MX2014009787A - Procedimiento para elaborar una parte moldeada. - Google Patents
Procedimiento para elaborar una parte moldeada.Info
- Publication number
- MX2014009787A MX2014009787A MX2014009787A MX2014009787A MX2014009787A MX 2014009787 A MX2014009787 A MX 2014009787A MX 2014009787 A MX2014009787 A MX 2014009787A MX 2014009787 A MX2014009787 A MX 2014009787A MX 2014009787 A MX2014009787 A MX 2014009787A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- wood pulp
- weight
- fiber
- polymer
- fibers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 163
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims abstract description 97
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 5
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 33
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 16
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 14
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 14
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 13
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 8
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 8
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 8
- DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N Cellulose propionate Chemical compound CCC(=O)OCC1OC(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C1OC1C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(COC(=O)CC)O1 DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 7
- 229920006218 cellulose propionate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 7
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 6
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001727 cellulose butyrate Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 6
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 6
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 5
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 87
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 57
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 55
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 31
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 27
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 27
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 25
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 20
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 15
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 13
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 12
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 10
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 8
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 7
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 7
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 7
- 241000894007 species Species 0.000 description 7
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 6
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 6
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 4
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 4
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- 235000014466 Douglas bleu Nutrition 0.000 description 2
- 241001236219 Pinus echinata Species 0.000 description 2
- 235000005018 Pinus echinata Nutrition 0.000 description 2
- 235000017339 Pinus palustris Nutrition 0.000 description 2
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 2
- 240000001416 Pseudotsuga menziesii Species 0.000 description 2
- 235000005386 Pseudotsuga menziesii var menziesii Nutrition 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000003021 Tsuga heterophylla Species 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 235000007173 Abies balsamea Nutrition 0.000 description 1
- 244000178606 Abies grandis Species 0.000 description 1
- 235000013315 Abies grandis var. grandis Nutrition 0.000 description 1
- 235000013316 Abies grandis var. idahoensis Nutrition 0.000 description 1
- 240000004731 Acer pseudoplatanus Species 0.000 description 1
- 235000002754 Acer pseudoplatanus Nutrition 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 241001070941 Castanea Species 0.000 description 1
- 235000014036 Castanea Nutrition 0.000 description 1
- 241000218691 Cupressaceae Species 0.000 description 1
- 235000018783 Dacrycarpus dacrydioides Nutrition 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 244000004281 Eucalyptus maculata Species 0.000 description 1
- 240000000731 Fagus sylvatica Species 0.000 description 1
- 235000010099 Fagus sylvatica Nutrition 0.000 description 1
- 229920003317 Fusabond® Polymers 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- 239000004609 Impact Modifier Substances 0.000 description 1
- 241000218652 Larix Species 0.000 description 1
- 235000005590 Larix decidua Nutrition 0.000 description 1
- 235000008119 Larix laricina Nutrition 0.000 description 1
- 241000218653 Larix laricina Species 0.000 description 1
- 244000193510 Larix occidentalis Species 0.000 description 1
- 235000008122 Larix occidentalis Nutrition 0.000 description 1
- 229920010126 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Polymers 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000479842 Pella Species 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 241000218595 Picea sitchensis Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 241001223353 Pinus caribaea Species 0.000 description 1
- 235000009324 Pinus caribaea Nutrition 0.000 description 1
- 240000007320 Pinus strobus Species 0.000 description 1
- 235000008578 Pinus strobus Nutrition 0.000 description 1
- 235000006485 Platanus occidentalis Nutrition 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- 244000305267 Quercus macrolepis Species 0.000 description 1
- 241001116459 Sequoia Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001074 Tenite Polymers 0.000 description 1
- 240000007313 Tilia cordata Species 0.000 description 1
- 241000218685 Tsuga Species 0.000 description 1
- 235000008554 Tsuga heterophylla Nutrition 0.000 description 1
- 241001106462 Ulmus Species 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- WXCZUWHSJWOTRV-UHFFFAOYSA-N but-1-ene;ethene Chemical compound C=C.CCC=C WXCZUWHSJWOTRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229940112822 chewing gum Drugs 0.000 description 1
- 235000015218 chewing gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- RZXDTJIXPSCHCI-UHFFFAOYSA-N hexa-1,5-diene-2,5-diol Chemical compound OC(=C)CCC(O)=C RZXDTJIXPSCHCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005669 high impact polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004797 high-impact polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007974 melamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229920006113 non-polar polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 235000014366 other mixer Nutrition 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/18—Feeding the material into the injection moulding apparatus, i.e. feeding the non-plastified material into the injection unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/20—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by expressing the material, e.g. through sieves and fragmenting the extruded length
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
- B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
- B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
- B29B9/065—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion under-water, e.g. underwater pelletizers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/375—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages
- B29C48/385—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages using two or more serially arranged screws in separate barrels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/045—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
- B29B9/14—Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C2045/466—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould supplying the injection unit directly by a compounder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
- B29C48/0022—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/04—Particle-shaped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/285—Feeding the extrusion material to the extruder
- B29C48/288—Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules
- B29C48/2886—Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules of fibrous, filamentary or filling materials, e.g. thin fibrous reinforcements or fillers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
- B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2311/00—Use of natural products or their composites, not provided for in groups B29K2201/00 - B29K2309/00, as reinforcement
- B29K2311/14—Wood, e.g. woodboard or fibreboard
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
- B30B11/228—Extrusion presses; Dies therefor using pressing means, e.g. rollers moving over a perforated die plate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
- C08J2300/22—Thermoplastic resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2323/12—Polypropene
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
El procedimiento para formar una parte moldeada que comprende proporcionar una composición de lote maestro que comprende 65 a 85 por ciento en peso de fibra de pulpa de madera y 15 a 35 por ciento en peso de polímero termoplástico, colocar la composición de lote maestro directamente en un moldeador de inyección, agregar material adicional que comprende polímero termoplástico para proporcionar una composición inferior con lo cual la composición inferior comprende de 20 a 50 por ciento en peso de fibra de pulpa de madera y 45 a 85 por ciento en peso de polímero termoplástico, formando partes moldeadas del moldeador de inyección.
Description
PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR UNA PARTE MOLDEADA
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUD DE PRIORIDAD
Esta solicitud tiene derecho a y reclama el beneficio de prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. No. de serie 61/598,880 presentada el 14 de Febrero de 2012, y titulada "PROCESS FOR MAKING COMPOSITE POLYMER", cuyo contenido se incorpora aquí por referencia.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a compuestos poliméricos que se derivan de un procesamiento en estado fundido de una matriz polimérica con la fibra de pulpa de madera química.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1-5 son diagramas de una partícula que se utiliza para fabricar los compuestos poliméricos
La figura 6 es un diagrama de un mezclador.
Las figuras 7 y 8 son diagramas de un molino de granulación.
La figura 9 es un diagrama de un extrusor de tornillo sencillo útil para la fabricación de la pella presente.
La figura 10 es un diagrama de una modalidad del aparato y procedimiento para la fabricación de un compuesto polimérico con un contenido de fibra de pulpa de madera química de 50% en peso o menos.
La figura 1 es una vista transversal de la cara abierta del primer mezclador de tornillo doble.
La figura 12 es una vista lateral del reductor para el primer mezclador de tornillo doble.
La figura 13 es una vista frontal del reductor para el primer mezclador de tornillo doble.
La figura 14 es un diagrama de otra modalidad del aparato y procedimiento para la fabricación de un compuesto polimérico con un contenido de fibra de pulpa de madera química de 50% en peso o menos.
La figura 15 es un diagrama de un sistema de granulación bajo el agua.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a proveer un medio económico para producir materiales poliméricos compuestos que incluyen fibra de pulpa de madera y polímero termoplástico. En una modalidad la fibra de la pulpa de madera es una fibra de pulpa de madera química. En una modalidad la fibra de la pulpa de madera es una fibra de pulpa de madera química kraft. En una modalidad la fibra de la pulpa de madera es una fibra de pulpa de madera
blanqueada. En una modalidad la fibra de la pulpa de madera es una fibra de la pulpa de madera química blanqueada. Por simplicidad se utilizará el término "fibra de pulpa de madera", pero cabe señalar que la fibra de la pulpa de madera química blanqueada tiene atributos no poseídos por algunas de las otras fibras.
La presente invención puede utilizar un número de especies arbóreas como el origen de las fibras de celulosa. Pueden utilizarse especies de coniferas y latifolias y la mezcla de éstas. Estas también son conocidas como maderas blandas y maderas duras. Especies de madera blanda típicas son diversas piceas (por ejemplo, pícea de Sitka), Abeto (abeto Douglas), diferentes cicutas (cicuta occidental), alerce americano, alerce, varios pinos (pino del sur, pino blanco y pino del Caribe), ciprés y secuoya o mezclas de los mismos. Especies típicas de la madera dura son ceniza, aspen, álamo, tilo, abedul, haya, castaño, chicle, olmo, eucalipto, roble arce, álamo y sicómoro o mezclas de los mismos.
El uso de especies de madera blanda o madera dura puede depender en parte de la longitud de la fibra deseada. Especies de hojas amplias o madera dura tienen una longitud de fibra de 1-2 mm. La madera blanda o especies coniferas tienen una longitud de la fibra de 3.5 a 7 mm. El abeto Douglas, abeto grand, tsuga, alerce occidental y pino del sur tienen longitudes de fibra en el intervalo de 4 a 6 mm. Pulpación y blanqueo y corte pueden reducir la longitud promedio debido a la rotura de la fibra.
Las fibras de pulpa de madera de celulosa se diferencian de las
fibras de madera porque se ha eliminado la lignina y algo de la hemicelulosa se ha eliminado. Estos materiales permanecen en las fibras de madera. La cantidad de material remanente en una fibra de pulpa de madera dependerá del procedimiento para su elaboración.
En una pulpa mecánica las fibras están separadas por medios mecánicos, tales como molienda, y el procedimiento puede incluir vaporización y un tratamiento pre-químico con sulfito de sodio. La lignina es suavizada para permitir que las fibras a dividirse. Todavía queda mucho de la lignina y hemicelulosa, así como la celulosa con la fibra. El rendimiento, el porcentaje de material restante después de la pulpación, es alto. La fibra puede ser blanqueada con peróxido, pero este procedimiento no elimina gran parte del material.
En la pulpación química, la lignina se elimina durante una reacción química entre las virutas de madera y la pulpación química. También se pueden extraer las hemicelulosas durante la reacción. La cantidad de material a ser removido dependerá de los productos químicos que se utilizan en el procedimiento de pulpación. El procedimiento kraft o sulfato elimina menos material que el procedimiento de sulfito o el procedimiento kraft con una etapa de prehidrólisis. El rendimiento es mayor en el procedimiento kraft que en el procedimiento sulfito o kraft con prehidrólisis. Estos últimos dos procedimientos tienen un producto con un alto porcentaje de celulosa y hemicelulosa pequeña o lignina.
El blanqueo de pulpa de madera química elimina más de la
lignina y hemicelulosa.
En la fabricación de material leñoso de pulpa es desintegrado en fibras en un procedimiento de pulpación química. Las fibras opcionalmente entonces se pueden blanquear. Las fibras se combinan entonces con agua en un tanque de depósito para formar una pasta. La suspensión luego pasa a una caja de entrada y se coloca entonces sobre un alambre, desecada y secada para formar una hoja de pulpa. Los aditivos pueden combinarse con las fibras en el tanque de depósito, la caja de entrada o ambos. Los materiales también se pueden rociar en la hoja de pulpa antes, durante o después de la deshidratación y secado. El procedimiento de pulpación kraft se utiliza normalmente en la fabricación de pulpa de madera.
Hay una diferencia entre la fibra de madera y fibra de pulpa de madera. Una fibra de madera es un grupo de fibras de madera mantenidas unidas con lignina. Los lúmenes de las fibras de la pulpa de madera colapsan durante el procedimiento de secado. Las fibras de la pulpa de madera química secas son planas. Los lúmenes de cada una de las fibras de madera en el paquete de fibras de madera permanecen abiertos. Las fibras de la pulpa de madera plana son más flexibles que las fibras de madera.
Las fibras celulósicas de pulpa de madera pueden sestar en forma de celulósicas pulpas de madera comerciales. La pulpa se entrega normalmente en rollos o en forma embalada. La hoja de pulpa tiene dos caras opuestas substancialmente paralelas y la distancia entre las caras será el espesor de la partícula. Una hoja de pulpa típica puede ser de 0.1 mm a 4
mm de espesor. En algunas modalidades el grosor puede ser de 0.5 mm a 4 mm.
La hoja de pulpa de madera está formada en partículas por la facilidad de medición y combinación con el polímero termoplástico.
La hoja de la fibra y las partículas, pueden tener un peso base de 12 g/m2 (gsm) a 2000 g/m2. En una modalidad las partículas podrían tener un peso base de 600 g/m2 a 1900 g/m2. En otra modalidad las partículas podrían tener un peso base de 500 g/m2 a 900 g/m2. Para una hoja de papel una modalidad puede tener un peso base de 70 g/m2 a 120 g/m2. En otra modalidad una cartulina puede tener un peso base de 100 gsm a 350 g/m2. En otra modalidad una hoja de fibra para uso especializado podría tener un peso base de 350 gsm a 500 g/m2.
Los aditivos de pulpa o pretrata miento también puede cambiar el carácter de la partícula. Una pulpa que es tratada con desaglutinantes proporcionará una partícula más suelta que una pulpa que no tiene desaglutinantes. Una partícula más suelta puede dispersarse más fácilmente en el material con el que se combina. El grosor de la hoja de pulpa es un factor que puede determinar el grosor de la partícula.
En una modalidad la partícula tiene una forma hexagonal, una modalidad de la que se muestra en la figura 1. El hexágono puede ser de cualquier tipo de equilátero completamente a totalmente asimétrico. Si no es equilátero, el eje principal 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 modalidad las partículas pueden tener un grosor 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 de una cara de 15 a 20 mm2. En otra modalidad las partículas pueden tener un grosor de 1 a 4 mm, una longitud de 5 a 8 mm, una anchura de 2.5 a 5 mm y un área de 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 la forma de hexágono y tiene dos lados opuestos 12 y 18 que son iguales en 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 ser de diferentes longitudes. Dos de los lados, uno en cada extremo 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 tienen longitudes diferentes. En cada una de estas variaciones, los lados 10 y 18 pueden tener la misma longitud o de diferentes longitudes. Los bordes de las partículas pueden ser agudos o redondeados.
La distancia entre la parte superior 24 e inferior 26 de la partícula 10 puede ser de 0.1 mm a 4 mm.
Las figuras 4 y 5 ilustran una modalidad en que cada uno de los
seis lacios del hexágono es de una longitud diferente. La modalidad mostrada es ilustrativa y el orden de las longitudes de los lados y el tamaño de las longitudes de los lados pueden variar
Las partículas de la forma, tamaño y peso base antes descritos se pueden medir sistemas de pérdida de peso y del alimentador volumétrico bien conocidos en la técnica.
La alineación de las fibras dentro de la partícula puede ser paralela al eje mayor del hexágono o perpendicular al eje mayor del hexágono o cualquier orientación entre éstos.
Las partículas hexagonales pueden ser formadas en un aparato formador de cuadros Henion, pero otros medios podrían ser utilizados para producir una partícula hexagonal.
Pueden usarse también otras formas de partículas de pulpa. La facilidad de adición puede depender de la forma de la partícula.
La matriz polimérica funciona como el polímero hospedero y es un componente de la composición procesable fundida incluyendo la materia prima de pulpa de madera química. El procesamiento en estado fundido se utiliza para combinar el polímero y la fibra de pulpa de madera química. En el procesamiento en estado fundido el polímero es calentado y fundido y la fibra de pulpa de madera química se combina con el polímero. Durante este procedimiento las fibras son individualizadas.
El polímero es termoplástico.
Una amplia variedad de polímeros convencionalmente
reconocidos en la técnica como convenientes para el procesamiento en estado fundido son útiles como la matriz polimérica. La matriz polimérica substancialmente incluye polímeros que se refieren a veces como difícil procesar en estado fundido, especialmente cuando se combinan con un elemento interferente o polímeros inmiscibles en otro. Incluyen los polímeros de hidrocarburos y no hidrocarburos. 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, alcohol de vinilo de etileno), poliestireno, copolímeros de poliestireno (por ejemplo, poliestireno de alto impacto, copolímero de acrilonitrilo butadieno estireno), poliacrilatos, polimetacrilatos, poliésteres, cloruro de polivinilo (PVC), fluoropolímeros, polímeros de cristal líquido, poliamidas, imidas de poliéter, sulfuras de polifenileno, polisulfonas, poliacetales, policarbonatos, óxidos de polifenileno, poliuretanos, elastómeros termoplásticos, epoxis, alquidos, melaminas, fenólicos, ureas, ésteres de vinilo o combinaciones de los mismos. En ciertas modalidades, las matrices poliméricas más adecuadas son poliolefinas.
Las matrices poliméricas que se derivan de plásticos reciclados son también aplicables ya que a menudo son más baratas. Sin embargo, ya que estos materiales a menudo se derivan de materiales procedentes de múltiples flujos de residuos, pueden tener reologías de fusión muy diferentes. Esto puede hacer que sea muy problemático procesar el material. La adición
de materias primas celulósicas a una matriz de polímeros reciclados debería aumentar la viscosidad de fusión y reducir la variabilidad total, mejorando así el procesamiento.
En algunas modalidades pueden utilizarse los siguientes polímeros termoplásticos: biopolímeros como ácido poliláctico (PLA), acetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa; policarbonatos, tereftalato de polietileno, poliolefinas tales como polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, poliestireno, copolímeros de poliestireno como copolímero de acrilonitrilo-budadieno-estireno (ABS), copolímeros de bloque de estireno, cloruro de polivinilo (PVC) y plásticos reciclados.
El polímero termoplástico puede ser seleccionado del grupo que consiste de 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, cloruro de polivinilo y plásticos reciclados.
En una modalidad, la materia prima de pulpa de madera química es procesada en estado fundido en una matriz polimérica incompatible (por ejemplo, poliolefina). En otra modalidad, la materia prima de pulpa de madera química es procesado en estado fundido con una matriz polimérica compatible (por ejemplo, polímeros celulósicos modificados). Por ejemplo, se ha
encontrado que cuando la materia prima de la pulpa de madera química de esta invención es procesada en esatdo fundido con propionato de celulosa (Tenite™ 350E), el compuesto resultante tiene una excelente dispersión de la fibra y propiedades mecánicas.
La presente invención también contempla el uso de agentes de compatibilización en la formulación compuesta. Agentes de compatibilización normalmente se utilizan para mejorar la humectación interfacial de rellenos con una matriz de polímero. 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 la pulpa de madera química de esta invención y la matriz del polímero como se conoce convencionalmente. Sin embargo, también hemos encontrado que la adición de un agente de compatibilización mejora la dispersión de la materia prima de la pulpa de madera química de esta invención con algunos polímeros. Los agentes de compatibilización y agentes de acoplamiento se utilizan a veces indistintamente aunque se desempeñan diferentemente para proporcionar compatibilidad entre los dos materiales.
Agentes de compatibilización preferidos para su uso con poliolefinas son copolímeros de poliolefina-/nyerto-anhídrido maleico. En una modalidad, la matriz de polímero y materias primas celulósicas se procesan en estado fundido con un copolímero de poliolef¡na-/'n/'eAfo-anhídrido maleico. Agentes de compatibilización comercialmente disponibles de esta invención
incluyen aquellas vendidas bajo los nombres comerciales Polybond™ (Chemtura), Exxelor™ (Exxon Mobil), Fusabond™ (DuPont), Lotader™ (Arkema), Bondyram™ (Maroon), Intégrate (Equistar). La matriz polimérica puede contener uno o más llenadores además de la materia prima de la pulpa de madera química. La poliolefina en el copolímero de injerto será la misma que la poliolefina utilizada como el polímero en la matriz polimérica. Por ejemplo se utilizaría el polietileno-Zn eAfo-anhídrido maleico con polietileno y polipropileno-Zn erfo-anhídrido maleico se utilizarían con polipropileno.
Una modalidad, cantidades de cerca de 5-10% y en el otro 0.2-5% del agente de compatibilización se incorpora en las formulaciones compuestas y composiciones procesables en estado fundido.
Los rellenos y fibras diferentes de las fibras de pulpa de madera química pueden agregarse a la mezcla de fibra/polímero para impartir características físicas deseables o para reducir la cantidad de polímero necesario para una aplicación determinada. Los rellenos a menudo contienen humedad y por lo tanto reducen la eficacia de un compatibilizador presente en una matriz polimérica. Ejemplos no limitantes de rellenos y fibras incluyen harina de madera, fibras naturales que no sean de fibra de la pulpa de madera química, 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 estado fundido puede contener otros aditivos. Ejemplos no limitantes de aditivos convencionales incluyen antioxidantes, estabilizadores de luz, fibras,
agentes de soplado, aditivos espumantes, agentes antibloqueo, estabilizadores de calor, modificadores de impacto, biocidas, retardantes de llama, plastificantes, adhesivos, colorantes, auxiliares de procesamiento, lubricantes, compatibilizantes y pigmentos. Los aditivos pueden ser incorporados en la composición procesable en estado fundido en forma de polvos, pellas, gránulos, o en cualquier otra forma de extrusión o forma compuesta. La cantidad y el tipo de aditivos convencionales en la composición procesable en estado fundido pueden variar dependiendo de la matriz polimérica y las propiedades físicas deseadas de la composición final. Aquellos especializados en la técnica del procesamiento en estado fundido son capaces de seleccionar cantidades apropiadas y tipos de aditivos para que coincidan con una matriz polimérica específica con el fin de lograr las propiedades físicas deseadas de los materiales acabados.
Los polímeros compuestos de esta invención tienen las fibras de pulpa de madera uniformemente dispersas dentro de una matriz de polímero termoplástico. La fibra de pulpa de madera primero se dispersa en una matriz polimérica termoplástica en donde la fibra de pulpa de madera es de 65 a 90% en peso de la composición total.
Hay problemas asociados con fibras de pulpa de madera química uniformemente dispersas a través de una matriz de polímero. Las fibras están inicialmente en una hoja de pulpa seca. El secado colapsa las fibras de pulpa. El secado también provoca que las fibras de pulpa se unan a través de enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno deben ser rotos
para obtener fibras individuales substancialmente. Algunas de las fibras quedarán unidas. Estas son llamadas nudos o tejidos dependiendo del tamaño. Generalmente habrá un par de nudos y tejidos que quedan después de romper los enlaces de hidrógeno entre las fibras.
También existen problemas asociados con proporcionar la fibra de la pulpa de madera química en los niveles del 65% en peso o superior del peso total de la mezcla de polímero/fibra. La menor cantidad de polímero significa que es más difícil dispersar la fibra en la matriz polimérica. La mezcla de polímero/fibra se vuelve más viscosa conforme la cantidad de fibra aumenta y por lo tanto es más difícil mover las fibras dentro de la matriz para proporcionar la dispersión. El propósito es tener muy pocos racimos de fibra
En una modalidad, la materia prima de la pulpa de madera de esta invención es producida por cortada mecánicamente un material de hoja de pulpa de madera. En una modalidad, la materia prima de la pulpa de madera es cortada en una forma hexagonal que es propicia para su uso con equipos de alimentación convencionales. En otras modalidades las formas pueden ser triangulares, rectangulares o partículas en forma de pentágono. Los compuestos de esta invención son producidos por el procesamiento en estado fundido de una matriz polimérica con materia prima de pulpa de madera química. En una modalidad, la materia prima de la pulpa de madera química se dispersa uniformemente dentro de la matriz polimérica después del procesamiento en estado fundido.
La presente invención se refiere a una solución en proporcionar
un medio económico para producir materiales compuestos que contienen fibras de pulpa de madera química bien dispersas. Esto se logra mediante la utilización de una materia prima de pulpa de madera que ha aumentado la densidad aparente y es capaz de ser alimentada en equipos de procesamiento en estado fundido usando tecnología de alimentación convencional. Los compuestos de esta invención tienen fibras de pulpa de madera bien dispersadas en una matriz polimérica.
Las fibras de pulpa de madera de celulosa con enlaces de hidrógeno luego se dispersan en el polímero. Un método es hacer un lote maestro que es rico en fibra con 65 a 85% en peso de fibra de pulpa de madera de celulosa y polímero de 15 a 35 % en peso. Parte del polímero puede ser un compatibilizante, si uno es necesario.
La adición inicial de la fibra de pulpa de celulosa al polímero es una operación de dos pasos.
En el primer paso, las partículas de pulpa se combinan y mezclan con el polímero en una operación de mezclado. El mezclado puede ocurrir en un mezclador termocinético o un mezclador de Gelimat.
La cantidad de fibra de pulpa de madera de celulosa química en el material es de 65 a 85% en peso y la cantidad del polímero es de 15 a 35% en peso. Si se utiliza un compatibilizante, la cantidad de polímero se reducirá por la cantidad de compatibilizante. Si se utiliza 5% en peso de compatibilizante entonces la cantidad de polímero se reducirá en un 5% en peso. El polímero no polar, tales como olefinas, utilizaría un compatibilizante.
Los compatibilizantes típicos son copolímeros de injerto como polipropileno anhídrido maleico o polietileno anhídrido maleico. Si el polipropileno es el polímero entonces hasta el 2% en peso de antioxidante también se utilizará. En una modalidad 0.5% en peso de antioxidante se utilizará. La fibra y el polímero saldrán de la mezcladora termocinética como un material esponjoso.
Un mezclador 30 se muestra en la figura 6. El mezclador 30 tiene una tolva 32 a través de la cual los materiales son alimentados. Los materiales son llevados por un alimentador de tornillo 34 en la cámara de mezclado 36 en donde las cuchillas 38 giran rápidamente por el motor 40. Las cuchillas 38 giran a través de la mezcla y la fuerza centrífuga creada por las cuchillas 38 mueve el material hacia afuera contra la pared de la cámara mezcladora 42. El calor friccional funde los materiales poliméricos, el polímero y el compatibilizante y mezcla la fibra con el polímero. Después de mezclar el polímero se removió de la cámara de mezclado 36 por la puerta 44.
Otro método que puede utilizarse en el primer paso es un extrusor de tornillo doble con la placa del troquel abierta. El extrusor de tornillo doble tiene una placa de troquel abierta en el extremo de salida para que el flujo del material del extrusor no se obstaculice. Las cantidades de fibra, polímero y compatibilizante es el mismo al descrito anteriormente. El material saldrá del extrusor de tornillo doble como un material grumoso. El mezclador de tornillo doble y su funcionamiento se describe en más detalle a continuación.
Los problemas a resolver son proveer las fibras en una matriz de
polímero en forma individual substancialmente y medir las fibras en el polímero en una cantidad sustancialmente uniforme para que la fibra de pulpa de madera/compuesto tenga fibras de pulpa de madera sustancialmente dispersadas de manera uniforme en el compuesto. La presente invención lleva las partículas en trocitos de pulpa de madera química tomadas de la hoja de pulpa de madera y se miden en el polímero y substancialmente individualiza las fibras de pulpa de madera mientras se mezcla la pulpa de madera con el polímero.
En otra modalidad, aceite, tal como aceite mineral, puede añadirse a los ingredientes compuestos. En una modalidad la cantidad de aceite mineral puede ser de 0.1 al 5% en peso del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. En una modalidad la cantidad de aceite mineral puede ser de 0.1 al 2% del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. En una modalidad la cantidad de aceite mineral puede ser de 1 al 2% del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. En una modalidad la cantidad de aceite mineral puede ser de 1 al 1 .5% del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. En una modalidad la cantidad de aceite mineral puede ser el 1.15% del peso total de los materiales en los materiales poliméricos compuestos. El aceite mineral aumenta el rendimiento del compuesto a través de los extrusores que pueden utilizarse en la formación del polímero y se cree que ayudan en la dispersión de las fibras en el compuesto.
El aceite mineral es un aceite viscoso con una gravedad específica de 0.8 a 0.9. Puede ser claro, incoloro e inodoro. En una modalidad el aceite mineral es un aceite mineral blanco estándar. En una modalidad el aceite mineral es Drakol 600, número CAS 8042-47-5.
El aceite mineral se agrega en el primer mezclador de lote maestro y puede añadirse en mezcladores posteriores. Se agrega con las partículas de la pulpa y el polímero termoplástico y ayuda en el mezclado de los materiales y la velocidad del procedimiento.
En la figura 10, las partículas de fibra de la pulpa de madera química blanqueada 24 o 24a entran en el extrusor de tornillo doble 100 a través de la tolva 102. Las pellas de polímero también entran en el extrusor de tornillo doble 100 a través de la tolva 104. La tolva 104 puede estar antes o después de la tolva 102. Las partículas de fibra de pulpa de madera y las pellas del polímero pueden entrar al extrusor de tornillo doble a través de la misma tolva.
En una modalidad el extrusor de tornillo doble tiene una cara del troquel abierta. En otra modalidad del extrusor de tornillo doble tiene una cara del troquel parcialmente abierta utilizando un reductor 105. La abertura 106 parcial puede ser de cualquier forma. En una modalidad la abertura tiene un área que es de 20 a 80% del área de la cara abierta del troquel. En otra modalidad tiene un área que es del 40 al 60% del área total de la cara abierta del troquel. La cara abierta parcial del troquel ayuda en la dispersión de las fibras en el polímero.
Una modalidad de esta cara del troquel se muestra en la figura 11 . En esta modalidad la transición del área de la cara del troquel al área de la abertura es gradual. Las caras superiores e inferiores, 107 y 108 del reductor 105 se extienden interiormente para restringir el flujo de material hacia la abertura 106 para proporcionar una abertura que tiene menos altura que la cara abierta del troquel y las caras laterales 109 y 1 10 se extienden exteriormente para proporcionar una abertura que es más ancha que la cara abierta del troquel. El reductor resiste la presión del material que es empujado a través del extrusor y puede ser una sola parte mecanizada.
Otra modalidad se muestra en la figura 12. La abertura se divide en varias aberturas 111. Nuevamente en una modalidad la abertura tiene un área que es 20 a 80% del área de la cara abierta del troquel. En otra modalidad tiene un área que es del 40 al 60% del área total de la cara abierta del troquel.
La cantidad de fibra de pulpa de madera química blanqueada agregada al polímero en el extrusor de tornillo doble es de 65 a 85% en peso del peso total de la fibra, polímeros y aditivos.
Las modalidades de la primera etapa son las mismas para el compuesto del lote maestro en donde el 65% en peso al 85% en peso del material es fibra y el compuesto inferior en donde el 10% en peso al 50% en peso del material es fibra.
La presente invención se refiere también a una solución que proporciona un medio económico para producir materiales poliméricos
compuestos que incluyen 10 al 50 por ciento en peso de la fibra de pulpa de madera química. En una modalidad las fibras de pulpa se dispersan uniformemente dentro de la matriz polimérica.
En una modalidad la fibra de pulpa de madera química es una fibra de pulpa de madera química blanqueada. Hay razones para el uso de una fibra de pulpa de madera química blanqueada en lugar de una fibra de pulpa de madera sin blanquear.
Una razón es el color. Una fibra de pulpa de madera blanqueada química es sustancialmente toda la celulosa y la hemicelulosa. La celulosa y hemicelulosa no tienen color nativo así que impartirán poco o ningún color a un compuesto. Por otro lado, las fibras no blanqueadas como las fibras naturales como las fibras de madera enteras o kenaf tienen hasta un 50% de lignina y otros compuestos que pueden ser coloreados en su estado nativo o serán en coloreados cuando se calienta a temperaturas de procesamiento termoplástico. Un compuesto con fibras de madera no blanqueadas, naturales o enteras se colorearán, probablemente un color marrón oscuro.
Otra razón es el olor. La celulosa no tiene olor y un compuesto con fibras de pulpa de madera blanqueada tiene muy poco olor aportado por la celulosa. La lignina y otros componentes en las fibras no blanqueadas tienen fuertes olores característicos cuando se procesan en estado fundido, impartiendo un olor fuerte al compuesto resultante, limitando su utilización en áreas cerradas como el interior de un automóvil.
Una modalidad para un polímero incompatible puede contener los siguientes ingredientes:
En el lote maestro el material será tratado además en un molino de granulación, tales como un molino de granulación California o un extrusor de un solo tornillo, tal como un extrusor de un solo tornillo Bonnot.
Una versión de laboratorio de un molino de granulación se muestra en las figuras 7 y 8. El molino de granulación 50 tiene una tolva 52 en donde se transfiere el material compuesto de fibra/polímero 54 desde el mezclador termocinético o extrusor de tornillo doble u otro mezclador. El material compuesto 54 cae sobre placa perforada 56. Las aberturas 58 sobre placa perforada 56 son del tamaño del diámetro de las pellas extruidas 60. Un par de ruedas 62 presionan el compuesto a través de las aberturas 58 para
formar las pellas 60. Las ruedas 62 están montadas sobre ejes 64. Los ejes 64 están montados sobre un rotor 66. Se hace girar el rotor 66 por medio de un motor (no mostrado) para girar las ruedas 62 alrededor de la placa perforada 56. Las pellas 60 se quitan del aparato y se recolectan.
La tendencia de las fibras en los niveles de alto contenido de fibra es a agruparse. El extrusor de tornillo sencillo puede utilizarse para dispersar la fibra de pulpa de celulosa a lo largo del polímero. Se descubrió que era necesario desviar el flujo del material a través del extrusor para obtener la dispersión de la fibra. Esto se hace mediante la colocación de pasadores que se extienden desde la pared externa del extrusor en la cavidad del extrusor. El material es forzado del aparato a través de los agujeros del troquel para formar pellas extruidas. El material puede tener una tendencia a bloquear hasta detrás de la placa del troquel y no pasar a través del troquel de manera eficiente. La adición de un limpiador en la parte posterior de la cara del troquel mueve el material compuesto a través de los orificios del troquel de una manera más eficiente.
Un extrusor de tornillo sencillo se muestra en la figura 9. El extrusor 80 tiene una tolva 82 en donde se coloca el material compuesto de fibra del mezclador. La tolva 82 se conecta con un barril 84 y un tornillo 86 que se extiende a través del barril 84. El tornillo 86 es rotado por un motor (no se muestra) y conduce el material en el barril hacia la placa del troquel 88. El diseño del tornillo puede presionar más o menos en el compuesto conforme viaja a través del barril. Las pasadores 90 se colocan a lo largo del barril. Los
pasadores 90 pueden ser movidos internamente o externamente para desviar el flujo del material a través del barril y ayuda en la dispersión de las fibras dentro del polímero. El placa troquel 86 tiene un número de aberturas 92 a través del cual el material pasa para formar filamentos que opcionalmente se cortan en pellas.
En una modalidad el primer mezclador de tornillo doble puede conectarse directamente al segundo extrusor de tornillo sencillo y el material pasará directamente desde el primer mezclador al segundo. El mismo motor puede operar ambos. Esto se muestra en la figura 14.
Las pellas del lote maestro contienen 65 a 85% en peso de la fibra de pulpa de madera química y 15 a 35% en peso del polímero.
La figura 0 es una modalidad de un procedimiento y un aparato para fabricar el compuesto polimérico con 50% o menos de fibras de pulpa de madera química.
El material del extrusor de doble tornillo es transferido a un segundo extrusor de doble tornillo 120 y el polímero adicional se agrega a través de tolva 122. Otros componentes pueden añadirse, a la garganta o a través de una embutidora lateral (no se muestra en la figura). El polímero es el mismo que se utilizó en el primer extrusor de doble tornillo 100. La cantidad de polímero agregada es la cantidad necesaria para proporcionar la carga de fibra de pulpa de madera deseado en el compuesto.
En una operación por lotes el primer extrusor de tornillo doble puede utilizarse como el segundo extrusor de tornillo doble al ciclar el material
compuesto por el primer extrusor de tornillo doble por segunda vez y añadiendo el polímero adicional en este segundo pasando a través del extrusor. En esta operación la cara del troquel del extrusor podría cambiarse de una cara abierta o parcialmente abierta del troquel a una cara de troquel con aberturas del troquel para formar el extruido.
También se pueden añadir aditivos adicionales en el segundo extrusor de doble tornillo.
El compuesto es extruido a través de las aberturas del troquel en la placa del troquel y cortado a la medida.
La extrusión del segundo extrusor de doble tornillo puede ser formado en pellas por una granuladora bajo el agua. Se ha pensado que una granuladora bajo el agua no podía utilizarse con fibra de pulpa porque las fibras son hidrofílicas. Se ha encontrado que puede utilizarse una granuladora bajo el agua y el contenido de humedad de la fibra en la pella es de 1 % o menos. En algunas modalidades no hay un efecto nocivo debido a la recolección de agua.
La figura 15 es un diagrama de una granuladora bajo el agua. Las pellas salen del segundo extrusor de doble tornillo 120 a través de las aberturas del troquel 124 en la placa del troquel 126 en una cámara de corte 128 en donde el extruido se corta en pellas. Los pellas son llevados por el agua de la cámara de corte 128 a una sección de separación 130 por tubería 132. Los pellas calientes son enfriadas por el agua. En una modalidad las pellas convierten toman la forma esferoide durante el procedimiento. En la
sección de separación 130 las pellas se separan del agua por filtración. El agua separada pasa a través de un intercambiador de calor 134 en donde el agua se enfría. El agua vuelve a la cámara de corte 128 a través de la tubería 136.
Las pellas separadas pasan por una sección secadora 138 en donde se elimina el resto del agua. Se muestra un secador ciclónico pero el secador puede ser cualquier tipo de secador. Las pellas secas luego pasan en una tolva de pellas y en una operación de ensacado en donde las pellas son ensacadas.
Hay un número de fabricantes de granuladoras bajo el agua.
Estas incluyen la Gala Industries, Neoplast, Berlyn y Davis Standard.
Una granuladora bajo el agua tiene muchas ventajas, pero puede usarse cualquier tipo de granulador.
Una bomba de fusión puede usarse para amortiguar la presión y los pulsos de flujo generados por el extrusor de tornillo doble, garantizando así un suministro continuo y constante de material extruido.
La figura 1 muestra otra modalidad del sistema de mezclado. Puede ser necesario obtener una mayor dispersión de las fibras de pulpa de madera de celulosa en el polímero. Un dispositivo de mezclado como el extrusor de tornillo sencillo que se muestra en la figura 9 se coloca entre los dos mezcladores de tornillo doble. El extrusor de tornillo sencillo se utiliza para dispersar además las fibras.
Debe entenderse que en la siguiente discusión de las diferentes
modalidades de la pella inferior que cualquier pella individuo pueden tener una o más de cada una de estas modalidades.
En varias de las siguientes pruebas el polímero compuesto es moldeado en forma de hueso de perro con las siguientes dimensiones: 15.24-0.95 cm de largo, 0.317 cm de grosor, las secciones finales son de 1.9 cm de ancho, la sección central es 1 .27 cm de ancho y longitud de la sección central es de 68 mm. Estas son las dimensiones de un hueso de perro cuando se menciona en el texto. El moldeado del hueso de perro es bajo calor y compresión. El moldeado de una pella de lote maestro con su gran cantidad de fibra causa degradación de la fibra debido a la gran cantidad de calor y presión necesarios para moldear el material causando que la fibra se torne de color marrón.
En una modalidad, un compuesto inferior con 10 a 50% en peso de fibra de pulpa de madera química blanqueada se proporciona. El resto es polímero y otros aditivos. En otra modalidad se proporciona un compuesto inferior que tiene un 20 a 40 por ciento en peso de fibras de pulpa de madera química blanqueada y el resto es polímero y otros aditivos como se indicó anteriormente.
En una modalidad el compuesto inferior tiene un brillo de al menos 20 como es medido por la prueba de brillo. En otra modalidad el compuesto inferior tiene un brillo de al menos 30 según lo medido por la prueba de brillo.
La composición del lote maestro, con 65% en peso o más de
fibra en la composición no tiene este brillo porque el calor y la presión requerida para formar el material en un hueso de perro degrada la fibra y provoca un color marrón o negro.
Prueba de brillo
El método es que una luz de una sola fuente es centrada y dirigida a través de una abertura en el hueso de perro en un ángulo de 45 grados y la luz reflejada pasa por un filtro con características espectrales estándar y se mide entonces por un fotodetector situado perpendicularmente a la superficie superior del hueso de perro. La cantidad de luz reflejada se compara con óxido de magnesio, que tiene características espectrales conocidas que se almacenan en la memoria de los instrumentos. La relación de la luz reflejada en el óxido de magnesio se expresa como un porcentaje.
El instrumento es un MICRO Brightimeter Technidyne S-5. El instrumento debe ser calentado durante 30 minutos antes de la prueba. La luz reflejada pasa por un filtro que tiene una longitud de onda eficaz de filtro de 457 nanómetros.
Una forma de hueso de perro se prueba para cada condición diferente del compuesto tal como diferentes polímeros, cantidad diferente de polímeros, cantidad diferente de fibras, diversos aditivos. Hay un 1 kg de peso en la parte superior del polímero en forma de hueso de perro. El polímero en forma de hueso de perro es girado a través de los cuatro puntos cardinales, para dar cuatro valores de brillo que se promedian.
En una modalidad o el compuesto inferior, la dispersión promedio de fibras de pulpa de madera química blanqueada en el compuesto inferior es igual o superior al 90%. En otra modalidad del compuesto inferior la dispersión promedio de fibras de pulpa de madera química blanqueada en el compuesto inferior es igual o superior al 95%. En otra modalidad la dispersión promedio de fibras de pulpa de madera química blanqueada en el compuesto inferior es igual o superior al 98%. En otra modalidad la dispersión promedio de fibras de pulpa de madera química blanqueada en el compuesto inferior es igual o superior al 99%. La dispersión promedio significa que las fibras están sustancialmente uniformemente distribuidas en el compuesto y el porcentaje es el número de fibras que no están agrupadas. Estos porcentajes se determinan mediante la prueba de dispersión.
Prueba de dispersión
La medición de la dispersión se logra mediante el uso de ImageJ
(NIH). ImageJ es un software gratuito que puede descargarse en http//imagej.nih.gov/ij/download.html. El Erode, Subtract Background, Analyze Particles y los otros comandos utilizados en el macro personalizado abajo son comandos estándar en ImageJ. El macro simplemente utiliza los comandos estándar de IMageJ en una orden determinada para obtener la información.
Las muestras son de forma de hueso de perro como se describió anteriormente. Se toman fotografías de rayos x de las muestras y se analizan las fotografías a una imagen digital. La imagen se abre con ImageJ y la
imagen se analiza mediante el macro personalizado.
El macro personalizado localiza las muestras en la imagen. Luego realiza el comando Erode cuatro veces para quitar artefactos del borde de la muestra. Aplica el comando Subtract Background con un diámetro de bola rodante de 5 píxeles, un fondo claro y suavizado desactivado. La imagen en escala de grises es convertida a blanco y negro utilizando un valor umbral suministrado por el usuario. Un valor umbral típico es de 241.
La imagen tiene ahora partículas negras que corresponden a las fibras no dispersas. Las partículas se contabilizan utilizando el comando Analyze Particles. Se cuentan todas las partículas excepto aquellas que tocan el borde. Esto es porque a menudo hay efectos de borde que parecen una partícula al macro pero no son en realidad una partícula.
La otra hipótesis es que el material de pulpa de madera en cuadritos proporcionado al procedimiento se dividirá o delaminará una vez a lo largo de una línea central y estas partículas divididas también pueden dividir o delaminar una vez a lo largo de una línea central. El macro asume que la mitad de las partículas analizadas se dividirá o delaminará una vez y la otra mitad se dividirá o delaminará dos veces.
El macro informa el área de las partículas no dispersas. El macro asume que la mitad del área total está ocupada por partículas no dispersas una vez divididas y la mitad del área total es ocupada por partículas dos veces divididas.
Luego se calcula el peso total de las partículas no dispersas o
fibras. En la siguiente discusión se utiliza una hoja de pulpa con un peso base de 750 gramos por metro cuadrado (gsm). El macro asume el peso base de la mitad de las partículas, las partículas una vez divididas, tienen un peso base de 375 gsm y la otra mitad de las partículas analizadas, las partículas dos veces divididas, tienen un peso base de 187 gsm. El peso total de las partículas no dispersas o fibras se determina mediante la siguiente fórmula:
Peso de las 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 las partículas no dispersas se encuentra 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 las partículas no dispersas del 100 por ciento.
El macro real es:
//HOW MANY SPECIMENS ARE IN THE IMAGE? N=10;
//Now run the macro
run("8-bits");
run("Girar 90 Grados a la Derecha ");
run("Seleccionar Todo");
run("Copiar");
run("Portapapeles Interno");
setThreshold(0,200);
runfConvertir a Oculto");
k=1 ;//initialize k to 1
P=4;//number of Erode operations to perform
while (k<=P) { //this loop does múltiple Erodes
run ("Desgastar");
k=k+1 ;
}
runfAnalizar Partículas...", "tamaño=0-lnf¡n¡to circularidad=0.00-1.00 mostrar=Nada claro agregar registro");
run("Portapapeles Interno");
runfRestar Fondo...", "rodante=5 claro desactivar"); selectWindowfPortapapeles");
run("Crear Selección");
selectWindow("Portapapeles-1");
run("Restablecer Selección");
//THE USER MUST SET THE THRESHOLDING VALUE. 241 USUALLY WORKS WELL.
setThreshold(0, 241);
run("Convertir a Oculto");
run("Hacer Binario");
M=N-1 ;//we count up from 0 not 1
while (k<=M) { //this loop does múltiple Analyze Partióles roiManager("Seleccionar", k);
run("Analizar Partículas...", "tamaño=0-lnfinito circularidad=0.00- 1.00 mostrar=Nada que excluya resumir");
k=k+1 ;
}
close();
close();
La dispersión puede depender de la cantidad de la carga de fibra. En una modalidad del compuesto con 20% en peso de fibra de pulpa de madera química blanqueada se encontró que la dispersión es igual o superior al 99%. En una modalidad del compuesto con 30% en peso de la fibra de pulpa de madera química blanqueada se encontró que la dispersión es igual o superior al 98%. En una modalidad del compuesto con 40% en peso de fibra de pulpa de madera química blanqueada se encontró que la dispersión es igual o superior al 92%.
El nivel de olor del compuesto inferior se comparó con los niveles de olor del polímero termoplástico que incorpora otros materiales. Se analizaron tres niveles de compuesto inferior - polímero que incorpora un 20% en peso de fibra de pulpa de madera química blanqueada, incorporando 30% en peso de fibra de pulpa de madera química blanqueada e incorporando un
40% en peso de fibra de pulpa de madera química blanqueada. Estos fueron comparados con un control del polímero termoplástico solo, con el polímero que incorpora un 30% en peso de fibra de vidrio, con el polímero que incorpora 30% en peso de sisal y con el polímero incorporando un 30% en peso de harina de madera de arce.
La prueba usada fue ASTM E679, utilizando un olfatómetro Ac'scent, disponible de St. Croix Sensory, 1-800-879-9231. En esta prueba, la muestra se colocó en una bolsa Tediar de 9 I a 40°C durante 24 horas antes de la prueba. El olfatómetro utiliza un sistema de válvula venture donde el olor en aire libre a un alto flujo a través de la válvula empuja aire de la bolsa de muestra en la corriente de aire. Los factores de dilución de 8 a 66,000 pueden lograrse. El número reportado es el factor de dilución en donde se detecta la muestra de olor. Cuanto mayor sea el número de dilución más odorífero será el material. Los resultados son los siguientes:
Puede verse que el nivel de dilución del polímero termoplástico con la fibra de pulpa de madera química blanqueada es menor que cualquiera de los otros materiales, incluyendo fibra de vidrio, y es sustancialmente el
mismo independientemente de la cantidad de fibra de pulpa de madera incorporada en el polímero termoplástico.
Con el fin de determinar la utilidad del compuesto inferior un informe de Moldflow® de las pellas inferiores es autorizado. Informes de Moldflow® se utilizan en la industria para determinar cómo ciclar material a través de un procedimiento de moldeo y para profundizar en el comportamiento de un material durante el procedimiento de moldeo por inyección. El informe compara un compuesto de polipropileno con el 30% de fibras de pulpa de madera química blanqueada con dos compuestos de polipropileno con relleno de vidrio 20%.
El siguiente cuadro del informe proporciona un estudio del tiempo de enfriamiento de una pieza de trabajo pesado. Los corredores son el canal que conduce al molde que puede ejecutarse en caliente o en frío. Si es en frío entonces tiene que expulsase con la parte, recortarse y reciclarse o desecharse como un residuo. Si está caliente, el contenido permanecerá fundido y se utilizará como el primer pedazo de plástico inyectado para el próximo ciclo de inyección.
Se puede ver que el polipropileno lleno de fibra de la pulpa de madera química blanqueada tuvo un tiempo de enfriamiento mucho más corto que el polipropileno lleno de vidrio. Esto se traduce en tiempos de ciclo más rápidos y más partes producidas en un período determinado de tiempo.
Esto también se muestra en otro cuadro del informe que compara los tiempos de ciclo genérico "promedio" para piezas moldeadas por el 20% de material de polipropileno lleno de vidrio y el 30% de material de polipropileno lleno de fibra de pulpa de madera química blanqueada.
El tiempo de ciclo "promedio" genérico para el material lleno con fibras de pulpa de madera química es de 75% del tiempo del ciclo para el material lleno de vidrio. Esto proporciona una tasa de producción mucho más rápida.
También se observa que la composición con 10 a 50% en peso de fibra de pulpa de madera y 25 a 85% en peso de polímero termoplástico tiene otro atributo. Los bordes de las estructuras moldeadas son libres o sustancialmente libres de defectos táctiles. Un defecto táctil es un defecto que se puede sentir al mover una mano o un dedo a lo largo del borde de la pieza moldeada. Un defecto táctil debe ser distinguido de un defecto visual. Es posible que una parte tenga un defecto del borde visual, que puede ser visto, pero no tiene un defecto de borde táctil, uno que se puede sentir. El borde de una parte es la capa límite entre las dos caras de la pieza. Generalmente se redondea o en un ángulo a las caras de la pieza. A menudo se redondea o en un ángulo de 90° a las caras de la pieza. En una modalidad los bordes serían libres de defecto táctil. En otra modalidad el borde promediaría un defecto táctil o menos por 30.48 cm o menos de borde. En otra modalidad el borde sería promediaría dos defectos táctiles o menos por 30.48 cm o menos de borde. El término "30.48 cm o menos" significa que si la longitud total del borde es menor que el número exacto de cm entonces la longitud total del borde será tratada como la longitud de cm más grande siguiente para la determinación de defectos táctiles. Por ejemplo, si la estructura tiene una longitud total del borde de 20.32 cm y sería tratada teniendo una longitud total del borde de 30.48 cm para determinar el número de defectos táctiles, y si la longitud total del borde es de 0.609 m con 10.16 cm entonces sería tratado como teniendo una longitud total del borde de 91.44 cm en determinar el número de defectos táctiles.
La pella del lote maestro que contiene 65 a 85% en peso de fibra también puede dejarse hasta 10 a 50% en peso de la fibra o 20 a 40% en peso de fibra en la operación de moldeo por inyección para formar piezas moldeadas. Los pellas se agregan para el moldeo por inyección y el polímero termoplástico adicional necesario para reducir la cantidad de fibra de 10 a 50% en peso de fibra o 20 a 40% en peso de fibra se agrega para el moldeo por inyección. El polímero se deja hasta la cantidad final de la fibra y la parte moldeada se forma al mismo tiempo. Esto reduce el costo para reducir la cantidad de fibra como una operación independiente.
Mientras se han ilustrado y descrito modalidades ilustrativas, se apreciará que varios cambios pueden hacerse en éstas sin desviarse del espíritu y el alcance de la materia reclamada.
Claims (8)
1 - El procedimiento para formar una parte moldeada que comprende: proporcionar una composición de lote maestro que comprende del 65 al 85% en peso de la fibra de pulpa de madera y 15 al 35% en peso del polímero termoplástico, colocar la composición del lote maestro directamente en un moldeador de inyección; agregar material adicional que comprende un polímero termoplástico para proporcionar una composición inferior con lo cual la composición inferior comprende de 20 a 50% en peso de fibra de pulpa de madera y 45 a 85% en peso de polímero termoplástico, formar partes moldeadas del moldeador de inyección.
2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el polímero termoplástico es seleccionado del grupo que consiste de 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, cloruro de polivinilo y plásticos reciclados.
3 - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la composición inferior comprende del 20 al 40% en peso de la fibra de pulpa de madera y 55 al 75% en peso del polímero termoplástico.
4. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el polímero termoplástico es seleccionado del grupo que consiste de 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, cloruro de polivinilo y plásticos reciclados.
5. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las fibras de pulpa de madera son fibras de pulpa de madera blanqueadas.
6. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el polímero termoplástico es seleccionado del grupo que consiste de 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, cloruro de polivinilo y plásticos reciclados.
7. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque la composición inferior comprende del 20 al 40% en peso de la fibra de pulpa de madera y 55 al 75% en peso del polímero termoplástico.
8.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el polímero termoplástico es seleccionado del grupo que consiste de 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, cloruro de polivinilo y plásticos reciclados.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261598880P | 2012-02-14 | 2012-02-14 | |
| PCT/US2012/067121 WO2013122658A1 (en) | 2012-02-14 | 2012-11-29 | Process for making a molded part |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MX2014009787A true MX2014009787A (es) | 2014-09-08 |
Family
ID=48944959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MX2014009787A MX2014009787A (es) | 2012-02-14 | 2012-11-29 | Procedimiento para elaborar una parte moldeada. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130207302A1 (es) |
| EP (1) | EP2815020A4 (es) |
| JP (1) | JP2015511187A (es) |
| CN (1) | CN104334794A (es) |
| BR (1) | BR112014019995A8 (es) |
| MX (1) | MX2014009787A (es) |
| WO (1) | WO2013122658A1 (es) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130206035A1 (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-15 | Weyerhaeuser Nr Company | Composite Polymer |
| KR20130112234A (ko) * | 2012-04-03 | 2013-10-14 | (주)엘지하우시스 | 합성목재 및 그 제조방법 |
| CA3015359C (en) | 2016-02-25 | 2024-01-02 | Interfacial Consultants Llc | Highly filled polymeric concentrates |
| US20190127556A1 (en) * | 2016-03-31 | 2019-05-02 | West Fraser Mills Ltd. | Cellulosic Composites Comprising Wood Pulp |
| US11306206B2 (en) | 2016-07-27 | 2022-04-19 | Fpinnovations | Vacuum-assisted co-extrusion of flexible fibres and the moldable thermoplastic composites produced |
| CN106747522A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-05-31 | 宝鸡华光铸造材料科技有限公司 | 一种铸钢铸造用纸质浇道管部件 |
| CN108044840B (zh) * | 2017-12-07 | 2020-08-14 | 马斌祥 | 利用废旧硬质塑料和改性椰糠加工木塑复合材料的装置 |
| JP7349316B2 (ja) * | 2019-10-18 | 2023-09-22 | 株式会社日本製鋼所 | ストランド製造装置及びペレット製造装置 |
| EP4375315A1 (en) * | 2022-11-23 | 2024-05-29 | SAPPI Netherlands Services B.V. | Natural fiber polymer composite precursor pellets |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3943079A (en) * | 1974-03-15 | 1976-03-09 | Monsanto Company | Discontinuous cellulose fiber treated with plastic polymer and lubricant |
| DE3280437T2 (de) * | 1981-12-11 | 1993-12-02 | Tore Carl Fredrik Klason | Verfahren zur herstellung von auf cellulose- oder lignocellulosematerialien und kunststoffen basierenden kompositen. |
| US5441801A (en) * | 1993-02-12 | 1995-08-15 | Andersen Corporation | Advanced polymer/wood composite pellet process |
| US6617376B2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-09-09 | Crane Plastics Company Llc | Flexible wood composition |
| US6780359B1 (en) * | 2002-01-29 | 2004-08-24 | Crane Plastics Company Llc | Synthetic wood composite material and method for molding |
| JP2003292630A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Yamasho:Kk | マスターバッチ、その製造方法及び成形品 |
| CA2426230C (en) * | 2002-04-18 | 2012-04-10 | Lonza, Inc. | Extruded non-wood fiber plastic composites |
| NZ530339A (en) * | 2004-06-23 | 2007-01-26 | Nz Forest Research Inst Ltd | Method for producing wood fibre pellets |
| KR20070100406A (ko) * | 2005-02-02 | 2007-10-10 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 셀룰로오스 및 열가소성 중합체를 포함하는 복합물 |
| BRPI0501280A (pt) * | 2005-04-13 | 2006-11-28 | Ford Motor Company Brasil Ltda | material para ser moldado por injeção e seu uso, processo de obtenção de um material compósito por injeção, material compósito e seu uso |
| US7635731B2 (en) * | 2005-07-28 | 2009-12-22 | Chemtura Corporation | Cellulosic-thermoplastic composite and method of making the same |
| CA2527325C (en) * | 2005-11-18 | 2014-05-06 | Mohini M. Sain | Manufacturing process for high performance lignocellulosic fibre composite materials |
-
2012
- 2012-09-27 US US13/629,339 patent/US20130207302A1/en not_active Abandoned
- 2012-11-29 BR BR112014019995A patent/BR112014019995A8/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-11-29 EP EP12868406.5A patent/EP2815020A4/en not_active Withdrawn
- 2012-11-29 WO PCT/US2012/067121 patent/WO2013122658A1/en active Application Filing
- 2012-11-29 JP JP2014556543A patent/JP2015511187A/ja active Pending
- 2012-11-29 CN CN201280069766.4A patent/CN104334794A/zh active Pending
- 2012-11-29 MX MX2014009787A patent/MX2014009787A/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2815020A4 (en) | 2015-07-08 |
| CN104334794A (zh) | 2015-02-04 |
| US20130207302A1 (en) | 2013-08-15 |
| EP2815020A1 (en) | 2014-12-24 |
| JP2015511187A (ja) | 2015-04-16 |
| WO2013122658A1 (en) | 2013-08-22 |
| BR112014019995A2 (es) | 2017-06-20 |
| BR112014019995A8 (pt) | 2017-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200048444A1 (en) | Composite polymer | |
| US20210230804A1 (en) | Composite polymer | |
| US20200048435A1 (en) | Composite polymer | |
| MX2014009787A (es) | Procedimiento para elaborar una parte moldeada. | |
| US20200406505A1 (en) | Polymer composites | |
| US9114550B2 (en) | Process for making composite polymer | |
| US9109117B2 (en) | Process for making composite polymer | |
| MX2014009786A (es) | Producto moldeado de polimero compuesto. | |
| MX2014009782A (es) | Polimero compuesto. |