 ppm | 3000 ppm |
| % en poids calculé par rapport à la masse totale introduite dans le four ppm en poids exprimé par rapport aux matières premières vierges |
Sur les 100 kg de verre fondu obtenu par la composition verrière 1, 30 kg sont réutilisé en tant que calcin interne et 70 kg sont mis en forme. L'article en verre fabriqué à partir de la composition verrière 1 présente un taux de verre recyclé contenu de 14% et un taux recyclé introduit de 10%.
De plus, la composition verrière 1 permet un gain de 10% de matières vierges et un gain 3,3% d’empreinte carbone par rapport à du verre classique.
De plus, la composition verrière 1 permet un gain de 10% de matières vierges et un gain 3,3% d’empreinte carbone par rapport à du verre classique.
Sur les 100 kg de verre fondu obtenu par la composition verrière 2, 30 kg sont réutilisé en tant que calcin interne et 70 kg sont mis en forme. L'article en verre fabriqué à partir de la composition verrière 2 présente un taux de fer de 192 ppm, un taux de verre recyclé contenu de 15%, un taux de verre recyclé PCR de 15% et un taux recyclé introduit de 11%.
De plus, la composition verrière 2 permet un gain de 11% de matières première vierges, un gain 3% d’empreinte carbone par rapport à du verre classique (580 kg de CO2 pour une tonne de matières premières vierges évitées) et un gain de 2,5% d’énergie pour 10% de matières premières vierges évitées.
De plus, la composition verrière 2 permet un gain de 11% de matières première vierges, un gain 3% d’empreinte carbone par rapport à du verre classique (580 kg de CO2 pour une tonne de matières premières vierges évitées) et un gain de 2,5% d’énergie pour 10% de matières premières vierges évitées.
Sur les 100 kg de verre fondu obtenu par la composition verrière 3, 40 kg sont réutilisé en tant que calcin interne et 60 kg sont mis en forme. L'article en verre fabriqué à partir de la composition verrière 3 présente un taux de fer de 199 ppm, un taux de verre recyclé contenu de 18%, un taux de verre recyclé PCR de 18% et un taux recyclé introduit de 11%.
Sur les 100 kg de verre fondu obtenu par la composition verrière 4, 30 kg sont réutilisé en tant que calcin interne et 70 kg sont mis en forme. L'article en verre fabriqué à partir de la composition verrière 4 présente un taux de verre recyclé contenu de 30%, un taux de verre recyclé PCR de 30% et un taux recyclé introduit de 21%.
Tous les articles en verres fabriqués à partir des compositions verrières selon l'invention comprennent une teneur en matériau recyclé (verre recyclé et calcin interne) élevé comprise entre 35% et 47% en poids.
De plus, tous les articles en verre fabriqués à partir des compositions verrières selon l'invention présentent un taux de fer inférieur à 250 ppm. Ils présentent donc des caractéristiques optiques et colorimétriques remarquables (transparence et brillance).
En outre, les compositions verrières selon l’invention permettent une mise en forme complexe des articles en verre et une marche en continu du four.
Claims (23)
- Procédé de fabrication d’un article en verre à partir d’une composition verrière, ledit procédé comprenant :
- l’introduction de la composition verrière dans un four verrier, la composition verrière comprenant une portion de verre recyclé minéral et une portion de matières premières vierges pour verre minéral;
- la fonte de la composition verrière dans le four verrier pour obtenir un verre fondu;
- la mise en forme du verre fondu pour obtenir l’article en verre ;
caractérisé en ce que la portion de matières premières vierges pour verre minéral comprend un taux de fer inférieur ou égal à 160 ppm. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de verre recyclé minéral comprend du verre recyclé post-consommateur, du verre recyclé pré-consommateur ou leur mélange.
- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la part des matières premières vierges dans la composition verrière est comprise entre 30% et 80% en poids.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière est comprise entre 5% et 35% en poids.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le taux recyclé introduit dans le four verrier est compris entre 5% et 35% en poids.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la composition verrière comprend en outre du calcin interne.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la part de calcin interne dans la composition verrière est comprise entre 20% et 50% en poids.
- Procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la composition comprend en outre un agent de décoloration, notamment choisi parmi l'oxyde de cobalt, l'oxyde de cérium, l'oxyde d'erbium, l'oxyde de néodyme, l'oxyde de sélénium et leurs mélanges.
- Procédé selon la revendication 8 dans lequel la composition comprend, par rapport à la portion de matières premières vierge, entre 500 ppm et 3000 ppm d'agent de décoloration.
- Composition verrière pour la fabrication d’un article en verre comprenant une portion de verre recyclé minéral et une portion de matières premières vierges pour verre minéral, caractérisée en ce que la portion de matières premières vierges pour verre minéral comprend un taux de fer inférieur à 160 ppm.
- Composition selon la revendication 10, caractérisé en ce que la portion de verre recyclé minéral comprend du verre recyclé post-consommateur, du verre recyclé pré-consommateur ou leur mélange.
- Composition selon les revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la part des matières premières vierges dans la composition verrière est comprise entre 30% et 80% en poids.
- Composition selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la part de verre recyclé minéral dans la composition verrière est comprise entre 5% et 35% en poids.
- Composition selon l’une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu’elle comprend en outre du calcin interne.
- Composition selon l’une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que la part de calcin interne dans la composition verrière est comprise entre 20% et 50% en poids.
- Composition selon l'une quelconques des revendications 10 à 15, caractérisé en ce qu’elle comprend en outre un agent de décoloration, choisi notamment parmi l'oxyde de cobalt, l'oxyde de cérium, l'oxyde d'erbium, l'oxyde de néodyme, l'oxyde de sélénium et leurs mélanges.
- Composition selon la revendication 16, caractérisée en ce qu’elle comprend, par rapport à la portion de matières premières vierge, entre 500 ppm et 3000 ppm d'agent de décoloration.
- Article en verre susceptible d’être fabriqué selon le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
- Article selon la revendication 18, caractérisé en ce qu’il comprend un taux de verre recyclé contenu inférieur à 50% en poids.
- Article selon la revendication 18 ou la revendication 19, caractérisé en ce qu’il comprend un taux de verre recyclé PCR contenu inférieur à 40% en poids.
- Article selon l’une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé en ce qu’il est un article en verre moulé, creux ou plein, présentant une forme simple ou complexe.
- Article selon l’une quelconque des revendication 18 à 21, caractérisé en ce qu’il est un récipient présentant un col étroit tel qu’un flacon, notamment pour parfum, une bouteille, une ampoule, une carafe ou une bonbonne, ou bien un récipient présentant un col large tel qu’un pot, notamment pour produit cosmétique, ou un bocal.
- Article selon l’une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisé en ce qu’il est un bouchon ou un cabochon.
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| EP21835346.4A EP4251578A1 (fr) | 2020-11-27 | 2021-11-26 | Procédé de fabrication d'un article en verre à partir d'une portion de verre recyclé |
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2021
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