1. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras,

caracterizado porque comprende:- medios de reducción, para reducir el tamaño de las fibras hasta una longitud entre 3 y 50 mm.;- una primera tolva (1) de carga para recibir la fibra de tamaño reducido;- un par de rodillos alimentadores (2) con giro contrarrotante, para proporcionar un caudal de dosificación deseado de fibras, ubicados al fondo de la primera tolva (1), dotados de unos medios de arrastre y retención (3) de las fibras y girando a una velocidad controlada proporcional al caudal a dosificar;- un rodillo desfibrador (4) ubicado a continuación de los rodillos alimentadores y recubierto al menos parcialmente con fibras rígidas, para separar individualmente las fibras, consiguiendo un caudal regular;- un elemento de descarga y dosificación (6) para recibir las fibras del rodillo desfibrador (4) que permite ajustar el caudal de fibras según una proporción establecida y ajustar la velocidad de los rodillos alimentadores (2); y- una segunda tolva (7) dinámica, que comprende un conjunto de cintas (8) verticales contrapuestas para conducir las fibras aprisionando dichas fibras entre dichas cintas (8), desde donde las fibras pueden introducirse en la extrusora o la inyectora directamente en el husillo principal o, preferentemente, por medio de un alimentador lateral (9).2. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de arrastre y retención (3) comprenden púas (3) rígidas de acero inoxidable de forma cónica con base circular, que están dispuestas recubriendo los rodillos alimentadores (2).3. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque las púas (3) presentan una longitud de entre 10 y 20 mm., un diámetro de base de entre 3 y 5 mm. y una densidad de entre 0.2 y 1 púas por cm{sup,2}.4. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de descarga (6) es un dosificador (6) gravimétrico horizontal de cinta sin fin.5. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque está situado sobre la extrusora (9) o inyectora (9) a alimentar formando parte integrante de dicha extrusora (9) o inyectora (9)

Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en procesos de extrusión o inyección.

Objeto de la invención

La presente invención se puede incluir dentro del campo técnico de la elaboración de elementos estructurales mediante inyección o extrusión de polímeros plásticos. En concreto, la invención tiene por objeto un dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en procesos de inyección y extrusión.

Antecedentes de la invención

Los materiales plásticos empleados en la fabricación de elementos estructurales mediante extrusión o inyección conjunta de resinas poliméricas termoplásticas, como PET, PP, PA y demás polímeros, necesitan incorporar cargas de fibras de diversa naturaleza, tales como aramida, vidrio, carbono, celulosa, etc., con el fin de incrementar las propiedades mecánicas de dichas resinas, especialmente, el módulo elástico, la resistencia a ruptura, la resistencia a fatiga, la resiliencia, la resistencia al impacto y otras que satisfagan los requerimientos de los elementos estructurales fabricados.

Se conocen en el mercado dos sistemas para alimentar dichas fibras en las máquinas empleadas para la transformación de plásticos:

- Alimentación directa de la máquina extrusora o inyectora con la fibra en forma de filamento continuo;

- Alimentación de las fibras previamente cortadas y densificadas, bien empleando como ligante la resina polimérica que se pretende reforzar o bien ligando los filamentos entre sí mediante un adhesivo que, para las fibras de vidrio, suele ser una dispersión acuosa de poliuretano, como por ejemplo, la gama Baybond de Bayer.

Ninguno de los dos sistemas descritos es adecuado para dosificar las fibras cuando dichas fibras proceden de triturar materiales reciclados, tejidos o madejas de fibras, debido a que dichas fibras presentan una naturaleza poco compacta (densidad aparente generalmente menor de 50 g/dm³) y una longitud variable, generalmente superior a a 15 mm. Para poder emplear dichas fibras en un procedimiento como los descritos, sería necesario someter a dichas fibras a una serie de etapas complicadas y costosas, tales como:

a. Primer corte: Precortes perpendiculares (dos cortadoras a 90º) de los retales en trozos de una superficie aproximada de 300-400 cm² (ajustando el tamaño al mínimo posible que evite que se desfibren)

b. Impregnación de adhesivo: Impregnación de los retales cortados con un adhesivo (como el baybond ya citado, por ejemplo) mediante aspersión en una máquina que además permita voltear el producto para asegurar una impregnación uniforme.

c. Curado del adhesivo: Secado y polimerización del adhesivo en un horno, los adhesivos requieren habitualmente temperaturas de curado del orden de 140-170ºC y un tiempo de estancia de 20-30 min.

d. Segundo corte: Corte final que consta de dos cortes perpendiculares (otras dos cortadoras a 90º) para conseguir partículas de un tamaño de 1-2 cm², posteriormente dosificable en una extrusora o una inyectora.

Descripción de la invención

La presente invención resuelve el inconveniente mencionado por medio, de un dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, que permite la dosificación de fibras procedentes de materiales reciclados sin necesidad de un procedimiento previo de densificación como el descrito anteriormente, de: primer corte, impregnación, secado y polimerización del adhesivo y segundo corte.

El dispositivo de la invención permite realizar una alimentación y dosificación de las fibras previamente cortadas por medio de métodos tradicionales de reducción de tamaño, en una extrusora o inyectora de polímeros termoplásticos para la fabricación de composites sin necesidad de densificación.

Los retales de tejidos o madejas de fibras se cortan según dos direcciones perpendiculares, empleando unos medios de reducción que son sendas cortadoras (que pueden ser tanto rotativas como de vaivén mediante bielas) orientadas a 90º. También pueden emplearse otros medios de reducción de tamaño como molinos, ultrasonidos, o rayos láser. La longitud de corte debe situarse entre 3 y 50 mm., preferentemente entre 5 y 20 mm.

En caso de ser necesario o conveniente, los recortes obtenidos pueden ser almacenados en un silo intermedio o en sacos, para su posterior utilización.

Los recortes son enviados, en su caso desde el los medios de reducción o desde el almacén o silo, a un conjunto abridor-dosificador situado sobre la extrusora o la inyectora, y que consta de los siguientes elementos:

- una primera tolva de carga de paredes verticales, que puede estar dotada de un control de nivel;

- un par de rodillos alimentadores con giro contrarrotante, para proporcionar el caudal de dosificación deseado de fibras, ubicados al fondo de la tolva, dotados de unos medios de arrastre y retención de las fibras, dichos rodillos alimentadores dotados de una rotación cuya velocidad está controlada para que sea proporcional al caudal de dosificación deseado. Los medios de arrastre y retención consisten en los recubrimientos-guarnición habitualmente usados en el tratamiento de las fibras textiles, dentro de los que preferentemente seleccionamos las guarniciones de púas cónicas rígidas, donde dichas púas son de acero inoxidable de forma cónica con base circular. La longitud y la densidad de las púas dependen del tipo de fibras a tratar, teniendo dichas púas una longitud de entre 10 y 20 mm., un diámetro de base de entre 3 y 5 mm. y una densidad de entre 0.2 y 1 púas por cm².

- un rodillo desfibrador ubicado a continuación de los rodillos alimentadores y recubierto al menos parcialmente con fibras rígidas como poliamida, que gira a una velocidad de entre 500 y 1500 rpm para separar individualmente las fibras, consiguiendo un caudal regular controlado por un elemento de descarga, preferentemente un dosificador gravimétrico horizontal, ubicado a continuación del rodillo desfibrador.

- El elemento de descarga y dosificación, sobre el cual descarga el rodillo desfibrador, sirve para ajustar el caudal de fibras según una proporción establecida y también sirve para ajustar la velocidad de los rodillos alimentadores, con el fin de conseguir una velocidad adecuada sobre dicho elemento de descarga, y consiste preferentemente en una cinta de dosificación gravimétrica como por ejemplo el modelo SWB de la compañía K-Tron.

Las fibras, tal como se encuentran a la salida del elemento de descarga, no pueden fluir libremente en una tolva convencional de alimentación, motivo por el cual el elemento de descarga y dosificación descarga las fibras sobre una segunda tolva dinámica, que comprende un conjunto de cintas verticales contrapuestas para conducir las fibras aprisionando dichas fibras entre dichas cintas. Al final de dicho conjunto de cintas verticales, las fibras entran bien directamente en un husillo o husillos principales de la extrusora o inyectora, bien en un alimentador lateral de dichas inyectora o extrusora que, a su vez las transporta hacia el husillo principal.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista esquemática de los elementos que componen el dispositivo de la invención.

Realización preferente de la invención

Como ejemplo de realización preferente de la invención se describe seguidamente, con ayuda de la figura 1 adjunta, un dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras empleado para alimentar fibra de vidrio procedente del corte de retales de tejidos en una extrusora de husillos co-rotantes para la fabricación de perfiles de PET reforzados.

Después de someter, en sendas cortadoras, a las fibras a dos cortes a 90º y a una longitud de 20 mm., dichas fibras se introducen en una primera tolva (1) vertical, al fondo de la cual están dispuestos un par de rodillos alimentadores (2) contrarrotantes recubiertos de púas...

1. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, caracterizado porque comprende:

- medios de reducción, para reducir el tamaño de las fibras hasta una longitud entre 3 y 50 mm.;

- una primera tolva (1) de carga para recibir la fibra de tamaño reducido;

- un par de rodillos alimentadores (2) con giro contrarrotante, para proporcionar un caudal de dosificación deseado de fibras, ubicados al fondo de la primera tolva (1), dotados de unos medios de arrastre y retención (3) de las fibras y girando a una velocidad controlada proporcional al caudal a dosificar;

- un rodillo desfibrador (4) ubicado a continuación de los rodillos alimentadores y recubierto al menos parcialmente con fibras rígidas, para separar individualmente las fibras, consiguiendo un caudal regular;

- un elemento de descarga y dosificación (6) para recibir las fibras del rodillo desfibrador (4) que permite ajustar el caudal de fibras según una proporción establecida y ajustar la velocidad de los rodillos alimentadores (2);

y

- una segunda tolva (7) dinámica, que comprende un conjunto de cintas (8) verticales contrapuestas para conducir las fibras aprisionando dichas fibras entre dichas cintas (8), desde donde las fibras pueden introducirse en la extrusora o la inyectora directamente en el husillo principal o, preferentemente, por medio de un alimentador lateral (9).

2. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de arrastre y retención (3) comprenden púas (3) rígidas de acero inoxidable de forma cónica con base circular, que están dispuestas recubriendo los rodillos alimentadores (2).

3. Dispositivo dosificador de fibras redoladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque las púas (3) presentan una longitud de entre 10 y 20 mm., un diámetro de base de entre 3 y 5 mm. y una densidad de entre 0.2 y 1 púas por cm².

4. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de descarga (6) es un dosificador (6) gravimétrico horizontal de cinta sin fin.

5. Dispositivo dosificador de fibras recicladas para la fabricación de composites en extrusoras o inyectoras, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque está situado sobre la extrusora (9) o inyectora (9) a alimentar formando parte integrante de dicha extrusora (9) o inyectora (9).