UNA COMPOSICION DE MATERIAL RECICLABLE EN BASE A POLIOLEFINA RECICLADA Y ALTO CONTENIDO DE CARBONATO CALCICO Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCION DE DICHA COMPOSICION.
Una composición de material reciclable en base a poliolefina reciclada y alto contenido de carbonato cálcico y procedimiento de obtención de dicha composición.
La composición comprende entre un 75% y 87% en peso de carbonato cálcico, entre un 11% y un 23% en peso de poliolefina reciclada y entre un 1% y 3% en peso de otras cargas teniendo el carbonato cálcico utilizado una D{sub,50} de 1 a 2.5 {mi}m y una D98 de 12 a 14 {mi}m y el área superficial está entre 3 y 6 g/m{sub,2}. El procedimiento de obtención comprende la dosificación de unas componentes de partida comprendiendo carbonato cálcico, poliolefina reciclada y entre un 1% y 3% en peso de otras cargas, mezclado de dichos componentes a temperatura ambiente en una mezcladora en continuo durante un periodo de tiempo que evite la degradación del material y proporcione una buena dispersión, fundido de toda la masa de polímero junto con el carbonato y dichas cargas, extrusión de la mezcla fundida y filtrado del plástico que todavía se encuentra en estado líquido
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201000369.
Solicitante: GESTORA CATALANA DE RESIDUOS, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: BARCELONA.
Inventor/es: OLIVA YANES,VICTOR, CHACON PRADO,ISRAEL, MASFERRER ANGLADA,CARLOS.
Fecha de Solicitud: 22 de Marzo de 2010.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 27 de Abril de 2011.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B29B17/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL. › B29B PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR; FABRICACION DE GRANULOS O DE PREFORMAS; RECUPERACION DE LAS MATERIAS PLASTICAS O DE OTROS CONSTITUYENTES DE MATERIALES DE DESECHO QUE CONTIENEN MATERIAS PLASTICAS. › Recuperación de plásticos o de otros constituyentes de materiales de desecho que contengan plástico (recuperación química C08J 11/00).
- C08J5/18 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08J PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS; TRATAMIENTO POSTERIOR NO CUBIERTO POR LAS SUBCLASES C08B, C08C, C08F, C08G o C08H (trabajo, p. ej. conformado, de plásticos B29). › C08J 5/00 Fabricación de artículos o modelado de materiales que contienen sustancias macromoleculares (fabricación de membranas semipermeables B01D 67/00 - B01D 71/00). › Fabricación de películas u hojas.
- C08L23/02 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 23/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono; Composiciones de derivados de tales polímeros. › no modificadas por tratamiento químico posterior.
Clasificación PCT:
Fragmento de la descripción:
Una composición de material reciclable en base a poliolefina reciclada y alto contenido de carbonato cálcico y procedimiento de obtención de dicha composición.
Sector de la técnica
La presente invención hace referencia a un nuevo material completamente ecológico y compuesto esencialmente de carbonato cálcico y poliolefinas provenientes del reciclado. Dicho nuevo material, contiene un porcentaje mayoritario de carbonato cálcico con lo que se convierte en un material de bajo coste y grandes ventajas por su naturaleza 100% reciclable.
La invención también hace referencia a un procedimiento de obtención de la citada composición.
Estado de la técnica anterior
Los materiales producidos con carbonato cálcico en alta concentración y poliolefinas presentan una baja elasticidad y son quebradizos, es por ello que existe una dificultad a la hora de fabricar productos que tienen más de un 75% de CaCO3, puesto que sus aplicaciones se ven limitadas. Además, aunque existen materiales con alta concentración de CaCO3 y plásticos del tipo poliolefinas, estas son vírgenes a diferencia de lo reivindicado en la presente invención que detalla composiciones con poliolefinas recicladas, siendo totalmente independiente del petróleo.
Aunque hay fabricantes como JM Polymers (antiguo MPR Polymers) que también desarrollan compuestos con poliolefinas recicladas y Carbonato Cálcico, su producto tan solo tiene entre un 35% y un 45% de carbonato con un área superficial inferior a 3,5 m2/g, su nombre comercial es CACOREG 3565. Este es un producto altamente fluido, lo que no permite que su dosificación final en algunas aplicaciones pueda ser elevada (superior al 50%).
La solicitud de patente europea EP-A-1842874 presenta un método de fabricación de plástico de un tamaño nano-partícula medioambientalmente compatible que consiste en añadir el elemento químico lantano (metal del grupo de las tierras raras) para producir un producto de bajo coste compatible con el medioambiente con ventajosas características en cuanto a biodegradabilidad, antibacteriano y no tóxico al quemarse.
El método descrito en dicha solicitud de patente incluye calentar el CaCO3 y añadir HST. A continuación, una cantidad predeterminada de disprosio (producto que contiene el Lantano, metal del grupo de las tierras raras, que se utiliza como agente acoplador) se añade varias veces en intervalos de tiempo predeterminados para posteriormente añadir nmZnO2 Ce[CH3(CH2)16CO2<->]3. Después de añadir el nmZnO2, Ce[CH3(CH2)16CO2<->]3, se añade la cera PE (NE-3) y aceite vegetal. Finalmente, el Polietileno virgen se añade para producir las nano-partículas de plástico. El producto resultante es biodegradable, antibacteriano y no tóxico al arder.
El producto final consta de entre un 72% a 89% de CaCO3, 10% a 19% de poliolefina y de 9% a 1% de material auxiliar.
La principal diferencia entre la solicitud EP-A-1842874 y la propuesta de la presente invención es que en dicho antecedente se usa poliolefina virgen mientras que la presente invención trata de poliolefinas recicladas. Otro aspecto a destacar es el hecho que la citada solicitud EP detalla un proceso de producción con un tamaño de partículas del plástico resultante del orden de las nanopartículas. Este tipo de producto presenta desventajas respecto al de esta invención, una de ellas es la dificultad de producción y los costes asociados, puesto que el trabajar con nanopartículas acarrea grandes problemas en cuanto a su manipulación y complejidad de producción. Son necesarias técnicas muy avanzadas que se están aplicando a escala de investigación, pero todavía no se contemplan en el ámbito del procesado industrial de plásticos industriales.
Descripción de la invención
El producto de la presente invención es un compuesto que contiene entre un 75 y un 85% de mineral ecológico procedente de la naturaleza. Dicho mineral está tratado superficialmente para poder hacerlo químicamente compatible con todo tipo de poliolefinas. El tratamiento confiere al producto propiedades mucho menos abrasivas, hidrofóbicas e inocuas respecto a cualquier tipo de aditivo plástico.
El producto descrito es una materia prima de abundante disponibilidad, cuya dependencia en el petróleo es completamente nula lo que confiere al producto una mayor estabilidad en precios.
Se trata de un producto entre un 75% y un 85% menos contaminante que los plásticos originales. No emite gases contaminantes durante su producción y durante su incineración sólo emite gases contaminantes que provienen de la base polimérica.
Es un compuesto plástico 100% reciclable, compatible con agentes degradables.
El producto reivindicado es una composición de material reciclable en base a poliolefina reciclada y carbonato cálcico molido que comprende:
- entre un 75% y 87% en peso de carbonato cálcico con un tamaño medio de partícula (D50) de 1 a 2.5 μm y un corte superior (top cut) de diámetro de partículas (D98) de 12 a 14 μm y el área superficial entre 3 y 6 g/m2,
- entre un 11% y un 23% en peso de poliolefina reciclada y
- entre un 1% y 3% en peso de otras cargas.
Además, el producto reivindicado en la presente invención contiene poliolefinas recicladas con un índice de fluidez inferior a 5 MFI.
También cabe añadir que el carbonato cálcico está tratado con ácido esteárico entre 0.6 y 1.0% en peso.
Las medidas del D50 y D98 se han realizado con un analizador modular del tamaño de partículas conocido como Mastersizer S, equipo que utiliza un sistema de medida basado en técnicas de difracción.
Descripción detallada de un ejemplo de realización
Sin que el presente ejemplo sea limitativo a una única posible elaboración del producto reivindicado en la presente invención, a continuación se presenta una forma industrial de realizar el material de alto contenido de carbonato cálcico y poliolefinas recicladas.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y variaciones de la misma no pretenden excluir otras características técnicas, añadidos, componentes o pasos. Objetos adicionales, ventajas y características de la invención serán obvios a los expertos en la técnica si examinan la descripción, o bien pueden ser deducidos mediante la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a título de ilustración, y no pretenden limitar la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas descritas aquí.
Ejemplo de realización
El proceso comprende inicialmente 2 silos homogeneizadores donde se mantiene el material reciclado homogéneo de Poliolefinas.
Por otro lado, otros cuatro silos, cada uno conteniendo:
Carbonato cálcico
Óxido de calcio
Estearato de zinc (lubricante)
Antioxidante
Cada uno de dichos componentes va a parar a un dosificador gravimétrico, en este caso se trata de un dosificador Brabender (loss in weight feeder) del tipo que dosifica ingredientes fluidos siempre y cuando no tengan características higroscópicas o sean pegajosos; entre los distintos tipos de ingredientes que se pueden utilizar en el dosificador están los pellets o bolitas, polvos, flocados, fibras o ingredientes cortados en trozos pequeños (fibras de vidrio, etc.).
Las proporciones de los componentes en el ejemplo aquí presentado son:
Poliolefinas 18% en peso
Carbonato cálcico 80% en peso
Estearato de zinc 0,4% en peso
Antioxidante (que es una mezcla de ácidos fenólicos y fosfitos) 0,1% en peso.
Una vez los materiales han sido dosificados en la proporción descrita se mezclan a temperatura ambiente mediante un husillo que los introduce premezclados (100% de la fórmula) a la mezcladora en continuo (Farrel CONTINUOUS MIXER 9UM), dicha mezcladora trabaja a una velocidad de 3 a 7 toneladas por hora. El material permanece en la mezcladora de 2 a 3 segundos, de tal forma que no se llegue a degradar el material. En el paso por la mezcladora es necesario conseguir una muy buena dispersión de todos los ingredientes y obtener...
Reivindicaciones:
1. Una composición de material reciclable en base a poliolefina reciclada y carbonato cálcico molido que comprende entre un 75% y 87% en peso de carbonato cálcico, entre un 11% y un 23% en peso de poliolefina reciclada y entre un 1% y 3% en peso de otras cargas, caracterizada porque el carbonato cálcico utilizado tiene una D50 de 1 a 2.5 μm y una D98 de 12 a 14 μm y el área superficial está entre 3 y 6 g/m2.
2. Una composición de material reciclable según reivindicación 1, caracterizada porque la concentración de carbonato cálcico se encuentra, preferiblemente, entre un 76% y 80% en peso.
3. Una composición de material reciclable según reivindicación 1, caracterizada porque el carbonato cálcico está tratado con ácido esteárico entre 0.6 y 1.0% en peso.
4. Una composición de material reciclable según reivindicación 1, caracterizada porque las otras cargas son mezclas de estearato de zinc, agentes antioxidantes como mezclas de ácido fenólico y fosfitos y óxido de calcio.
5. Una composición de material reciclable según reivindicación 1, caracterizada porque la poliolefina es 100% polietileno reciclado.
6. Una composición de material reciclable según reivindicación 1, caracterizada porque la poliolefina es 100% polipropileno reciclado.
7. Una composición de material reciclable según reivindicación 1, caracterizada porque la poliolefina es cualquier mezcla de polietileno reciclado y polietileno reciclado.
8. La composición de material según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde dicha composición es en forma de granza que comprende entre un 75% y 87% en peso de carbonato cálcico, entre un 11% y un 23% en peso de poliolefina reciclada y entre un 1% y 3% en peso de otras cargas, donde dicho film es 100% medioambiental mente compatible, sostenible y ecológico.
9. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en donde dicha composición es en forma de un film compuesto por un 60% de dicha composición, en forma de granza, y el resto con poliolefinas recicladas o vírgenes.
10. Procedimiento de obtención de una composición de material reciclable en base a poliolefina reciclada, caracterizada por comprender las siguientes etapas:
• dosificación de unos componentes de partida comprendiendo entre un 75% y 87% en peso de carbonato cálcico, entre un 11% y un 23% en peso de poliolefina reciclada y entre un 1% y 3% en peso de otras cargas;
• mezclado a temperatura ambiente de dichos componentes e introducción en una mezcladora en continuo durante un período de tiempo que evite la degradación del material y proporcione una buena dispersión;
• fundido de toda la masa de polímero junto con el carbonato y dichas cargas;
• extrusión de la mezcla fundida; y
• filtrado del plástico que todavía se encuentra en estado líquido a 200ºC de temperatura.
11. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho tiempo de permanencia en la mezcladora en continuo es de aproximadamente 2 segundos.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho fundido de toda la masa de polímero junto con el carbonato y dichas cargas se realiza a una temperatura aproximada de 220-240ºC.
13. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la extrusora es una extrusora con cambiador de filtros.
14. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el material que sale de la extrusora, mediante un sistema granceador, se corta en cabezal bajo agua para hacer la granza, se seca y se almacena en un silo.
15. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la poliolefina se añade a la composición para proporcionar un film con una proporción de poliolefina de hasta un 23%.
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