WO2023228130A1 - Proceso para la recuperación de polivinilbutiral pvb post consumo - Google Patents

Proceso para la recuperación de polivinilbutiral pvb post consumo Download PDF

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WO2023228130A1
WO2023228130A1 PCT/IB2023/055390 IB2023055390W WO2023228130A1 WO 2023228130 A1 WO2023228130 A1 WO 2023228130A1 IB 2023055390 W IB2023055390 W IB 2023055390W WO 2023228130 A1 WO2023228130 A1 WO 2023228130A1
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Danna Valeria Pérez Siculaba
Edgar Armando PÉREZ RODRÍGUEZ
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Perez Siculaba Danna Valeria
Perez Rodriguez Edgar Armando
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    • C08L29/14—Homopolymers or copolymers of acetals or ketals obtained by polymerisation of unsaturated acetals or ketals or by after-treatment of polymers of unsaturated alcohols

Definitions

  • the present invention is located within the technical field of materials recovery, more specifically in the recovery of PVB from laminated glass for recycling or reuse.
  • the present invention is directed to a process for the recovery of post-consumer polyvinylbutyral (PVB) from laminated glass, which carries out a very important environmental task, not only by removing a contaminant from water and soil. , but to obtain a recycled material that can be used as raw material in the generation of new products and that contributes to the achievement of the circular economy in the laminated glass production chain.
  • the process of the present invention allows the cleaning and recovery of PVB from laminated glass, where the process is characterized by mechanical crushing of the original product, separation of materials, washing with water at a certain temperature and for a certain time.
  • the process of the present invention is characterized in that it does not generate polluting waste; does not use chemical compounds that alter the nature of the product; subjects the PVB to a high (controlled) temperature in the water, which allows the material to soften so that it expands and releases the smallest glass particles that are still adhered to its surface, thereby ensuring the total elimination of the glass; and since the material expands upon contact with temperature, it is necessary to seal its pores with CaCOa so that the plastic loses its adhesive capacity and once it cools in the drying process the flakes do not stick.
  • Laminated glass is primarily composed of two sheets of glass separated by a film of polyvinylbutyral, commonly known as PVB.
  • PVB polyvinylbutyral
  • the invention defined in this above has the disadvantage or inconvenience that a manual classification of waste such as silicones, paper, other waste and plastic is not carried out, so the final product obtained does not have the necessary purity and is It then requires a separate additional process, which considerably increases production costs. Additionally, it uses additional polluting agents to separate the plastic (PVB) from the glass for reuse, which is considered unfriendly to the environment and does not solve the problem raised.
  • PVB plastic
  • JP 2005193443 describes a method that allows recycling a polyvinyl butyral resin at low cost in a short time, in which pieces of recovered polyvinyl butyral resin (PVB pieces) and particles of a filler such as paper or similar and the resulting mixture is ground with a grinder while water is added to the mixture.
  • the mixture of ground polyvinyl ibutyral resin and filler is ground, kneaded and granulated.
  • the mixture obtained by kneading and granulating is loaded into an injection molding machine along with an olefinic resin to be heated and melted. Then, the resin melted in the injection molding machine is injected into a mold to obtain a molded product.
  • this document has the drawback that a manual classification of waste such as silicones, paper, other waste and plastic is not carried out, so the product obtained does not have the desired quality and must be subjected to additional undesirable processes.
  • patent application US 20090209667 discloses a method for recycling poly(vinyl butyral) resin and incorporating that poly(vinyl butyral) resin into laminated glass and other articles.
  • the poly(vinylbutyral) resin is recovered of waste laminated glass through a well-defined process, as described in this document, which includes all or most of the steps of granulation of the laminated glass, solvent extraction of plasticizer and impurities, dissolution of poly(vinyl butyral), prefiltration of insoluble contaminants, color removal by adsorption or bleaching, post-filtration of carbon particles, precipitation of poly(vinyl butyral) and washing, stabilization and drying of poly(vinyl butyral) resin.
  • the polyvinylbutyral release agent of the present invention comprises a vinyl matte E-1 1, metasilicate and potassium hydroxide, wherein the vinyl matte E-1 1 is composed of beta-myrcene, cyclohexane including 3-methyl -6-(1-methylethenyl) and a hexanoic acid having 2-propenyl ester.
  • a polyvinylbutyral release agent of the present invention is environmentally friendly and does not present any risk to a worker by comprising constituents extracted from orange, which is a natural material.
  • a method of delaminating a polyvinyl butyral pressure-sensitive adhesive film using the release agent of the present invention includes only dipping a laminated glass in which a waste polyvinyl butyral pressure-sensitive adhesive film is used to be recover in a solution of the release agent of the present invention, thereby partially dissolving the surface of the polyvinyl butyral pressure-sensitive adhesive film such that a glass plate adhered to the surface of the pressure-sensitive adhesive film Polyvinyl butyral pressure delaminates effectively. Therefore, the present invention is a useful invention that allows easy recovery and reuse of the polyvinyl butyral pressure sensitive adhesive film.
  • the present inventors have proposed a new process for the recovery of polyvinylbutyral (PVB) from post-consumer laminated glass that carries out a very important environmental task, not only by removing a contaminant from waters and soils, but to obtain a recycled material that can be used as raw material in the generation of new products and that contributes to the achievement of the circular economy in the laminated glass production chain.
  • PVB polyvinylbutyral
  • the plastic is introduced into the tank with constant stirring at 90 RPM for 10 - 15 minutes. It is possible to wash the material in a horizontal or front-loading washing machine so that when the material is rotated, it generates the necessary shock to release the glass particles that are still attached to the post-consumer PVB. 6.
  • a suspension of Calcium Carbonate (CaCO3) in water is added at 5.0% of the total weight of the batch and heated to a temperature between 30 °C - 40 C.
  • the plastic is passed to the centrifuge, and with alternating cycles of cold and heat, excess water is eliminated. Each cycle should last approximately 2.5 minutes, for a total of 7.5 minutes. That is, 3 cycles per batch. It is also possible to take the wet material directly to a horizontal or front loading hot air dryer, again the drop of the material when rotating the dryer drum allows the alternation between hot air and room temperature air to dry the post-consumer pvb clean, this process should be done for the same time between 5 to 7 minutes.
  • the clean and dry plastic is passed through the cutter to obtain flakes between 2 mm - 5 mm in diameter, at an average speed between 900 - 1500 RPM.
  • the plastic flakes are introduced into the mixer, in which between 2.0 - 3.0% of Calcium Carbonate (CaCO3) is added depending on the total weight of the batch and mixed for 5 minutes.
  • CaCO3 Calcium Carbonate
  • the product is stored in bags that are impermeable to humidity, that is, they do not allow moisture to pass through.
  • the clean post-consumer PVB is sprayed and mixed in a stirring tank with acetone in a percentage between 20% or 30% of the weight of the batch that is to be converted to a liquid state and stirred until obtaining a pasta that is stored in glass containers.
  • the post-consumer PVB cake the aqueous PVB obtained in the previous step is deposited in molds that are immersed in 90% alcohol for a period of 5 to 10 minutes, then extracted to dry with UV rays for a time of 2 to 3 hours.
  • the process of the present invention is characterized in that it does not generate polluting waste; does not use chemical compounds that alter the nature of the product; subjects the PVB to a high temperature in the water, which allows the material to soften so that it expands and releases the smallest glass particles that are still adhered to its surface, thereby ensuring the total elimination of the glass; and since the material expands upon contact with temperature, it is necessary to seal its pores with CaCO3 so that the plastic loses its adhesive capacity and once it cools in the drying process, the flakes do not stick to each other and can be easily crushed.
  • Figure 1 corresponds to a general flow diagram of the process of the present invention, which illustrates each of the steps that must be carried out to obtain the desired result of separation of PVB from laminated glass.
  • the present invention is directed to a process for the cleaning and recovery of polyvinylbutyral (PVB) from post-consumer laminated glass, which allows carrying out an important environmental task, since it allows preventing a contaminant from reaching the subsoil and obtaining a recycled material that can be used as raw material in the generation of new products, achieving This forms an important contribution to the circular economy in the laminated glass production chain.
  • PVB polyvinylbutyral
  • Figure 1 shows a flow diagram of the process of the present invention, which is composed, comprises or essentially consists, in general, without limitations, of the following steps or stages: a) Crushing the laminated glass that at the same time Doing so produces two products, glass and post-consumer PVB, which corresponds to the raw material obtained to obtain the materials that will be reused later; b) After crushing the laminated glass, a classification of the glass and post-consumer PVB is carried out, the latter is manually classified from waste such as silicones, paper, rubber, other waste obtained in the crushing of the laminated glass, such as polyvinylbutyral (PVB) that may be present, and that are intended for the cleaning process; c) The classified PVB is subjected to mechanical crushing through grooved rollers so as to destroy traces of adhered glass and not break the PVB film that is between said glasses; d) An initial wash is carried out on the plastic with water at room temperature and constant agitation between 20 and 40 RPM, preferably at 30 RPM, for
  • a second washing tank water is heated to a temperature between 50°C and 80°C; f) Once the water in said second washing tank is hot, that is, at the desired temperature, the plastic is introduced into the tank with constant agitation between 80 and 100 RPM, preferably 90 RPM, for a period of time between 10 and 15 minutes. It is possible to wash the material in a horizontal or front-loading washing machine (always with hot water at the indicated temperature) so that when turning the drop of the material generates the shock necessary to detach the glass particles that are still attached to the post-consumer PVB.
  • a suspension of Calcium Carbonate (CaCO3) in water at 5.0% of the total weight of the batch is added and heated to a temperature between 30°C and 40°C; h) Once the cleaning is finished in the second tank, the plastic is introduced into the third stirring tank and stirred for a period of 3 to 8 minutes, preferably 5 minutes; i) Then, the plastic that has been agitated in the third tank is passed to a centrifuge, and with alternating cycles of cold and heat, excess water is removed. Each cycle should last approximately 2 to 3 minutes, preferably approximately 2.5 minutes, for a total of 6 to 9 minutes, preferably 7.5 minutes, i.e. a total of 3 cycles per batch.
  • CaCO3 Calcium Carbonate
  • the centrifuged, clean and dry plastic is passed through a cutter to obtain flakes that have a diameter between 2 mm and 5 mm, where this cutting process is carried out at an average speed between 900 and 1200 RPM; k) Subsequently, the plastic flakes are introduced into a mixer, in which between 2.0 and 3.0% of Calcium Carbonate (CaCOa) is added depending on the total weight of the batch and its humidity and it is mixed for a time between 3 and 8 minutes, preferably 5 minutes; and l) Finally, the product is stored in bags that are impermeable to humidity, that is, they do not allow the passage of moisture.
  • CaCOa Calcium Carbonate
  • the clean post-consumer PVB is pulverized and mixed in a stirring tank with acetone in a percentage between 20% or 30% of the weight of the batch that is to be converted to a liquid state and stirred until obtaining a paste that is stored in glass containers.
  • the aqueous PVB obtained in the previous step is deposited in molds that are immersed in 90% alcohol for a period of 5 to 10 minutes, then extracted to dry with UV rays for a time of 2 to 3 hours. This results in different ways of marketing clean post-consumer PVB.
  • the process of the present invention is characterized in that it does not generate contaminating waste, nor does it use chemical compounds that alter the nature of the product, it subjects the PVB to a high temperature in the water. , which allows the material to soften so that it expands and releases the smallest particles of glass that are still adhered to its surface, thereby ensuring the total elimination of the glass. Finally, as the material expands upon contact with temperature, it is necessary to seal its pores, which is done with CaCOa so that the plastic loses its adhesive capacity and once it cools in the drying process, the flakes do not stick together. to others to obtain a product with the desired quality and cleanliness so that it can be reused in other processes or industries.
  • the process defined above also includes a series of additional quality control steps, among which are the following:
  • the method of the present invention has been defined as a series of steps in a defined order that allow obtaining a result;
  • steps are not limited only to the order indicated in this document, but that the variations, changes or modifications that may be made therein are contemplated, and the order of said steps, which may lead to obtaining the same or a different result, which is also covered by this document.

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Abstract

La presente invención se relaciona con un proceso para la recuperación de polivinilbutiral (PVB) post consumo a partir de vidrio laminado, el cual lleva a cabo una tarea ambiental muy importante, no solo por retirar un contaminante de las aguas y de los suelos, sino por obtener un material reciclado que se pueda utilizar como materia prima en la generación de nuevos productos y que contribuya al logro de la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado. Así, el proceso de la presente invención se caracteriza porque no genera residuos contaminantes; no utiliza compuestos químicos que alteren la naturaleza del producto; somete el PVB a una temperatura elevada en el agua, lo que permite ablandar el material de forma que se expanda y libere las partículas más diminutas de vidrio que aún quedan adheridas a su superficie, asegurando con esto la eliminación total del vidrio; y como el material se expande al contacto con la temperatura, es necesario sellar sus poros con CaCO3 para que el plástico pierda su capacidad adherente y una vez se enfríe en el proceso de secado las hojuelas no se peguen unas a otras.

Description

PROCESO PARA LA RECUPERACIÓN DE POLIVINILBUTIRAL PVB POST CONSUMO
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se ubica dentro del campo técnico de la recuperación de materiales, más específicamente en la recuperación de PVB a partir de vidrio laminado para su reciclado o reutilización.
Así, la presente invención está dirigida a un proceso para la recuperación de polivinilbutiral (PVB) post consumo a partir de vidrio laminado, el cual lleva a cabo una tarea ambiental muy importante, no solo por retirar un contaminante de las aguas y de los suelos, sino por obtener un material reciclado que se pueda utilizar como materia prima en la generación de nuevos productos y que contribuya al logro de la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado. Así, el proceso de la presente invención permite la limpieza y recuperación de PVB a partir de vidrio laminado, donde el proceso se caracteriza porque hace una trituración mecánica del producto original, separación de materiales, lavado con agua a cierta temperatura y por un tiempo determinado, y hace uso de una suspensión de carbonato de calcio (CaCOa) que se calienta para obtener una limpieza adecuada, para luego centrifugar y/o secar y retirar el plástico limpio y separado para luego triturarlo en forma de hojuelas o volverlo acuoso de forma líquida o solidificarlo en forma de torta para su utilización posterior. De acuerdo con lo anterior, el proceso de la presente invención se caracteriza porque no genera residuos contaminantes; no utiliza compuestos químicos que alteren la naturaleza del producto; somete el PVB a una temperatura elevada (controlada) en el agua, lo que permite ablandar el material de forma que se expanda y libere las partículas más diminutas de vidrio que aún quedan adheridas a su superficie, asegurando con esto la eliminación total del vidrio; y como el material se expande al contacto con la temperatura, es necesario sellar sus poros con CaCOa para que el plástico pierda su capacidad adherente y una vez se enfríe en el proceso de secado las hojuelas no se peguen unas a otras, se hace necesario una vez este triturado el material adicionarle una nueva capa de Ca CO3 con el fin de completar el sellado del material y permita llevarlo a diferente estados, hojuelas, liquido (acuoso) o sólido por medio de una torta para poderlo peletizar.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
El vidrio laminado se compone principalmente de dos láminas de vidrio separadas por una película de polivinilbutiral , conocido comúnmente como PVB. Así, al momento de triturar este vidrio con el fin de recuperarlo para reintroducirlo nuevamente en la producción de nuevo vidrio, se genera una pluralidad de escamas de PVB que, en la actualidad, se disponen en escombreras o lo que es peor, son enterradas en diferentes predios o lugares, lo cual al descomponerse genera contaminación de las aguas superficiales (freáticas) y el suelo.
Por lo tanto, llevar a cabo la recuperación del PVB post consumo a partir de estos vidrios laminados es una tarea ambiental muy importante, no solo por retirar un contaminante de las aguas y de los suelos, sino por obtener un material reciclado que se pueda utilizar como materia prima en la generación de nuevos productos y que contribuya al logro de la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado.
Así las cosas, en el estado del arte existe una pluralidad de divulgaciones relacionadas con procesos o sistemas que son utilizados en la recuperación de este polivinilbutiral (PVB) a partir de vidrio laminado, dentro de las que se encuentra el documento JP 2003285042 relacionado con un método para el tratamiento de residuos de vidrio laminado que pueda reciclar vidrio y película intermedia, en donde el vidrio laminado de desecho se desmonta de la carrocería de un automóvil y el vidrio desmontado se tritura para obtener piezas intermedias de vidrio con piezas finas de vidrio. Las piezas intermedias de película con piezas finas de vidrio se sumergen en un disolvente orgánico para disolver las piezas intermedias de película para obtener una solución de película intermedia que contiene las piezas finas de vidrio. Las piezas finas de vidrio se separan de la solución de película intermedia para obtener una solución de película intermedia.
Sin embargo, la invención definida en esta anterioridad presenta la desventaja o el inconveniente que no se hace una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que el producto final obtenido no tiene la pureza necesaria y se requiere entonces un proceso adicional aparte, que aumenta considerablemente los costos de producción. Adicionalmente, hace uso de agentes contaminantes adicionales para llevar a cabo la separación del plástico (PVB) del vidrio para su reutilización, lo cual es considerado como no amigable con el medio ambiente y no resuelve el problema planteado.
De otra parte, se tiene el documento JP 2005193443 que describe un método que permite reciclar una resina de poli vini Ibutiral a bajo costo en poco tiempo, en el cual se mezclan piezas de resina de polivinil butiral recuperadas (piezas de PVB) y partículas de un relleno como papel o similar y la mezcla resultante se muele con un molinillo mientras se añade agua a la mezcla. A continuación, la mezcla de resina de poli vi n ¡Ibutiral molida y el relleno se muele, amasa y granula. Posteriormente, la mezcla obtenida por amasado y granulado se carga en una máquina de moldeo por inyección junto con una resina olefínica para ser calentada y fundida. Luego, la resina fundida en la máquina de moldeo por inyección se inyecta en un molde para obtener un producto moldeado.
Al igual que la anterioridad definida previamente, este documento presenta el inconveniente que no se hace una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que el producto obtenido no tiene la calidad deseada y debe ser sometido a procesos adicionales indeseables.
Así mismo, la solicitud de patente US 20090209667 divulga un método para reciclar resina de poli(vinilbutiral) e incorporar esa resina de poli(vinilbutiral) en vidrio laminado y otros artículos. Así, la resina de poli(vinilbutiral) es recuperada de vidrio laminado desechado a través de un proceso bien definido, como se describe en este documento, que incluye todos o la mayoría de los pasos de granulación del vidrio laminado, extracción con solvente del plastificante e impurezas, disolución de poli(vinilbutiral), prefiltración de contaminantes insolubles, eliminación de color mediante adsorción o blanqueo, posfiltración de partículas de carbono, precipitación de poli(vinilbutiral) y lavado, estabilización y secado de resina de poli(vinilbutiral).
Sin embargo, este documento también presenta el inconveniente que no se hace una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que se requieren de procesos adicionales indeseables que aumentan costos de forma innecesaria, al tiempo que no cuenta con un paso que permita hacer alternación de ciclos de frío y calor que aseguran que el vidrio se separe de forma adecuada del plástico.
Ahora bien, también se encuentra el documento KR 101603870 que enseña un agente de liberación de polivini Ibutiral y un método para deslaminar una película adhesiva sensible a la presión de polivinilbutiral utilizando el mismo. El agente de liberación de polivinilbutiral de la presente invención comprende un mate de vinilo E-1 1 , metasilicato e hidróxido de potasio, en el que el mate de vinilo E-1 1 está compuesto por beta-mirceno, ciclohexano que incluye 3-metil-6-(1 - metiletenilo) y un ácido hexanoico que tiene éster 2-propenílico. Un agente desmoldante de polivinilbutiral de la presente invención es respetuoso con el medio ambiente y no presenta ningún riesgo para un trabajador al comprender constituyentes extraídos de la naranja, que es un material natural. Un método para deslaminar una película adhesiva sensible a la presión de polivinil butiral usando el agente de liberación de la presente invención incluye solo sumergir un vidrio laminado en el que se usa una película adhesiva sensible a la presión de polivinil butiral de desecho que se va a recuperar en una solución del agente de liberación de la presente invención, disolviendo así parcialmente la superficie de la película adhesiva sensible a la presión de polivinil butiral de tal manera que una placa de vidrio adherida a la superficie de la película adhesiva sensible a la presión de polivinil butiral se deslamina eficazmente. Por lo tanto, la presente invención es una invención útil que permite realizar fácilmente la recuperación y reutilización de la película adhesiva sensible a la presión de polivinilbutiral.
No obstante, este documento no lleva a cabo un paso de clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que se requieren de procesos adicionales indeseables que aumentan costos, al tiempo que hace uso de una serie de disolventes y componentes químicos que pueden ser considerados como tóxicos y contaminantes, por lo que el proceso no puede ser considerado como amigable con el medio ambiente.
Finalmente, se tiene el documento CN 106145685 que se refiere a un método de utilización de recursos de un tipo de vidrio laminado inútil que comprende los siguientes pasos: se limpia; se extrae; se separa: el paso de extraer obtenido contiene restos de vidrio y la mezcla de filtros de solución de película de PVB se separan en una solución de película de PVB y el gran componente de la escoria de vidrio dos; reciclaje. El método de la invención actual y el control de la tecnología y el proceso son simples, el consumo de energía del proceso es bajo y la eficiencia es alta, la descarga de sustancias no dañinas o el vertedero. El agente de digestión reutilizable puede recuperar completamente el material de película de PVB, produce la resina de alto PVB del factor de limpieza de alto valor, agente auxiliar o material de membrana de PVB, también permite producir revestimiento, agente de unión, agente impermeabilizante, etc., y es bueno en eficiencia económica que se renuncia a la ganancia.
Sin embargo, al igual que con las anterioridades definidas previamente, este documento presenta la desventaja o el inconveniente que no realiza una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que su producto final tiene una señe de productos adicionales que son indeseables y que deben ser removidos. A partir de la información anterior, es claro que los documentos existentes en el estado del arte corresponden a una serie de procesos, métodos y agentes para el deslaminado de vidrios laminados y la separación y/o recuperación de PVB a partir de dicho vidrio, los cuales comprenden en la gran mayoría, etapas de triturado, separación, lavado con disolvente, y finalmente reutilización o reciclaje del plástico obtenido (PBV).
Así las cosas, se puede ver que las divulgadas del arte previo relacionadas presentan todas el inconveniente y la desventaja que luego de ser aplicados los pasos de los procesos o métodos definidos en dichos documentos, no se obtiene un proceso adecuado para ser utilizado en la industria del vidrio laminado y su reutilización, dado que no hace una separación de otros componentes como siliconas, papel, etc., por lo que todos tienen el problema de requerir de procesos adicionales que aumentan considerablemente los costos de producción.
Así mismo, en algunos casos se presenta el inconveniente que se requiere el uso de disolventes u otras sustancias químicas que pueden ser consideradas como tóxicas o contaminantes, por lo que los procesos del estado del arte no permiten una mejora del problema ambiental, y por ende, no son considerados como amigables con el medio ambiente.
De acuerdo con la información anterior, es claro para el experto en la materia que en el estado del arte existe una necesidad por diseñar e implementar un proceso o método que permita la recuperación de PVB a partir de vidrio laminado, el cual sea económico y amigable con el medio ambiente, donde se haga una separación de todos los componentes involucrados, y donde se pueda recuperar el PVB en la forma más pura posible, para poder ser utilizado en otras aplicaciones, y donde el vidrio obtenido también tenga la pureza adecuada para su reciclaje. Además, se hace altamente deseable que el proceso sea amigable con el medio ambiente, sin el uso de disolventes o sustancias químicas que sean consideradas como tóxicas o contaminantes. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Considerando los problemas y/o necesidades anteriores mencionadas, los presentes inventores han propuesto un nuevo proceso para la recuperación de polivinilbutiral (PVB) a partir de vidrio laminado post consumo que lleva a cabo una tarea ambiental muy importante, no solo por retirar un contaminante de las aguas y de los suelos, sino por obtener un material reciclado que se pueda utilizar como materia prima en la generación de nuevos productos y que contribuya al logro de la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado.
Así, el proceso de la invención permite la limpieza y recuperación del PVB y en éste se realizan las siguientes etapas:
1 . Después de la trituración del vidrio laminado, se realiza una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos, y del plástico (PVB) destinado para el proceso de limpieza.
2. Se realiza una trituración mecánica a través de rodillos acanalados de forma que termine de destruir las trazas de vidrio adherido y que no rompan la película de PVB.
3. Se realiza un lavado inicial al plástico con agua a temperatura ambiente y agitación constante a 30 RPM durante 10 minutos.
4. En el segundo tanque de lavado se calienta a una temperatura entre 50 °C - 80 °C.
5. Una vez el agua se encuentra caliente, se introduce el plástico al tanque con agitación constante de 90 RPM durante 10 - 15 minutos. Es posible lavar el material en una lavadora horizontal o de carga frontal de forma que al girar la caída del material genera el choque necesario para ir desprendiendo las partículas de vidrio que todavía están adheridas al PVB posconsumo. 6. En el tercer tanque de agitación, se agrega una suspensión de Carbonato de Calcio (CaCO3) en agua al 5,0% del peso total del lote y se calienta a una temperatura entre 30 °C - 40 C.
7. Una vez termina la limpieza en el segundo tanque, se introduce el plástico al tercer tanque de agitación y se agita durante 5 minutos.
8. Se pasa el plástico a la centrifuga, y con ciclos alternos de frío y calor, se elimina el exceso de agua. Cada ciclo debe durar aproximadamente 2.5 minutos, para un total de 7,5 minutos. Es decir, 3 ciclos por lote. También es posible llevar el material húmedo directamente a una secadora de aire caliente horizontal o de carga frontal, nuevamente la caída del material al girar el tambor de la secadora permite que la alternancia entre el aire caliente y el aire a temperatura ambiente seque el pvb posconsumo limpio, este proceso debe hacerse por el mismo tiempo entre 5 a 7 minutos.
9. Luego, se pasa el plástico limpio y seco por la cortadora para obtener hojuelas entre 2 mm - 5 mm de diámetro, a una velocidad promedio entre 900 - 1500 RPM.
10. El plástico en hojuelas es introducido en la mezcladora, en la cual se agrega entre el 2,0 - 3 ,0% de Carbonato de Calcio (CaCO3) dependiendo del peso total del lote y se mezcla por 5 minutos.
1 1. Finalmente, se almacena el producto en bolsas que sean impermeables a la humedad, es decir, que no permitan el paso de humedad. Para obtener el PVB posconsumo acuoso o liquido se pulveriza el PVB posconsumo limpio y se mezcla en un tanque agitador con acetona en un porcentaje entre el 20% 0 30% del peso del lote que se quiere pasar a estado líquido y se agita hasta obtener una pasta que se almacena en recipientes de vidrio. Para obtener la torta de PVB posconsumo, el PVB acuoso obtenido en el paso anterior se deposita en moldes que son sumergidos entre alcohol al 90% por un lapso de 5 a 10 minutos, luego se extraen para secarlos con rayos UV por un tiempo de 2 a 3 horas. Así se obtienen formas diferentes de comercializar el PVB posconsumo limpio. De acuerdo con lo anterior, el proceso de la presente invención se caracteriza porque no genera residuos contaminantes; no utiliza compuestos químicos que alteren la naturaleza del producto; somete el PVB a una temperatura elevada en el agua, lo que permite ablandar el material de forma que se expanda y libere las partículas más diminutas de vidrio que aún quedan adheridas a su superficie, asegurando con esto la eliminación total del vidrio; y como el material se expande al contacto con la temperatura, es necesario sellar sus poros con CaCO3 para que el plástico pierda su capacidad adherente y una vez se enfríe en el proceso de secado las hojuelas no se peguen unas a otras y se pueda triturar fácilmente.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La presente invención se entiende de forma más clara a partir de las siguientes figuras donde se muestran los pasos asociados al presente proceso o método, así como las condiciones o características técnicas esenciales novedosas con respecto al estado del arte, en donde las figuras no pretenden limitar el alcance de la invención, el cual está únicamente dado por las reivindicaciones adjuntas, en donde:
La Figura 1 corresponde a un diagrama de flujo general del proceso de la presente invención, donde se ¡lustran cada uno de los pasos que se deben llevar a cabo para obtener el resultado deseado de separación de PVB a partir de vidrio laminado.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención está dirigida a un proceso para la limpieza y recuperación de polivinilbuti ral (PVB) a partir de vidrio laminado post consumo, el cual permite llevar a cabo una tarea ambiental importante, dado que permite evitar que llegue un contaminante al subsuelo y obtener un material reciclado que puede ser utilizado como materia prima en la generación de nuevos productos, logrando de esta forma una contribución importante en la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado.
De esta forma, la Figura 1 muestra un diagrama de flujo del proceso de la presente invención, el cual está compuesto, comprende o consiste esencialmente, en general, sin limitaciones, de los siguientes pasos o etapas: a) Triturar el vidrio laminado que al hacerlo se obtienen dos productos, vidrio y PVB posconsumo que corresponde a la materia prima obtenida para la obtención de los materiales que van a ser reutilizados posteriormente; b) Después de la trituración del vidrio laminado, se realiza una clasificación del vidrio y del PVB posconsumo, este último es clasificado de forma manual de desechos como siliconas, papel, caucho, otros residuos obtenidos en la trituración del vidrio laminado, tal como polivinilbutiral (PVB) que puedan estar presentes, y que son destinados para el proceso de limpieza; c) El PVB clasificado se somete a una trituración mecánica a través de rodillos acanalados de forma que termine de destruir las trazas de vidrio adherido y que no rompan la película de PVB que se encuentra entre dichos vidrios; d) Se realiza un lavado inicial al plástico con agua a temperatura ambiente y agitación constante entre 20 y 40 RPM, preferiblemente a 30 RPM, durante 5 a 15 minutos, preferiblemente 10 minutos, donde dicho lavado inicial se lleva a cabo en un primer tanque; e) En un segundo tanque de lavado, se calienta agua a una temperatura entre 50°C y 80 °C; f) Una vez el agua en dicho segundo tanque de lavado se encuentra caliente, es decir, a la temperatura deseada, se introduce el plástico al tanque con una agitación constante entre 80 y 100 RPM, preferiblemente 90 RPM, durante un periodo de tiempo entre 10 y 15 minutos. Es posible lavar el material en una lavadora horizontal o de carga frontal (siempre con agua caliente a la temperatura indicada) de forma que al girar la caída del material genera el choque necesario para ir desprendiendo las partículas de vidrio que todavía están adheridas al PVB posconsumo. g) En un tercer tanque de agitación, se agrega una suspensión de Carbonato de Calcio (CaCO3) en agua al 5,0% del peso total del lote y se calienta a una temperatura entre 30°C y 40°C; h) Una vez termina la limpieza en el segundo tanque, se introduce el plástico en el tercer tanque de agitación y se procede a agitar durante un periodo de 3 a 8 minutos, preferiblemente 5 minutos; i) Luego, el plástico que ha sido agitado en el tercer tanque se pasa a una centrifuga, y con ciclos alternos de frío y calor, se elimina el exceso de agua. Cada ciclo debe durar aproximadamente entre 2 y 3 minutos, preferiblemente aproximadamente 2.5 minutos, para un total de 6 a 9 minutos, preferiblemente 7.5 minutos, es decir, un total de 3 ciclos por lote. También es posible llevar el material húmedo directamente a una secadora de aire caliente horizontal o de carga frontal, nuevamente la caída del material al girar el tambor de la secadora permite que la alternancia entre el aire caliente y el aire a temperatura ambiente seque el pvb posconsumo limpio, este proceso debe hacerse por el mismo tiempo entre 5 a 7 minutos. j) Luego, el plástico centrifugado, limpio y seco es pasado por una cortadora para obtener unas hojuelas que tienen un diámetro entre 2 mm y 5 mm, donde este proceso de cortado se lleva a cabo a una velocidad promedio entre 900 y 1200 RPM; k) Posteriormente, el plástico en hojuelas es introducido en una mezcladora, en la cual se agrega entre el 2.0 y 3.0% de Carbonato de Calcio (CaCOa) dependiendo del peso total del lote y la humedad del mismo y se mezcla por un tiempo entre 3 y 8 minutos, preferiblemente 5 minutos; y l) Finalmente, se almacena el producto en bolsas que sean impermeables a la humedad, es decir, que no permitan el paso de humedad. Para obtener el PVB posconsumo acuoso o liquido se pulveriza el PVB posconsumo limpio y se mezcla en un tanque agitador con acetona en un porcentaje entre el 20% 0 30% del peso del lote que se quiere pasar a estado líquido y se agita hasta obtener una pasta que se almacena en recipientes de vidrio. Para obtener la torta de PVB posconsumo, el PVB acuoso obtenido en el paso anterior se deposita en moldes que son sumergidos entre alcohol al 90% por un lapso de 5 a 10 minutos, luego se extraen para secarlos con rayos UV por un tiempo de 2 a 3 horas. Así se obtienen formas diferentes de comercializar el PVB posconsumo limpio.
Así las cosas, el proceso de la presente invención como se definió anteriormente en sus pasos esenciales, se caracteriza porque no genera residuos contaminantes, así como no utiliza compuestos químicos que alteren la naturaleza del producto, somete el PVB a una temperatura elevada en el agua, lo que permite ablandar el material de forma que se expanda y libere las partículas más diminutas de vidrio que aún quedan adheridas a su superficie, asegurando con esto la eliminación total del vidrio. Finalmente, como el material se expande al contacto con la temperatura, es necesario sellar sus poros, lo que se realiza con CaCOa para que el plástico pierda su capacidad adherente y una vez se enfríe en el proceso de secado, las hojuelas no se peguen unas a otras para obtener un producto con la calidad y limpieza deseada para poder ser reutilizado en otros procesos o industria.
Ahora bien, en una modalidad preferida de la invención, el proceso definido anteriormente además incluye una serie de pasos adicionales de control de calidad, dentro de los que se encuentran los siguientes:
1. Para determinar si los pasos del proceso, como fueron descritos anteriormente, fueron efectivos y se logró eliminar la mayor cantidad de vidrio adherido al plástico, se realiza un análisis de determinación de sílice por absorción atómica, donde este contenido debe estar entre 0.001 y 0.01 %, de manera que no afecte los procesos productivos al cual se van a reincorporar esta materia prima; 2. Después del centrifugado del plástico, se realiza un análisis de humedad, por medio de una termobalanza, parámetro que debe estar entre el 2,0 y 3,0%; y
3. Por último, después del sellado con CaCOa se determina el contenido por medio de un análisis de variación de peso, donde se pesa el producto antes y después de la adición del CaCOa.
De acuerdo con lo definido anteriormente, se puede ver claramente que el proceso de la presente invención permite plantear una clara solución al problema existente en el estado del arte, tal como se indicó previamente en el presente documento, dado que se obtiene al final un producto de polivinilbutiral (PVB) posconsumo que es limpio y ha sido retirado de forma adecuada, por lo que tanto el vidrio como dicho PVB posconsumo son productos limpios que pueden ser reutilizados sin inconveniente y evitan al uso de nuevas materias primas, ayudando de este modo con el medio ambiente, además de no utilizar sustancias químicas que pueden ser consideradas como tóxicas o contaminantes.
Aunque la presente invención ha sido definida en términos de las modalidades y/o configuraciones preferidas que permiten obtener el resultado deseado, se entiende entonces que dentro de la presente divulgación se contemplan las múltiples modificaciones y/o alternativas que se puedan derivar de forma evidente para un experto en la materia, razón por la cual el alcance de la presente invención no está definido únicamente por las implementaciones preferidas definidas acá, sino que, por el contrario, el mismo está enteramente definido por las reivindicaciones adjuntas.
Así mismo, el método de la presente invención ha sido definido como una serie de etapas en un orden definido que permiten obtener un resultado; sin embargo, el experto en la materia entiende que estos pasos no están limitados únicamente al orden indicado en el presente documento, sino que se contemplan las variaciones, cambios o modificaciones que se puedan realizar en el mismo, y el orden de dichos pasos, lo que puede llevar a obtener el mismo resultado o uno diferente, el cual también está cubierto por el presente documento.

Claims

REIVINDICACIONES Un proceso de limpieza y recuperación de polivinilbutiral (PVB) a partir de vidrio laminado, caracterizado porque comprende los pasos de: a) triturar el vidrio laminado o materia prima; b) clasificar los desechos como vidrio, siliconas, papel, otros residuos, y el polivinilbutiral (PVB) (plástico); c) triturar mecánicamente a través de rodillos acanalados de forma que destruyan el vidrio adherido y no rompan la película de PVB que se encuentra entre dichos vidrios; d) realizar un lavado inicial al plástico con agua a temperatura ambiente y agitación constante por un tiempo predeterminado, donde dicho lavado se hace en un primer tanque; e) en un segundo tanque de lavado, calentar agua a una temperatura entre 50°C y 80°C; f) una vez el agua en dicho segundo tanque de lavado se encuentra caliente, introducir el plástico en dicho segundo tanque con una agitación constante y por un tiempo predeterminado; g) en un tercer tanque de agitación, agregar una suspensión de Carbonato de Calcio (CaCO3) en agua y calentar a una temperatura entre 30°C y 50°C; h) una vez termina la limpieza en el segundo tanque, introducir el plástico en el tercer tanque de agitación y agitar durante un periodo de 3 a 8 minutos; i) pasar el plástico agitado en el tercer tanque a una centrifuga o secadora, y aplicar ciclos alternos de frío y calor, eliminando el exceso de agua; j) pasar el plástico centrifugado o secado, limpio y seco por una cortadora hasta obtener unas hojuelas con un diámetro entre 2 mm y 5 mm; k) introducir el plástico en hojuelas en una mezcladora, y agregar entre 2.0 y 3.0% de Carbonato de Calcio (CaCOa) y mezclar por un tiempo predeterminado; y l) almacenar el producto obtenido.
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la clasificación de los desechos es de forma manual.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque en el paso de lavado inicial la agitación es entre 20 y 40 RPM y por un tiempo de 5 a 15 minutos.
4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque en el segundo tanque de lavado la agitación es entre 80 y 100 RPM por un periodo de tiempo entre 10 y 15 minutos.
5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque en el tercer tanque de agitación la suspensión de Carbonato de Calcio (CaCO3) en agua está al 5,0% del peso total del lote.
6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque en la centrífuga cada ciclo dura entre 2 y 3 minutos con 3 ciclos por lote, para un total de 6 a 9 minutos.
7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el paso de cortado es realizado a una velocidad promedio entre 900 y 1500 RPM.
8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el paso de introducción de las hojuelas con CaCOa, el mezclado es por un tiempo entre 3 y 8 minutos.
9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el almacenamiento se hace en bolsas impermeables a la humedad.
10. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque además comprende un subproceso de control de calidad que consta de: • realizar análisis de determinación de sílice por absorción atómica;
• después del centrifugado del plástico, realizar análisis de humedad, por medio de una termobalanza; y
• después del sellado con CaCOa, determinar el contenido por medio de un análisis de variación de peso, donde se pesa el producto antes y después de la adición del CaCOa.
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