ITMC20090160A1 - Metodo di produzione di un articolo in plastica a partire da bottiglie di plastica riciclate. - Google Patents
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Description
“METODO DI PRODUZIONE DI UN ARTICOLO IN PLASTICA A PARTIRE DA BOTTIGLIE DI PLASTICA RICICLATE†.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un metodo di produzione di un articolo in plastica a partire da bottiglie di plastica riciclate.
Anche se in seguito si farà specifico riferimento a bottiglie di acqua, l'invenzione si estende a qualsiasi tipo di bottiglia in PET, quali bottiglie per succhi di frutta e bevande in genere.
Come à ̈ noto, un oggetto di plastica viene generalmente ottenuto per stampaggio di materiale plastico vergine, sotto forma di polvere o granuli che sono alimentati ad un estrusore.
Tuttavia, moltissimi oggetti di plastica hanno un uso limitato e quindi vengono smaltiti come rifiuti. Ultimamente si à ̈ sempre più diffusa la raccolta differenziata dei rifiuti ed in particolare della plastica, per cercare di riciclare materiale plastico che può essere riutilizzato per la produzione di oggetti di plastica.
Gran parte dei rifiuti di plastica sono costituiti da bottiglie di bevande ed in particolare bottiglie per acqua.
Come à ̈ noto una bottiglia di plastica si ottiene mediante un processo di stampaggio-soffiaggio, a partire da un materiale plastico vergine allo stato critallino, quale il poli-etilenetereftalato (PET) in granuli a forma di chicchi di riso.
I granuli di PET sono alimentati in un estrusore a vite di una pressa a iniezione. La rotazione della vite provoca la plastificazione dei granuli di PET che si amalgamano formando un materiale allo stato semi-fuso che viene iniettato in cavità dello stampo. Nello stampo si ottengono preforme o parison, a forma di provette con una filettatura sul collo. Il materiale passa dallo stato cristallino a quello amorfo.
Tali preforme sono riscaldate ad una temperatura adeguata; quindi vengono soffiati in degli stampi entro i quali assumono la forma di bottiglie che successivamente sono riempite di acqua.
Il processo di produzione delle bottiglie, prevede anche la produzione di tappi per la chiusura delle bottiglie. I tappi sono ottenuti per stampaggio di polipropilene (PP) e/o polietilene (PE).
Infine, sulla bottiglia sono applicate delle etichette, generalmente sotto forma di pellicole di PVC, che possono essere termosaldate o incollate sulla bottiglia.
Come risultato, una bottiglia à ̈ costituita da almeno tre materiali plastici (PET, PP e/o PE, PVC) incompatibili tra loro. Infatti bisogna considerare che questi materiali plastici hanno diverse composizioni chimiche incompatibili tra loro, diverse temperature di fusione e di cristallizzazione. Pertanto risulta alquanto complesso amalgamare adeguatamente tali materiali plastici in un processo di plastificazione, con il risultato di ottenere un prodotto stampato aventi pessime qualità .
Per risolvere tale inconveniente à ̈ noto un processo di separazione dei materiali, in cui il PVC, il PE/PP, e il PC sono separati dal PET che costituisce la maggiore quantità di prodotto che può essere riutilizzato.
Le bottiglie vengono triturate e i frammenti delle bottiglie sono disposti in una vasca di acqua. Il PVC, il PE, e il PC hanno un peso specifico minore di uno, quindi galleggiano; invece il PET ha un peso specifico maggiore di uno, quindi affonda.
Il PET separato, che si deposita sul fondo della vasca, viene asciugato e poi venduto in detto formato o cristallizzato. Il trattamento di cristallizzazione serve per farlo tornare nuovamente allo stato cristallino, come il materiale vergine. Infatti bisogna considerare che il PET riciclato à ̈ allo stato amorfo, quindi non può essere sottoposto ad un processo di stampaggio.
Infatti il PET vergine à ̈ allo stato cristallino e in granuli, prima di essere utilizzato per lo stampaggio delle preforme per bottiglie. Durante la fase di stampaggio ad iniezione delle preforme, il PET passa dallo stato cristallino a quello amorfo. Il PET delle bottiglie rimane, quindi allo stato amorfo, sino ad una nuova cristallizzazione, dopo che à ̈ stato tritato e separato dall’etichetta e dal tappo
Il processo di cristallizzazione comporta il riscaldamento delle scaglie di PET in appositi serbatoi, a temperature maggiori di 140°C, per alcune ore (minimo 1,5 ore).
Una volta che il PET à ̈ stato cristallizzato, esso può essere riutilizzato per lo stampaggio o per lo stampaggiosoffiaggio di oggetti di vario tipo.
Appare evidente che il processo di produzione di articoli di plastica a partire da bottiglie di plastica riciclate, secondo la tecnica nota, risulta alquanto lungo, complesso e costoso, soprattutto a causa dei passi di separazione dei materiali e di cristallizzazione del PET.
Scopo della presente invenzione à ̈ di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un processo di produzione di articoli di plastica a partire da bottiglie di plastica riciclate che sia rapido, pratico, versatile, economico e di semplice realizzazione.
Questo scopo à ̈ raggiunto in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1.
Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
Il metodo di produzione secondo l'invenzione parte da bottiglie di plastica riciclate che comprendendo un corpo di PET, un tappo di PE e/o PP e un'etichetta costituita da una pellicola di PVC. Il metodo comprende i seguenti passi:
- triturazione delle bottiglie in modo da ottenere scaglie di PET, PE e/o PP e PVC,
- aggiunta di un additivo minerale a dette scaglie di plastica e omogeneizzazione, in modo da ottenere una miscela di scaglie di plastica e additivo minerale,
- deumidificazione/essicazione di detta miscela di scaglie di plastica e additivo minerale, e
- stampaggio o estrusione di detta miscela essiccata di scaglie di plastica e additivo minerale.
Appaiono evidenti i vantaggi del metodo secondo l'invenzione che consente di evitare le fasi di separazione dei materiali plastici e di cristallizzazione delle scaglie triturate previsti nel metodo di riciclo di bottiglie secondo la tecnica nota.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa.
Il processo di produzione di articoli di plastica a partire da bottiglie di plastica riciclate, secondo l'invenzione, prevede il recupero di bottiglie di plastica riciclata. Ciascuna bottiglia comprende un corpo di PET ottenuto per stampaggiosoffiaggio, un tappo di PP e/o PE (generalmente HDPE (Polietilene ad alta densità )) ottenuto per stampaggio ed un'etichetta costituita da una pellicola di PVC o anche in HDPE comprensiva di varie tipologie e colori di inchiostro.
Tali bottiglie vengono triturate con mulini di triturazione in modo da ottenere delle particelle o scaglie di materiale in foglio triturato (flakes), ad esempio con una superficie di circa 3 - 8 mm<2>.
Bisogna considerare che il materiale triturato ottenuto contiene circa:
5 - 10 % in peso di PE o PP o HDPE proveniente dai tappi;
2 - 5 % in peso di PVC o HDPE proveniente dalle etichette; e
più del 80 % in peso di PET proveniente dal corpo della bottiglia.
Infatti, a titolo esemplificativo, una bottiglia completa da 1,5 litri contiene circa 38 grammi di PET, 1,3 grammi di etichetta e 1,4 grammi di tappo. Invece una bottiglia completa da 0,5 litri contiene circa 16 grammi di PET, 0,4 grammi di etichetta e 2 grammi di tappo.
L'inventore ha sorprendentemente scoperto che aggiungendo alla mescola di tali flakes di materiali plastici riciclati un additivo minerale, i diversi materiali plastici contenuti nei flakes si amalgamavano perfettamente tra loro durante il processo di plastificazione ad una temperatura di circa 200 - 250 °C. Il materiale fuso plastificato poteva essere utilizzato per lo stampaggio ad iniezione o per l'estrusine di vari tipi di prodotti di plastica, prevalentemente a base di PET.
Inoltre, l'inventore ha sorprendentemente scoperto che con il processo secondo l'invenzione si possono creare dei manufatti tramite il processo di stampaggio ad iniezione utilizzando materiale in scaglie derivato da bottiglia in PET (completa di tappo ed etichetta) senza la cristallizzazione delle materiale tritato in PET non contaminato dai residui del tappo e della etichetta.
L'additivo minerale vantaggiosamente à ̈ un additivo a base di Silicato di Alluminio prevalentemente amorfo, di tipo naturale o sintetico. Tale additivo comprende quindi Diossido di Silicio (SiO2) e Ossido di Alluminio (Al2O3). Vantaggiosamente il Diossido di Silicio (SiO2) à ̈ in una percentuale in peso nel range dal 70 al 80 %; mentre l'Ossido di Alluminio (Al2O3) à ̈ in una percentuale dal 15 al 25 % rispetto al peso totale dell'additivo.
Il Diossido di Silicio (SiO2) può essere in forma amorfa o cristallina. Ad esempio il diossido di Silicio (SiO2) cristallino à ̈ ottenuto dalla Cristobalite.
L'additivo minerale, può essere aggiunto nella forma di polvere secca con particelle aventi una pezzatura inferiore 100 micron. In questo caso, per ottenere i risultati desiderati à ̈ sufficiente una quantità di additivo compresa nel range da 0,5 a 2%, preferibilmente pari a 1% rispetto al peso dei flakes di polimero.
L'additivo minerale può anche essere aggiunto nella forma di masterbatches (pellet, flakes, chip), in cui l'additivo in polvere à ̈ inglobato in una matrice di polimero termoplastico. In questo coso occorre una percentuale doppia di additivo, rispetto all'additivo in polvere.
L'additivo viene omogeneizzato con i flakes di plastica riciclata mediante mescolatori manuali o automatici.
Durante tale processo di miscelazione e omogeneizzazione, va aggiunto un quantitativo di olio minerale trasparente (es. olio di vasellina). Tale olio viene aggiunto nella quantità di 20 ml. ogni 25 kg di scaglie e miscelato accuratamente per alcuni minuti, per fare in modo che l’additivo aderisca in modo omogeneo alle scaglie di PET.
Per migliorare la tenacità e diminuire la fragilità dei manufatti, si può aggiungere anche un poliuretano termoplastico TPU, anche del tipo riciclato, in una quantità di almeno 3 % in peso rispetto al peso totale delle scaglie.
La mescola di flakes e additivo subisce quindi un processo di essicazione a una temperatura minima di circa 120 °C per un periodo di 4 - 6 ore.
Il prodotto in flakes così ottenuto à ̈ pronto per essere stampato o estruso tramite presse a iniezione o estrusori. Durante lo stampaggio o l'estrusione, la mescola di flakes e additivo minerale deve essere portata alla temperatura di fusione che à ̈ di circa 200 - 250 °C e poi il materiale fuso viene iniettato nello stampo.
Sorprendentemente, in tale processo di stampaggio ad iniezione si possono realizzare dei manufatti utilizzando materiale in scaglie derivato da bottiglia in PET (completa di tappo ed etichetta) senza la cristallizzazione delle materiale tritato in PET non contaminato dai residui del tappo e della etichetta. In questo caso, grazie all'aggiunta dell'additivo minerale.
Con il processo secondo l'invenzione si possono ottenere vari tipi di oggetti di plastica, quali contenitori, bicchieri portaceneri e simili. Si possono anche ottenere bottiglie, o altri prodotti soffiati, ma chiaramente tali bottiglie non sono idonee per contenere bevande, poiché provenienti da plastica riciclata. Infatti la plastica riciclata dovrebbe essere sottoposta ad un processo di sterilizzazione che non à ̈ parte dell'invenzione in oggetto.
Alla presente forma di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.
Claims (6)
- RIVENDICAZIONI 1) Metodo di produzione di un articolo in plastica a partire da bottiglie di plastica riciclate, dette bottiglie comprendendo un corpo di PET, un tappo di PE o PP o HDPE ed un'etichetta costituita da una pellicola di PVC o HDPE, il metodo comprendendo i seguenti passi: - triturazione delle bottiglie in modo da ottenere scaglie di PET, PE o PP o HDPE e PVC o HDPE, - aggiunta di un additivo minerale a dette scaglie di plastica e omogeneizzazione, in modo da ottenere una miscela di scaglie di plastica e additivo minerale, - deumidificazione di detta miscela di scaglie di plastica e additivo minerale, - stampaggio o estrusione di detta miscela essiccata di scaglie di plastica ed additivo minerale. in cui detto additivo minerale à ̈ a base di Silicato di Alluminio prevalentemente amorfo.
- 2) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto additivo minerale comprende diossido di Silicio (Si02) in una percentuale in peso nel range dal 70 al 80% del peso totale dell'additivo e Ossido di Alluminio (A1203) in una percentuale in peso dal 15 al 25 % del peso totale dell'additivo.
- 3) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto additivo minerale à ̈ nella forma di polvere secca con una pezzatura inferiore a 100 micron.
- 4) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto additivo minerale à ̈ aggiunto nella miscela in una percentuale in peso compresa tra 0,5 a 2%, preferibilmente pari a 1%, rispetto al peso delle scaglie di plastica.
- 5) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che assieme all'additivo minerale viene aggiunto nella miscela un olio trasparente, preferibilmente olio di vasellina nella percentuale di circa 20 mi ogni 25Kg di scaglie di materiale plastico triturato.
- 6) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che assieme all'additivo minerale viene aggiunto nella miscela un poliuretano termoplastico (TPU), preferibilmente di tipo riciclato, in una quantità maggiore del 3 % rispetto al peso delle scaglie di materiale plastico triturato 7) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette scaglie di plastica sono triturate mediante un mulino in modo da ottenere flakes aventi una superficie di 3 - 8 mm<2>, 8) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto passo di deumidificazione della miscela di scaglie di plastica ed additivo minerale viene eseguito alla temperatura di 120 °C per un periodo di 4 - 6 ore. 9) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la plastificazione della miscela essiccata di scaglie di plastica ed additivo minerale viene eseguita ad una temperatura di 200 - 250 °C.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US4797237A (en) * | 1987-05-04 | 1989-01-10 | Floyd V. Hammer | Method for recycling a beverage container |
| US5676895A (en) * | 1993-05-31 | 1997-10-14 | Toivola; Matti | Method for producing a building material form a mixture of unscreened thermoplastic waste and mineral |
| EP0899072A1 (en) * | 1997-08-28 | 1999-03-03 | Jae Ho Lee | Method for producing plastic forms from waste synthetic resin |
| EP1207178A1 (fr) * | 2000-11-16 | 2002-05-22 | Cybele Environnement | Pièce en matériau thermoplastique recyclé, procédé de fabrication correspondant et palette comprenant au moins un profilé de ce type |
-
2009
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Patent Citations (4)
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