PT94291A - Processo para a fabricacao de artigos moldados especialmente apropriados como elementos estruturais, isolamento e/ou embalagens e instalacao para a sua realizacao - Google Patents

Description

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85% era peso. Figura 1. 0 objecto da invenção é um processo para a fabricação de novos artigos moldados, especialmente adequados como elementos estruturais, isolamento e/ou embalagens, preferivelmente perfis e/ou placas de aparas e/ou fibras, os próprios artigos moldados dos referidos, assim como uma instalação para a sua realização. Já se tornaram conhecidos muitos processos que possibilitam a produção de produtos contendo biopolimeros, a fim de os processar posteriormente numa segunda fase operacional separada, por exemplo para a obtenção de placas de fibras de madeira. Isto é efectuado, ou pela desintegração através de var-por e subsequente alívio da pressão, ou por meio de trituração mecânica. Na maior parte dos casos emprega-se uma combinação dos dois processos mencionados. Desvantagens penalizan-tes destes processos de elaboração são o elevado consumo de energia e um processamento somente às porções dos produtos intermediários ocorrentes.

Também se tornaram conhecidos processos em que se proce- 4 # 1

de a uma extrusão de uma massa contendo resina e aparas de madeira, para a fabricação de placas estruturais. Neste caso, precisam ser utilizadas extrusuras especialmente construídas, em especial extrusuras helicoidais. Geralmente, obtém-se apenas a produção de produtos semi-acabados, todavia nunca se consegue um produto acabado numa única fase operacional. Também os custos com as máquinas adequadas para os referidos produtos encarecem as placas produzidas por meio de extrusão,nas instalações já conhecidas, elementos para paredes e outros.

Representativo dos processos de extrusão conhecidos pana a fabricação de placas e perfis a partir de um material contendo celulose de lenhina, em especial a partir de aparas de madeira, cita-se o processo descrito na patente alemã DE-A1 1 653 263, segundo o qual o material em bruto, húmido, em aparas é primeiramente, levado a ter a humidade pretendida num dispositivo misturador com secagem e, em seguida, é misturado num misturador com aplicação de cola e somente então, de acordo com uma operação deópria de molhamento, efec-tuada com um ligante, - introduzem-se nesta fase concretamente solução de cola -é comprimido continuamente numa prensa helicoidal, com uma pressão continuamente, regulável, com regulação das das temperaturas, até se obter o produto acabado. A desvantagem das placas de aparas produzidas segundo o processo até agora conhecido consiste na sua elevada densidade, que, por exemplo já em móveis pequenos, acarreta um grande peso e dificuldade de manobra; além disso, elas são pouco adequadas para fins de isolamento térmico, por exemplo como placas de soalhos, paredes e tectos, para armações de talhados e semelhantes. 1 t 1. í f 5

Um outro grande sector técnico está representado pela produção de placas de isolamento - preferencialmente com espessura reduzida- dos materiais plásticos de espuma, que são amplamente variáveis nas suas caracteristicas, cuja porosidade é conseguida por meio de componentes primários ou substâncias aditivas dissociadoras de gás. As desvantagens consistem em que, com as espessuras mais reduzidas, as suas resistências mecânicas diminuem fortemente, e têm fácil capacidade de fusão e de combustão, uma insuficiente resistência aos compostos químicos e, de não menor importância, desfavoráveis propriedades de decomposição após a rejeição. Podem ainda surgir problemas de poluição do meio ambiente, como se sabe, também com as placas de fibras acima descritas, logo durante a sua fabricação devido às substâncias químicas aí empregadas e até mesmo durante o seu emprego específico. A invenção tem agora o objectivo de, evitando as desvantagens dos processos e produtos até agora conhecidos neste sector técnico, com o emprego de instalações extrusoras geralmente usuais, proporcionar um processo sem a operação de uma colagem prévia dos materiais com a forma de aparas ou de fibras, processo esse que possibilita a produção de produtos do tipo descrito inicialmente, essencialmente numa só fase operacional, com a aplicação de substâncias de partida ecologicamente compatíveis. Neste caso, serão obtidos produtos que se distinguem por uma isotropia mais elevada e, consequei-temente, por propriedades físicas mais uniformes, do que as das placas até agora conhecidas, e alé disso caracterizam-se por densidades mais reduzidas tendo simultaneamente uma estar-bilidade mecânica elevada.

De acordo com a invenção, consegue-se obter novos produtos de uma forma particularmente vantajosa, conforme está indicado na parte caracterizante da reivindicação 1.

Neste caso, é especialmente vantajosa a formação de um autêntico gel de fusão mediante a aplicação de uma certa pressão e temperatura, em que os materiais de aglutinação, preferivelmente contendo amido ou outros materiais capazes de formarem uma fusão, nos quais, aliás, se deve incluir também o próprio amido, ora na forma de pedaços sólidos, por exemplo como grãos inteiros de arroz, eventualmente com as cascas, ora como proporção de material em fibras, simplesmente misturados uniformemente com um material residual biogéneo de aparas ou de fibras, portanto, por exemplo, aparas de madeira, palha, papelão, papel ou semelhantes, após a regulação da respectiva humidade podem ser directamente alimentados ao dispositivo de extrusão. Deste modo, é possível uma produção praticamente numa única fase operacional. Aos materiais bió-genos de elevado peso molecular devem ainda ser incluídos, além dos materiais acima indicados na forma de aparas fraccb-nadas, fibras, fibrosos contendo fibras ou semelhantes a fibras, também substâncias que possuam moléculas do tipo de fibras, como por exemplo borracha natural ou semelhantes.

Através da transformação do agente de ligação, adicionado como substância sólida, para uma consistência fundida, do tipo de gel, é possível, apesar da expansão imediatamente subsequente, uma elaboração processual sem dificuldades com dispositivos de extrusão de muitos tipos diferentes. Por meie da ligação interna dos materiais biógenos empregados, por exemplo aparas de madeira, o produto, nesta fase altamente viscosa é alisado, o processo é facilmente dominado e proporciona produtos com uma superfície exterior agradável, menor ΐ ϊ

espessura e maior resistência. A formação desta consistência do tipo de um gel pode também ser reforçada através de substâncias aditivas, as quais não possuem elas próprias esta propriedade, no entanto conferem-na a um dos outros componentes, por exemplo às aparas de madeira, durante a elaboração intensa dentro do dispositivo de extrusão, como por exemplo dissolventes ou agentes de inchamento da celulose.

Os novos produtos fabricados de acordo com a presente invenção têm a vantagem especial de que a sua massa específica pode ser determinada através da alteração do grau de expansão, que pode ser influenciado através da pressão e da temperatura em largos intervalos, e, desta maneira, pode ser fabricada uma placa de fibras de madeira com um peso essencialmente menor, na qual se podem constatar apenas mínimas reduções da resistência.

Logo após a saída do dispositivo de extrusão, que pode ter tubeiras de extrusão de qualquer forma conhecida, especialmente uma tubeira achatada, o gel, especialmente o gel de amido, durante a expansão interior simultânea do vapor conpri-mido, da humidade existente na massa básica, devido ao arrefecimento inicia a sua transição para uma espécie de estado de vidro. Mediante a regulação da humidade, da proporção de amido, do cálculo do biopolímero, assim como das condições operacionais, estas duas fases operacionais preliminares que decorrem de modo corrente podem ser determinadas reciproca-mente de maneira exacta, para a obtenção de produtos finais excelentes. Finalmente, uma vantagem essencial reside em que directamente, e sem emprego de substâncias químicas suplementares para um desenvolvimento ou separação dos gases a partir da humidade existente dentro da massa básica, portanto por exemplo nas aparas de madeira e/ou do amido, pode obter-se aex-pansão para a espessura pretendida no produto acabado.

De uma maneira' particularmente vantajosa, a invenção pode ser também empregada para a fabricação de cargas para a produção de embalagens e recipientes termo-isolantes por exemplo para alimentos de piqueniques ou semelhantes. Os produtos assim obtidos caracterizam-se por uma aparência agradável aos consumidores e elevadas propriedades antichoques, de amortecimento e elásticas, o que tem importância especialmente nas cargas para a produção de embalagens, por exemplo com a forma esférica ou de paralelípípedo, mas também para elementos ou folhas de revestimento. Uma outra vantagem é a sua consistência "granular", que facilita, de modo essencial, o seu fraccionamento, por exemplo para a sua remoção e, portanto, também a sua decomposição natural.

Num modo operacional vantajoso de acordo com a reivindicação 2, pode-se conseguir uma orientação especialmente exac-ta da expansão e obter um produto feito de fibras ou de aparas ainda mais liso. 0 alívio parcial da pressão dentro do dispositivo de extrusão pode, por exemplo ser alcançado atrar-vés de correspondente ampliação da altura das voltas da he-licóide que segue uma zona de condensação ou através da diminuição do número de voltas da helicóide.

Quando se efectua a regulação das temperaturas do processo de acordo com o previsto na reivindicação 3, à humidade pode ser comunicada, de forma conveniente, aquela energia interior, que possibilita uma expansão controlada com uma solidificação simultânea da massa até à espessura pretendida.

Mantendo as condições de pressão no sentido explicado na reivindicação 4, pode-se conseguir de maneira particularmente simples, vantajosamente uma expansão pretendida. 9

Num outro modo operacional preferida, de acordo com a reivindicação 5, pode-se dispensar um dispositivo separado para o aquecimento da massa no dispositivo de extrusão; além disso, devido a um efeito, ocorrente neste caso, de arredondamento de arestas, ângulos e pontas no material em pedaços contendo fibras, óbtêm-se, na tubeira, uma massa básica com uma consistência "lisa"' como já foi abreviadamente mencionado acima, que reduz ao mínimo massas com a consistência de substâncias fundidas contendo cargas em pedaços grossos.

Por meio de um alívio da pressão para a obtenção dos valores preferidos do índice de expansão de acordo com a reivindicação 6, podem obter-se, vantajosamente, placas e perfis "leves", todavia com uma estrutura resistente.

Uma excelente vantajem do modo processual preferido de acordo com a reivindicação 7 consiste em que se pode economizar um fraccionamento e também qualquer outro processamento dos componentes de agente de ligação, quando estes existem, por exemplo, como cereais, portanto como orgãos, tal como por exemplo todos os tipos de cereais. Além disso, sobre todos tipos de cereais, podem empregar-se também raízes, hol-bos, como tapioca e demais raízes e bolbos tropicais, batatas e semelhantes, hastes ou outras partes vegetais contendo amido ou agente de ligação, ou que os produzem, após o seu fraccionamento simples, de um modo grosseiro. Deve-se notar, portanto, que eles podem se usados no estado natural.

Como agente de ligação a ser aplicado no sentido da presente invenção, mencionam-se, além dos amidos particularmente preferidos, de qualquer tipo, também dextrina, pectina, colá-geno, albumina, caseina e semelhantes, contanto que eles sejam apropriados para a formação, neste caso essencial, de géis de substância fundida, nas condições do processamento de ex- trusão.

Na aplicação do agente de ligação biopolimérico nos intervalos quantitativos a serem preferidos e que estão indicados na reivindicação 8,podem ser alcaçados, com uma ampla variedade relativamente aos materiais empregáveis contendo aparas ou fibras,· a necessária capacidade da massa básica para ser processada e os índices de características mecânicas sempre suficientes dos elementos com estrutura leve finalmente conseguidos. A fim de ra vantajosa variável, as auxiliarem o básica podem configurar a operação de expansão de uma manei-para poder ser comandada de forma especialmente substâncias mencionadas na reivindicação 9, para efeito de expansão da própria humidade da massa ser empregadas adicionalmente.

Porque também correspondem inteiramente aos hábitos dos produtores e/ou consumidores até agora, empregam-se, com especial preferência, os materiais,mencionados na reivindicação 10, sendo macromoleculares, biógenos e reforçadores da estrutura dos novos artigos moldados.

Quando, de forma preferida, os artigos moldados, tais como placas e perfis, são produzidos com agente modificadores consoante a reivindicação 11, que impedem um ataque microbiano visto serem desidratantes, pode conseguir-se uma longa vida útil e, por conseguinte, uma retirada raais tardia e menos problemática. Assim podem obter-se, por exemplo através da aplicação de moléculas de borracha natural ou de silicone, artigos moldados de menor densidade, com uma consistência mais mácia, todavia com forma mais resistente, e até mesmo uma ccrl·-sistência elástica.

0 mesmo se aplica também ao modo operacional vantojoso descrito na reivindicação 12, no qual, devido à inserção di-recta dos agentes modificadores na própria estrutura molecular do agente de ligação, pode-se conseguir um prolongamento da vida útil, mas também, de forma preferida, ainda uma modificação do aspecto visual dos novos artigos moldados.

Com a forma operacional, igualmente vantajosa, de acordo com a reivindicação 13, obtêm-se artigos moldados com uma "casca", "pele" ou camada exterior mais resistente ao desgaste, elástica ou de outro tipo, por exemplo em comparação com o elemento básico. A alimentação com um adesivo, também prevista na mencionada reivindicação, como por exemplo uma resina que se reti-cula termicamente, ou substância semelhante, pode também ser realizada com vantagem tendo em vista a realização de um revestimento de camada, a ser feita depois da extrusão - con forme já é conhecido na produção de placas de contraplacado estruturais ou feitas de aparas.

Para a fabricação de placas, perfis e produtos similares, dotados com revestimentos superficiais - por exemplo, para fins decorativos, pode-se proceder, convenientemente, da forma que se encontra descrita na reivindicação 14, pela qual se obtém a vantagem de que o dispositivo de extrusão não precisa ser desligado para uma alimentação com massa de revestimai-to, ainda antes de a massa básica ter deixado o extrusor.

Consoante uma forma operacional de acordo com a reivindicação 15, podem obter-se artigos moldados com a medida exac-ta , de maneira vantajosa, mesmo com as inevitáveis variações nos materiais em bruto aplicados, quanto â dimensão das suas partículas, ou quanto à granulometria, à humidade e outros aspectos.

Quando se a produção de uma combinação garantia de ob fil de cordão, superfícies ex finalidades de procede de acordo com a reivindicação 16, para placas ou perfis revestidos, é proporcionada técnica, simples e economizadora de custos, da tenção da desejada exactidão das medidas do par-com as vantagens de um acabamento exacto das ternas, determinado consoante as posteriores aplicação.

Um outro objecto essencial e preferido da invenção é um dispositivo para a fabricação dos artigos moldados acima descritos, com instalações para a trituração e/ou o condicionamento e/ou a mistura prévia dos componentes de partida, preferivelmente em estado sólido, de preferência em pedaços ou em pequenas partículas, e instalações para a alimentação do-seada dos referidos componentes num dispositivo de extrusãq em especial um dispositivo de extrusão de parafuso, com parar-fusos tendo alturas de passagem varíaveis e/ou com e formato de cone e uma abertura de extrusão moldadora, tendo preferivelmente a forma plana rectangular.

Esta instalação possui a combinação de características resumida na parte caracterizante da reivindicação 17. Um dispositivo de extrusão configurado dessa forma oferece a vantagem de uma possibilidade de controlo particularmente exacto da dimensão das peças-obra expandidas e uma técnica de processamento "mais liso". 0 alívio parcial da pressão é conseguido por meio das zonas do parafuso com os respectivas espirais de largura maior, ou através da previsão de maiores volumes de transporte "livres" entre os parafusos em rotação e a parede do dispositivo extrusor. 13

Uma vantagem especial de uma outra forma de realização preferida do dispositivo de acordo com a invenção e descrito na reivindicação 18, consiste na sua construção simples, que tem a capacidade de garantir uma boa exactidão das dimensões no produto, numa produção que nãa é controlável de uma forma totalmente simples no que se refere ao dimensionamento.

Na forma especial de realização de acordo com a reivindicação 19, proporciona-se a vantagem de que, com uma estrutura construtiva simples, pode-se dispensar um accionamento próprio para o movimento dos elementos limitadores condizente com o movimento do cordão.

Se existirem maiores exigências quanto à lisura das superfícies exteriores, ou aspectos semelhantes, pode-se por em aplicação uma forma de realização mais dispendiosa da instalação de produção de acordo com a reivindicação 20.

Uma redução interessante dos custos técnicos, de contrário necessários para um revestimento com chapas dos artigos moldados pode-se conseguir com uma variante de realização de acordo com a reivindicação 21, na qual podem ser combinadas uma alta precisão na dimensão, com um acabamento de superfície.

Os problamas com a aplicação de um revestimento feito sem chapas, portanto, por exemplo com uma massa de revestimento ou um pó desse tipo, justamente no momento em que, após a saída pela tubeira do extrusor, se inicia a expansão, que irá prosseguir, podem ser evitados, quando o dispositivo de extrusão de acordo com a invenção é configurado em conformidade com a previsão dada na reivindicação 22.·

Com base no desenho serão agora explicadas a invenção e, em especial, as variantes preferidas do dispositivo para a sua realização:

Mostram:-

Figura 1— em vista oblíqua, as partes principais de uma instalação de acordo com a invenção, para a produção de placas de fibras expandidas, com um dispositivo para delimitação de perfil da sua secção transversal à base de cilindros; e a Figura 2 - um corte de uma instalação igualmente de acordo com a invenção, com um dispositivo delimitador do perfil que possui elementos de parede formados como correias sem fim.

De acordo com a Figura 1, dos recipientes-reservatório de alimentação 101, 111 e 121, acima das correias doseadoras 10 e 11, assim, como um parafuso doseador 12, em série na ordem citada, são alimentados aparas de madeira, agente de ligação contendo amido e "aditivos" - todos eles, respectiva- mente, na forma de pedaço ou partículas sólidas - à tremo- - ocorre, nha de alimentação 21 do dipositivo de extrusão 2. A partir deste dispositivo, a massa é levada continuamente para o es-ço operacional de uma prensa com dois parafusos 2 com um ac-cionamento 22, de forma que na zona de entrada 201 que se segue imediatamente à tremonha 21, do dispositivo extrusor, ocorre uma pré-mistura dos componentes de partida; na zona de compressão 202 subsequente mantém-se, por um lado, uma "var-porização" e, por outro lado, decorre uma primeira pré-co«pac-tação da massa básica. Nesta zona 202 desemboca uma tubagem 206, através da qual pode ser adicionada, por exemplo água, para a regulação de uma humidade global, respectivamente prevista, na massa básica. Na zona seguinte 203 do dispositivo extrusor- aqui designada como "zona de corte"

especialmente devido à respectiva configuração do parafuso, uma maior entrada de energia, com um aumento forte da pressão e da temperatura na massa básica. A zona 204 para processamento ulterior , que se segue à zona de corte 203, possui uma entrada 207, por exemplo para a alimentação de um agente de hidrofobização para o agente ligante e serve para aquietar a massa básica agora fundida, para a aplicação de substâncias modificadoras do agente ligante, ou então de maneira que se preveja por exemplo um alargamento das alturas das espirais do parafuso, ou uma redução do número das voltas no caso de um parafuso com muitas espirais,tendo como consequência que ocorre ali uma primeira pré—expansão parcial e também um "alisamento" da massa básica. Na zona de expulsão 205, que fica a jusante da corrente do material, desemboca uma outra tubulação 208, pela qual pode ocorrer uma entrada de material para a massa existente num "estado de massa fundida como um gel", para modificar a sua superfície; por exemplo, para um revestimento extrior das placas a serem fabricadas, adiciona^ -se um plástico termicamente retículável. Finalmente, a inasa básica é empurrada para fora através da tubeira do dispositivo extrusor 26 aquecível - neste caso com forma plana rec- tangular -, e, em consequência do alívio da pressão inicia- -se directamente a expansão espontânea do cordão achatado 4, devido à vaporização de uma parte da humidade nele existente, com o respectivo "espessamento" contínuo sob a redução da densidade na zona 41, após abandonar a tubeira achatada 26.

Para limitar a espessura das placas, é previsto um dispositivo 3 limitador do perfil do cordão, cuja armação 31 possui, vantajosamente, dois cilindros 32 e 33 superior e inferior, montados um em frente do outro, entre os quais, devido ao aumento da viscosidade por causa do arrefecimento,o cordão agora é conduzido dilatando-se muito mais lentamente, 16 sendo formado com o perfil exacto e assim mantido,para que, finalmente, se obtenha uma "placa sem-fim" com a espessura desejada. Em seguida efectua-se um corte segundo o tamanho respectivamente pretendido para a placa e, eventualmente,um acabamento, por exemplo através de uma hidrofobização da superfície exterior ou outro tipo de acabamento.

Com a correspondente configuração das superfícies dos cilindros 32 e 33, os quais são preferencialmente revestidos com silicone ou com teflon, podem ser fabricadas placas com a estrutura respectivamente desejada para a superfície exterior.

Na Figura 1 indica-se ainda, com linhas tracejadas, como acima de um cilindro de desvio 52 de um dispositivo 5 para revestimento com chapas, não ilustrado com pormenores, é conduzida uma chapa de revestimento 50 no fim da zona de expansão 41, de encontro ao lado superior do cordão 4, desviada ainda uma vez em torno do primeiro dos cilindros superiores 33 do dispositivo de cilindros 3, e por fim é puxada entre o cordão 4 e os cilindros superiores 33. Através da aplicação de um agente adesivo que passa pela tubulação 208 em frente à tubeira 26 para a zona 205 do dispositivo de extrusão,por exemplo, por um canal anelar instalado junto ao lado interior do cilindro e aberto na direcção do parafuso, a superfície do cordão 4 pode ser dotada com uma "camada de adesivo", por meio da qual a chapa 50 puxada para dentro da armação dos cilindros 3 pode ser ligada à superfície exterior da placa 40, fixamente, para formação de uma camada de chapa 45.

Um dispositivo semelhante ao apresentado para a condução de uma chapa 50 pode também ser previsto, evidentemente,para o revestimento do lado inferior da placa. 17

0 dispositivo limitador da secção transversal do perfil 30, representado na Figura 2, possui cilindros 311 montados numa armação 310, para a condução de uma correia sem fim superior e inferior 330 e 320, as quais formam, respectivamen-te um "elemento de transporte" superior e inferior, que se move continuamente na direcção do movimento do cordão 4 (ver a seta) em sincronismo com a velocidade do movimento do cordão. As correias 330 e 320, respectivamente correspondendo à velocidade do cordão, podem ser accionadas com velocidade regulada, mas também podem ser formadas como "correias de arrasto". Através de uma entrada 280 na zona de expulsão 250 próxima da tubeira achatada 260 do cilindro - não ilustrado totalmente - do dispositivo de extrusão 20, pode ser ali mentado um meio para revestimento da superfície, o qual, em consequência da pressão para fora ali ocorrente, em conjunto com a massa básica, é ligado ao cordão 40 de uma forma especialmente integrada.

Com linhas tracejadas indica-se um outro dispositivo 50 para o revestimento da superfície, o qual se prolonga obli-quamente pela zona 410 do cordão 40, que está justamente a sair da tubeira 260 e se encontra em estado de expansão, e que possui, no lado inferior, aberturas de saída para a distribuição uniforme de um meio de revestimento da superfície, alimentado através da tubagem de alimentação 510. E claro que um dispositivo do mesmo tipo pode ser previsto para dotar o lado inferior do cordão com um meio de revestimento. E evidente que, para o caso em que se pretende obter uma placa leve expandida 44 com uma superfície estruturada, as correias sem fim 330 e 320 podem ter uma correspondente formação de superfície, em que a sua apresentação com uma camada redutora da aderência, é especialmente vantajosa. 18

Finalmente, constituem um outro objecto essencial da presente invenção os novos artigos moldados, em especial para elementos estruturais, isolamento e/ou embalagens, preferivelmente de placas e/ou perfis feitos de fibras, à base de um material formador da estrutura, em especial de uma estrutura solidamente ligada, sendo especialmente em forma de fibras e/ou contendo fibras, em partículas finas, que vai formar a própria massa preparada por extrusão. Estes artigos moldados possuem, vantajosamente, uma combinação de caracterís-ticas reunidas na parte caracterizante da reivindicação 23. Eles representam artigos moldados extraordináriamente resistentes mecanicamente, sólidos "leves", fáceis de manipular, por exemplo podendo ser cortados ou aplainados sem dificuldades, e tendo um aspecto visual agradável e uma longa vida útil, cujos sectores técnicos de aplicação não são limitados abrangendo desde a construção civil até à arquitectura de interiores, à fabricação de veículos pesados e automóveis ligeiros, até à fabricação de embalagens leves e eficientes.

Nos artigos moldados de acordo com as reivindicações 24 a 26 estão concretizadas as respectivas vantagens correspondentes às variantes do processo já acima descritas.

Com uma estrutura interna de acordo com a reivindicação 27, os novos artigos moldados podem revelar propriedades mecânicas e de processamento com uma elevada resistência e iso-trop ia.

Os artigos moldados com uma estrutura conforme descrita na reivindicação 28 têm a vantagem de possuir uma maior resistência contra a absorção de líquidos, particularmente água e podem, portanto, ser empregadas também em locais de grande humidade, por exemplo nas regiões tropicais, em adegas, ou como material de embalagem para fruta fresca ou carnes. • 19 19

Artigos moldados de acordo com a invenção, com espessuras conforme a reivindicação 29 são preferidos por causa da sua "leveza", sempre conservando ainda uma suficiente estabilidade mecânica garantida.

As vantagens, que um revestimento de acordo com a reivindicação 30 pode proporcionar aos novos artigos moldados com espessura reduzida, ultrapassam as vantagens já citadas. Através do revestimento obtém-se, além de um refinamento das superfícies assim acabadas, um efeito do tipo 11 sandwich", adicionalmente contribuindo para a estabilidade e a pouca tendência para o empenamento.

Os novos artigos moldados expandidos, em especial com a forma de placas com índices de solidez de acordo com a reivindicação 31, têm a vantagem de que podem ter aplicação, sem problemas, em lugar das placas de contraplacado de apar-ras, até agora usuais, com a correspondente espessura. A invenção será a seguir explicada com mais pormenores com base nos seguintes exemplos:-

Exemplo 1

Fabricação de uma placa de contraplacado de fibras de madeira expandida:— 60% em peso de aparas de madeira, com um tamanho compreendido entre 0 e 3 milímetros e com uma humidade residual de 12%, 35% em peso de farinha de Cassava com uma humidade residual de 12%, e 5% em peso de resina de pinheiro respecti\a^ mente em estado sólido foram doseados num dispositivo cónico de extrusão, com dois parafusos, cujo funcionamento foi re- '20 guiado de forma que se atingisse, próximo da tubeira, uma temperatura de massa de 1609C e uma pressão de massa de 150 bar. A massa fundida plástica, do tipo de gel, é comprimida através de uma tubeira achatada temperável e, através de um repentino alívio da pressão, com regulação do índice da expansão para 3, é transformada numa placa "serafim ", que é depois transformada para outras secções de processamento. A placa tinha uma superfície densa, uma espessura de 20 3 mm, uma densidade de 0,48 t/m e uma resistência à quebra 2 por flexão da ordem de 14,2 n/mm .

Exemplo 2

Num dispositivo de extrusão com dois parafusos alimentaram-se palha picada de arroz e borracha natural numa proporção quantitativa de 70% em peso para 29% em peso, continua-mente, através de doseadores separados.

Na área da zona de compactação adicionou-se ao dispositivo extrusor, continuamente, água através de uma tubagem, numa quantidade tal (talvez no intervalo entre 2 e 10% em peso, relativamente a 99% das substâncias de partida), que se transportou para a zona de compressão do dispositivo extrusor uma massa básica com um teor de água de 14% em peso. Através de uma outra tubagem, introduziu-se 1% em peso de uma emulsão de parafina aquosa a 60%, relativamente ao componente sólido de partida, para "zona de processamento ulterior" do dispositivo de extrusão. A temperatura de massa, durante uma operação contínua estável, era de 165eC, a pressão da massa básica era de 200 bar. Através de duas aberturas circulares com 1,5 cm de diâmetro, mediante regulação do índice de

rCu^ expansão para 6, foram empurrados para fora dois cordões redondos e, ainda em estado de expansão lenta foram cortados, com uma lâmina rotativa, num granulado de pequenas esferas. A carga obtida para a produção de embalagens, era resistente á água, elástica, e todavia tinha grande resistência à deformação e, finalmente, depois de usada tinha boas propriedades de biodegradação.

Exemplo 3

Procedem-se conforme se descreve no Exemplo 2- apenas com a diferença de que, além da palha picada de arroz, foram doseados para o dispositivo extrusor menos 70% em peso de borracha natural do que no citado Exemplo 2, nomeadamente 24% em peso e, adicionalmente, dosearam-se 5% em peso de celulose como material fibroso biógeno, e, através de uma tu-beira achatada, comprimiu-se um material em folhas para embalagem com a espessura de cerca de 1,5 mm.

Obteve-se um velo elástico, com forma resistente, menos denso, que, com o aumento da pressão, tinha uma resistência à deformação proporcionalmente crescente e uma elevada resistência à ruptura.

Exemplo 4

Para a extrusão escolheram-se os seguintes componentes e condições:-

Amido de batata 67,5% em peso

Anidrido de ácido ftálico 2,5% em peso

Valor do pH entre 8 e 11

Celulose (da Teor de água (regulado com Na OH , a 30%); industria de papel) 30% na mistura total — regulado para 16% em peso

Condições operacionais:— índice de expansão Densidade Temperatura da massa Pressão da massa 4,5 0,25 t/m^ 1502 C 120 bar

Obtiveram-se placas de contraplacado com a espessura de 3,5 mm, que eram excelentemente apropriadas como material para embalagens de fruta, recipientes isotérmicos para comidas de piqueniques, e semelhantes, no entanto apresentavam a necessária natureza "estladica" para serem desfeitas depois de lançadas no lixo.

Exemplo 5

Uma massa básica com a seguinte composição:—

Milho partido 37% em peso Polietileno 10% em peso Aparas de madeira macia 50% em peso (tamanho das partículas entre 1 e 10 Oleo de linhaça 3% em peso

Claims (4)

1. 3

   %aêf foi comprimida num dispositivo extrusor até se obter uma plar- ca de contraplacado leve com a espessura de 24mm. 0 grau de . 3 expansão foi de 3,0 , a densidade foi de 0,3 t/m . As condições operacionais foram as seguintes:— Temperatura da massa 145eC Pressão da massa 90 bar aparas de madeira obti do, em trópicos era resistente à água exão de 13,8 e possuía uma cor con- Sgra- 0 produto de placas de dições semelhantes às dos tinha uma resistência à fl dável castanho-amarelada. EEIVINDICAÇOES ia _ Processo para a fabricaç almente apropriados como elem e/ou embalagens, preferívelm ras e/ou fibras, de acordo c mada essencialmente por pelo finas contendo especialmente com pelo menos um ligante, e tivo, é submetida a uma oper tura e pressaõ elevadas, car meter a extrusão uma massa d te sob a forma de partículas ão de artigos moldados, especi-entos estruturais, isolamentos ente perfis e/ou placas de apa-om o qual uma massa de base for-menos um material em partículas fibras que é posto em contacto eventualmente pelo menos um adi-ação de extrusão a uma tempera-acterizado pelo facto de se sub-e base, que existe essencialmen-finas, tendo uma humidade total compreendida entre 6 e 25% em peso, em especial entre 8 e 20% em peso ou que é levada a ter a citada humidade, com pelo menos um agente ligante biopolimérico contendo de preferência amido incluindo o próprio amido, e trnasformável numa massa fundida e/ou num gel pelo menos à tempeartura e pressão de extrusão, com um material com a forma de partículas pequenas, de preferência, um material macromolecular biogénico contendo em especial fibras e/ou com a forma de fibras, e eventualmente com o aditivo previsto, em condições essencialmente simultâneas de solicitação mecânica, temperatura e pressão elevadas, com a formação de uma massa fundida e/ou de um gel do agente ligante biopolimérico, contendo de preferência amido, e, imediatamente a seguir se submeter, a um alivio da pressão, preferivelmente com formação de uma espessa superfície com o aspecto de cordão sob expansão espontânea, de preferência exclusivamente da humidade aderente e/ou existente no interior da massa. 2- - Processo de caordo com a reivindicação 1, caracteriza-do pelo facto de a massa de base antes da expansão que ocorre imediatamente após a saida do dispositivo de extrusão, ser submetida a uma pré-expansão ainda no interior do dispositivo de extrusão provocada pelo alivio parcial da pressão. 3§ _ Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, carac— terizado pelo facto de a massa de base, no dispositivo de extrusão ser aquecida até uma temperatura superior a 100-C,em especial, compreendida dentro do intervalo entre 125 e 2502C, de preferência, exclusivamente provocado por acção da solicitação mecânica aí existente, em especial, acção de corte e aumento da pressão.

   4- - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de a massa de base, no dispositivo de extrusão, ser comprimida a uma pressão compreendida no intervalo entre 15 e 600 bar, em especial, no intervalo entre 20 e 250 bar. 5- - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de a massa de base no dispositivo de extrusão ser submetida à acção de uma mecânica especifica ("SME") compreendida no intervalo entre 0,05 e 0,7 Kwh/ Kg, em especial, entre 0,1 e 0,3 Kwh/Kg.
2. 63 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de se submeter a massa de base, que sai imediatamente do dispositivo de extrusão â diminuição espontânea da pressão com a manutenção de um indice da expansão de pelo menos 1,1 , preferivelmente pelo menos 1,4 , e em especialmente compreendida entre 2 e 8. 7- - Prcesso de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de se submeter a extrusão com expansão uma massa de base contendo amido e/ou eventualmente plantas ou partes de plantas trituradas contendo amido, em especial cereais, de preferência na forma natural, como agente ligante contendo amido.
3. 83 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de se submeter a extrusão com expansão uma massa de base com um teor de agente ligante biopo- limérico, preferivelmente contendo amido, compreendido dentro do intervalo entre 5 e 85% em peso, em especial, entre 10 e 50% em peso, respectivamente em relação à massa de base seca. 9g - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de se submeter a extrusão com expansão uma massa de base com um agente de expansão liquido, de preferência, misturável com água, preferivelmente escolhido do grupo dos álcoois e/ou das cetonas, que têm ponto de ebulição à pressão normal compreendido dentro do intervalo entre 70 e 1805C. 10§ - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto de se submeter a extrusão com expansão uma massa de base, contendo aparas de madeira e/ou fibras vegetais e/ou eventualmente material de celulose reciclado e/ou material de papel. lia _ Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo facto de se submeter a rxtrusão com expansão uma massa de base contendo pelo menos um agente modificador das características do material de amido ligante, em especial, um agente hidrófobo, por exemplo "escolhido do grupo dos óleos naturais ou sintéticos, ceras, gorduras, resinas ou borracha natural, parafinas, silicones e/ou plásticos . 12â - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a , caracterizado pelo facto de se submeter a extrusão com 11 27

   expansão uma massa de base contendo pelo menos um agente de modificação biofuncional, eficaz nas condições de extrusão para a formação de pontes de reticulação entre moléculas do agente ligante biopolimérico, de preferência moléculas de amido, escolhido por exemplo, do grupo formado pelos ácidos di— carboxílicos ou policarboxilicos de cadeia curta, dióis ou polióis e politióis e seus derivados, compostos que contêm grupos amino terciários, assim como ácidos polifosfóricos. 13ã _ Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo facto de se tratar a superfície do cordão formado por extrusão da massa de base, antes de esta sair do dispositivo de extrusão com uma massa alimentada periferi-camente e que forma um revestimento, de preferência, resina ou cola. 14- - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo facto de se tratar a superfície do cordão formado por extrusão da massa de base com um revestimento imediatamente depois de sair do dispositivo de extrusão, de preferência, antes do fim da expansão espontânea. 15ã - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo facto de o cordão formado no dispositivo de extrusão e a ser expandido espontaneamente imediata-te depois de sair do citado dispositivo, ser' submetido a limitação da expansão, para se obter a secção transversal ou o perfil desejados. 28

   Iga _ Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo facto de se tratar o cordão em especial se ligar o cordão a um revestimento superficial, em especial a uma folha de revestimento durante a expansão espontânea, preferivelmente durante a limitação da expansão. 17â - Instalação para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 16, compreendendo dispositivos para a trituração e/ou o condicionamento e/ou a pré-mis-tura dos componentes de partida, dispositivos para a sua ali-tação doseadamente a um dispositivo de extrusão, em especial, um dispositivo de extrusão de parafuso, tendo pelo menos,uma abertura de extrusão de moldação preferivelmente com a forma rectangular, caracterizado pelo facto de o dispositivo de extruBao' (2, 20) que possui dispositivos (10, 11, 12) para realizar o doseamento dos componentes de partida, que devem ser alimentados de preferência em estado sólido, e encontrar--se sob a forma de pedaços ou de partículas finas, possuir uma zona de processamento (204) situada a montante do bocal de descarga (26 260), para alivio parcial da pressão, de maneira a verificar-se uma expansão parcial interna, em especial, uma pré-expansão da massa de base a ser processada. 18ã - Instalação para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 16 e eventualmente de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo facto de compreender um dispositivo (3, 30) montado de preferência imediatamente depois da abertura de extrusão (26; 260) para limitar a expansão espontânea do cordão (4, 40) com elementos de levantamento e/ou de arrastamento (32,33,320,330), que se podem fazer mover com respectiva velocidade de deslocação i ir ► i * l 9

   do cordão, especialmente, de maneira regulável. 19» - Instalação de acordo com as reivindicações 17 ou 18, caracterizado pelo facto de os elementos de levantamento(32, 33) do dispositivo de limitação do cordão (3, 30) serem formados por rolos com (32, 33) a superfície com a adesão atenuada, eventualmente estruturada accionáveis controladamente de maneira a terem uma velocidade que corresponde eventualmente à velocidade do movimento do cordãç montados e/ou formados com uma secção recta ou um perfil que corresponde ao pretendido para o cordão expandido (4, 40) essencialmente de maneira transversal à direcção de deslocamento do cordão. 20ã - Instalação de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 19, caracterizada pelo facto de os elementos de arrastamento (320, 330) do dispositivo de limitação do cordão (3, 30) serem formados por elementos de parede, preferivelmente correias transportadoras sem-fim (320, 330), accionáveis essencialmente na direcção do movimento do cordão e essencialmente com a velocidade do movimento do cordão, e que são montados e/ou formados de maneira correspondente à pretendida secção transversal ou perfil do cordão expandido (4, 40), tendo as referidas correias uma superfície que diminui a adesão, eventualmente estruturada. 21§ - Instalação de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 20, caracterizada pelo facto de possuir pelo menos um dispositivo (5) para alimentação contínua, efectuada essencialmente com a mesma velocidade do movimento do cordão, de folhas de revestimento do cordão (50) entre a superfície do

   cordão e os (32, 33) do elementos dipositivo de levantamento e/ou de de limitação do cordão arrastamento (3). 22ã - Instalação de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 21, caracterizada pelo facto de o dispositivo de extru-são (2) possuir várias tubagens de entrada (208) que desembocam perto do bocal de extrusão (26) para dentro da zona de saida (205) da câmara da máquina de extrusão distribuidas pela sua circunferência interior, sendo as tubagens de entrada destinadas aos agentes de colagem e/ou de revestimento das superfícies dos cordões que são introduzidos sob pressão. 23â - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 16, realizado numa instalação de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 22, caracterizado pelo facto de se obter um objecto que possui uma superfície de cordão essencialmente densa e é formado por pelo menos uma massa de base espontaneamente expandida imeditamente após a extrusão, na qual estão presentes partículas de um material biogénico com elevado peso molecular, em partículas finas, em especial, contendo fibsas e/ou com a forma de fibras, dentro de uma matriz essencialmente estruturante e possui uma pluralidade de pequenos espaços vazios em especial pequenas bolhas e/ou poros, à base de, pelo menos, uma massa em fusão de um agente ligante biopolimérico, de preferência, contendo amido, incluindo o próprio, amido a qual solidifica, em especial endurece após a actuação de uma temperatura, elevada, de uma pressão elevada e/ou de uma solicitação mecânica, em que a proporção da matriz contendo amido está compreendida entre 5 e 8% em peso, preferivelmente entre 10 e 50% em peso, res-

   pectivamente em relação à massa de base seca. 24ã - Processo de acordo com a reivindicação 23, caracteri-zado pelo facto de se obter um artigo moldado que possui uma matriz expandida espontaneamente à base de uma massa fundida de amido solidificada e/ou de plantas e/ou partes de plantas que contém amido, em especial, de cereais. 25ã - Processo de acordo com as reivindicações 23 ou 24, ca-racterizado pelo facto de se obter um artigo moldado que possui uma matriz espontaneamente expandida à base de uma massa fundida solidificada, de um agente ligante biopolimérico em especial, contendo amido, tratado de modo a ser hidrófoba. 26â - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo facto de se obter um artigo moldado que possui uma matriz espontaneamente expandida, que é formada por amido modificado, que contém moléculas de amido ligadas por moléculas bifuncionais ou polifuncionais que formam pontes de reticulação. 27ã - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 23 a 26, caracterizado pelo facto de se obter um artigo moldado que possui uma matriz espontaneamente expandida, que tem uma textura essencialmente esponjosa à base de uma massa fundida solidificada reforçada com um agente ligante contendo preferivelmente amido. 28ã - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 23 a 27, caracterizado pelo facto de se obter um artigo moldado que possui uma matriz espontaneamente expandida, à base de uma massa fundida contendo um agente ligante com uma textura com espaços vazios de pequenas dimensões, essencialmente separados respectivamente uns dos outros, em especial, uma textura de células fechadas.
4. 293 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 23 a 28, caracterizado pelo facto de se obter um artigo moldado que possui uma massa volúmica total dos componentes não gasosos que o constituem, compreendida especialmente no inter- 3 valo entre 0,05 e 1,0 t/m , de preferência, no intervalo en- 3 tre 0,1 e 0,4 t/m . 30ã _ Processo de acordo com qualquer das reivindicações 23 a 29, caracterizado pelo facto de se obter um artigo moldado que possui um revestimento ligado, eventualmente integral, com a superfície do cordão de extrusão e espontaneamente expandido . 313 _ Processo de acordo com qualquer das reivindicações 23 a 30, caracterizado pelo facto de se obter uma placa de contraplacado de aparas de madeira que possui uma espessura das gamas de valores de 13-20-25-32-40-50mm, com uma resistência à flexão de pelo menos 14,5,13,5, 11, 9,5 e 7 N/mm , respectivamente . Lisboa, 6 de Junho de 1990 Jo Agente Oficial da Propriedade Industrial " IXaJ—! a. n silvimavim mm rmm Américo da Silva Carvalho Agente Oficial da Propriedade IndusWtl R.Casiiiho, 201-3. E.-1009 LISBOA Telels. ó5 13 39 - 65 46 13