ES2995588T3 - Process for manufacturing components from reclaimed textile fabric products - Google Patents
Process for manufacturing components from reclaimed textile fabric products Download PDFInfo
- Publication number
- ES2995588T3 ES2995588T3 ES22152535T ES22152535T ES2995588T3 ES 2995588 T3 ES2995588 T3 ES 2995588T3 ES 22152535 T ES22152535 T ES 22152535T ES 22152535 T ES22152535 T ES 22152535T ES 2995588 T3 ES2995588 T3 ES 2995588T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- textile
- polymer
- substrate
- wood
- particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004753 textile Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 120
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 97
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 135
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 115
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 104
- 239000010784 textile waste Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 151
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 87
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 54
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 47
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 44
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 44
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 44
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 36
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 29
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 20
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 claims description 19
- 239000012620 biological material Substances 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 claims description 14
- -1 denim Substances 0.000 claims description 12
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 12
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 11
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 11
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 11
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000280 densification Methods 0.000 claims description 9
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 claims description 7
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 7
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 claims description 6
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 claims description 6
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 claims description 6
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000011487 hemp Substances 0.000 claims description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 5
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 claims description 4
- 239000010985 leather Substances 0.000 claims description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 3
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 claims description 3
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 claims description 3
- 240000003433 Miscanthus floridulus Species 0.000 claims 2
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 claims 2
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 claims 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims 2
- 235000015928 Hibiscus cannabinus Nutrition 0.000 claims 1
- 239000004758 synthetic textile Substances 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 22
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 22
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 19
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 16
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011176 biofiber Substances 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 10
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 9
- 241000878007 Miscanthus Species 0.000 description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 6
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 4
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920005789 ACRONAL® acrylic binder Polymers 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000965 Duroplast Polymers 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 2
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 2
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004716 Ethylene/acrylic acid copolymer Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000557119 Platystemon Species 0.000 description 1
- 229920000538 Poly[(phenyl isocyanate)-co-formaldehyde] Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019219 chocolate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 235000020965 cold beverage Nutrition 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 1
- 239000002706 dry binder Substances 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000013410 fast food Nutrition 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 1
- 244000144992 flock Species 0.000 description 1
- HANVTCGOAROXMV-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine;urea Chemical compound O=C.NC(N)=O.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 HANVTCGOAROXMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMJMQKOTEHYCRN-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine;urea Chemical compound O=C.NC(N)=O.OC1=CC=CC=C1.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 HMJMQKOTEHYCRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 235000013611 frozen food Nutrition 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 235000014168 granola/muesli bars Nutrition 0.000 description 1
- 235000012171 hot beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000011101 paper laminate Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- HXHCOXPZCUFAJI-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoic acid;styrene Chemical class OC(=O)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 HXHCOXPZCUFAJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 235000013618 yogurt Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
- D04H1/732—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by fluid current, e.g. air-lay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N1/00—Pretreatment of moulding material
- B27N1/003—Pretreatment of moulding material for reducing formaldehyde gas emission
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
- B27N3/002—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
- B27N3/007—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres and at least partly composed of recycled material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
- B27N3/02—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
- B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4274—Rags; Fabric scraps
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
- D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/06—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by dry methods
- D21B1/08—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by dry methods the raw material being waste paper; the raw material being rags
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
La invención se refiere a un proceso para producir compuestos de partículas/polímeros utilizando un sustrato S que comprende productos textiles desmenuzados y un aglutinante polimérico P, proporcionando así un nuevo método de reciclado/reciclaje de residuos textiles. Además, se describe un proceso para la fabricación de un artículo moldeado obtenido a partir del compuesto de partículas/polímeros a base de textiles y su uso. El proceso incluye las etapas de introducir un producto textil desmenuzado como sustrato particulado en una corriente de gas, poner en contacto el sustrato con una dispersión, solución o líquido de aglutinante polimérico en la corriente de gas, secar el sustrato en la corriente de gas, transferir el sustrato seco a una capa, un suelo o un molde, y densificar. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Proceso de fabricación de componentes a partir de productos de materia textil recuperados
La invención se refiere a un proceso para producir compuestos de partículas/polímeros usando un sustrato S que comprende productos de materia textil triturados y un aglutinante polimérico P, proporcionando con el mismo un nuevo método de reciclaje/superreciclaje de desechos textiles. Asimismo, se describe un proceso para la fabricación de un artículo moldeado obtenido a partir del material compuesto de partículas/polímero a base de textiles y el uso del mismo.
Antecedentes
Uno de los grandes retos a los que se enfrenta la humanidad en los últimos años es la reducción de las emisiones de CO<2>a la atmósfera terrestre. Por un lado, esto se logra reduciendo el uso de combustibles fósiles, pero, por otro lado, también se están investigando procesos para almacenar CO<2>en la tierra. En principio, una primera etapa es el mayor uso de materias primas renovables en áreas técnicas como la automoción, bienes de consumo, etc., que almacenan temporalmente CO<2>al menos durante unos años y son neutrales en el equilibrio de CO<2>a corto plazo durante esta fase de uso.
Estos incluyen, por ejemplo, películas de almidón biodegradables o maderas enchapadas que, modificados en consecuencia, se usan como revestimiento en el interior de los automóviles.
Sería especialmente deseable que no sólo se pudieran usar materiales recién producidos para tales aplicaciones, pero también materias primas que de otro modo serían desechadas como desechos.
Las materias primas relevantes para la invención son materias textiles usadas, tal como, en particular, algodón recuperado, que comprende, por ejemplo, prendas y textiles a base de algodón, pantalones vaqueros usados (mezclilla) y otros tipos de desechos de algodón. En adelante, dichas materias primas también se denominarán "productos de materia textil recuperados" o, más concretamente, "algodón recuperado".
En el sentido de la presente invención, la expresión "producto(s) textil(es)" o "materia(s) textil(es)" o "producto(s) de materia textil" cubre no sólo prendas de vestir y textiles (para el hogar) de algodón o a base de algodón, sino también cualquier otra fibra natural o sintética o material textil habitual, incluidos (sin limitarse a ellos) los desechos de algodón o restos textiles del proceso de fabricación de prendas de vestir, lana, seda, fibras de yute, fibras de cáñamo, fibras kenaf(Hibisco cannabino),terciopelo, tafetán, fibras derivadas del cuero, fibras cortadas de celulosa, así como fibras sintéticas, incluidas poliamidas, poliéster, poliolefinas, poliuretanos, nailon, acrílicos y aramidas. Se prefieren materias textiles a base de fibras naturales como el algodón y los productos de algodón (por ejemplo, mezclilla, desechos de algodón), lana, seda, yute, fibras de cáñamo y kenaf, así como fibras derivadas del cuero y fibras discontinuas de celulosa. Los más preferidos son el algodón y los productos de algodón (por ejemplo, mezclilla, desechos de algodón), yute, fibras de cáñamo y kenaf.
Las cantidades de materias textiles usados y desechados han aumentado significativamente en los últimos años, también debido a la creciente disponibilidad de prenda barata y de baja calidad y a que la moda cambia cada vez más rápidamente. La mayoría de estos productos de materia textil de baja calidad y a menudo dañados no pueden reutilizarse en tiendas de segunda mano ni destinarse a donaciones benéficas, sino que deben desecharse. Todavía existen pocos métodos industrial y económicamente razonables para reprocesar o superreciclar estos desechos textiles y, por lo tanto, una gran cantidad de estos desechos textiles generalmente se queman o se reciclan como textiles recuperados de baja calidad, por ejemplo, para su uso como material aislante o de relleno o como vellón de cobertura en obras de construcción.
En general, el reciclaje significa un proceso de conversión de materiales de desecho en nuevos materiales y objetos o sus materias primas se convierten en materias primas secundarias. En este concepto se incluye a menudo la recuperación de energía a partir de materiales de desecho. La reciclabilidad de un material depende de su capacidad de recuperar las propiedades que tenía en su estado virgen u original. Un aspecto específico de los métodos de reciclaje es el denominado superreciclaje, que describe una reutilización creativa de los materiales de desecho y que es un proceso de transformación de subproductos, materiales de desecho, productos inútiles o no deseados en nuevos materiales o productos percibidos como de mayor calidad o valor ambiental. La recuperación de materias textiles es de gran importancia económica para ahorrar recursos y reducir las crecientes cantidades de desechos textiles.
Como se ha mencionado anteriormente, hay algunos procesos disponibles para reutilizar desechos textiles triturados para producir prenda nueva (reciclada) o materiales de vellón compuestos de manera tosca, que se usan principalmente como materiales de recubrimiento o aislamiento en obras de construcción.
En general, estos procesos para recuperar (reciclar) productos de desecho textiles consumen mucho tiempo y dinero y pueden verse influenciados negativamente por el requisito de separar los diferentes tipos de materiales textiles y/o eliminar elementos decorativos no textiles.
La patente EP3049563B1 y la solicitud internacional correspondiente WO2015/044894A1 se refieren a un método de fabricación de productos a partir de desechos textiles, en particular, desechos textiles que comprenden mayoritariamente fibras vegetales o animales, en particular, algodón o lana. En el mismo se describe un proceso de fabricación de un producto a partir de desechos textiles mediante la recolección y granulación de los desechos textiles en fibras, mezclando los desechos textiles granulados con un aglutinante termoplástico y formando a partir de los mismos una estera no tejida.
En el documento EP3049563B1 también se hace referencia al documento WO01/32405, que se refiere a un método para formar láminas y otros artículos compuestos termoplásticos reforzados con fibra, en particular a aquellos métodos y artículos que puedan incluir desechos o materiales fibrosos reciclados, como, por ejemplo, un textil. El método comprende una etapa de obtención o producción de un material termoplástico de desecho, tal como polietileno en virutas. En el método descrito en el presente documento, se produce un flocado a partir del material fibroso y se mezcla con un material termoplástico, que después se calienta bajo presión para fundir al menos parcialmente el material termoplástico y hacer que se fusione parcialmente en el artículo compuesto. El material compuesto se mantiene bajo presión hasta que la temperatura del artículo cae por debajo de la temperatura de fusión del material termoplástico.
Los procesos conocidos del estado de la técnica comprenden el procesamiento en seco de las fibras textiles y del aglutinante polimérico, es decir, mezclando fibras secas con polvos de polímero o partículas de polímero o resinas fenólicas. La mezcla en seco de las fibras textiles con polvo o partículas aglutinantes secas da como resultado una distribución estadísticamente irregular debido a la distribución macroscópica dada de las fibras textiles y el polvo/las partículas aglutinantes. Esto provoca una cobertura irregular de las fibras textiles con el aglutinante (fundido) y áreas (fibras) no cubiertas lo suficiente o en absoluto con aglutinante, lo que da lugar a puntos débiles en el material compuesto final.
Los inventores de la presente invención han desarrollado un nuevo método para reciclar/superreciclar productos de desecho textiles mediante la fabricación de productos compuestos y artículos moldeados a partir de los mismos, que evitan, en particular, las desventajas antes mencionadas de los procesos conocidos. En particular, los inventores de la presente invención han desarrollado un proceso nuevo y mejorado para reciclar/superreciclar fibras textiles (desechos) y para preparar materiales compuestos a partir de las mismas, que por primera vez usa un proceso de encolado húmedo con aglutinantes húmedos (líquidos). El nuevo método descrito en el presente documento se basa en el denominado proceso Blowline, en donde los materiales aglutinantes líquidos (disueltos o dispersos) se ponen en contacto con las fibras textiles, cubriendo (pegando) así la superficie de cada fibra textil con el aglutinante, lo que conduce a una distribución perfecta y esencialmente completa del aglutinante en el material compuesto y, con ello, a materiales compuestos mejorados y más estables. Al pegar cada fibra por separado, la formación de fibras insuficientes o no cubiertas y los puntos débiles resultantes se pueden reducir significativamente o incluso evitar por completo. Esto ofrece la ventaja adicional de que se puede usar menos aglutinante y al mismo tiempo lograr altas propiedades mecánicas (por ejemplo, estabilidad). El nuevo proceso descrito en el presente documento ha sido desarrollado previamente por los inventores de la presente invención para reciclar/superreciclar desechos de papel mediante la formación de un producto compuesto a partir de productos de papel triturados pegados con polímero o recubiertos con polímero y un polímero termoplástico, divulgado en el documento EP4148174. En el presente documento, como material aglutinante se usan polímeros termoplásticos.
Este proceso ahora se ha modificado y desarrollado aún más como se describe en el presente documento para ofrecer nuevos procesos de reciclaje/superreciclaje para productos de desechos textiles, que evitan las desventajas de los procesos conocidos.
En el documento WO2021/047802 se describe un proceso para superreciclar posos de café mediante la producción de materiales compuestos termoformables y/o estampables a partir de una mezcla de posos de café particulados y un polímero termoplástico que tiene una Tg > 2o °C.
La presente invención proporciona ahora un nuevo método para reciclar/superreciclar también productos de desecho textiles, que permite proporcionar materiales compuestos con propiedades fácilmente ajustables del material compuesto, como en general todas las propiedades mecánicas, incluyendo rigidez, elasticidad, resistencia al agua, propiedades de adsorción e hinchamiento, así como propiedades aislantes. Además, se ha descubierto que el nuevo proceso de la presente invención ofrece opciones más amplias con respecto a la selección del material aglutinante, tan sorprendentemente, además de los polímeros termoplásticos usados en la técnica anterior, los aglutinantes duroplásticos (termoendurecibles) también se pueden procesar con éxito para obtener dichos compuestos. Los inventores han descubierto además opciones adicionales para controlar, ajustar o mejorar las propiedades de los materiales compuestos resultantes, lo que ofrece una amplia variedad de productos compuestos con diferentes propiedades para muchas necesidades diferentes. Estas opciones de ajuste adicionales incluyen, por ejemplo, la adición de otros productos de desecho, como los productos de desecho de papel descritos en el documento EP4148174 y/o la adición de otras biofibras, por ejemplo, en forma de bambú, miscanto o madera (o mezclas de los mismos) triturados o en partículas.
El documento WO2008/112656 Al divulga un material de tablero de algodón regenerado compuesto de fibra de pelusa de algodón seca y fibra de madera. Además, el material puede contener fibras no celulósicas, como fibras sintéticas u otras fibras naturales. El algodón puede obtenerse a partir de algodón recuperado, como mezclilla azul, y las fibras de madera pueden obtenerse a partir de pulpa de madera reciclada derivada de tablero reciclado o tablero corrugado. Otras fibras naturales que pueden estar incluidas incluyen el cáñamo y el yute. Por último, se pueden usar además fibras sintéticas, tales como poliéster, nailon, acrílicos, poliamidas, poliolefinas y aramidas. El proceso descrito comprende la formación de una suspensión acuosa de fibras que comprende fibras de algodón secas y fibras de madera, procesamiento húmedo de la fibra, calandrado del material fibroso para eliminar la mayor parte del agua y secado de los materiales calandrados resultantes. En lugar del material de madera, se puede usar un aglutinante y el procesamiento se puede realizar usando una máquina de fabricación de papel convencional para producir el material de tablero.
El documento WO2008/057390 A2 divulga productos de madera de ingeniería (compuestos) que incluyen madera y/u otras fibras celulósicas y fibras no celulósicas, todo o parte de los cuales pueden derivarse de materiales postindustriales y/o posconsumo. Los productos de madera también incluyen un agente aglutinante como látex y pueden estar en forma de lámina, un artículo tridimensional o una pluralidad de láminas laminadas, y puede incluir una o más capas adicionales tales como capas de capa superior, capas de refuerzo, capas de amortiguación, capas de chapas de madera, etc. Las fibras que se pueden usar incluyen algodón, lana, yute, fibras derivadas de cuero y/o fibras cortadas de celulosa, kenaf, cáñamo y fibras sintéticas como poliamidas, poliéster, poliolefinas, poliuretanos etc. Los productos de madera diseñados se pueden usar como suelos, en una construcción o ebanistería. El proceso de obtención de los productos de madera de ingeniería incluye a) formar una suspensión a partir de la combinación de fibras de madera, fibras no leñosas seleccionadas de fibras celulósicas naturales, polímeros sintéticos y fibras inorgánicas, cargas y/o agentes hidrófobos, si se desea, una resina catiónica resistente a la humedad o poliamina, b) agregar un aglutinante a la suspensión, c) agregar un agente floculante a la suspensión, d) flocular las fibras, e) calandrar el material de fibra para eliminar la mayor parte del agua, f) secar el material calandrado resultante y darle la forma deseada, y g) calentar el material moldeado resultante bajo presión para formar un producto de madera industrial.
El documento DE 10041 765 Al divulga un proceso para obtener materiales de madera a partir de papel usado, como papel de periódico o de revista, que comprende prepara una suspensión a partir de papel usado, agregar una emulsión de resina libre de formaldehído y un agente floculante, eliminar de agua por filtración, exprimir al máximo el agua de la torta de filtración obtenida y secarla.
Otras desventajas de los procesos descritos anteriormente son la necesidad de grandes cantidades de agua de procesamiento y que el secado de los productos requiere mucha energía.
El documento EP3396059A1 divulga un dispositivo de procesamiento adecuado para fibrilar materiales fibrosos. El dispositivo de procesamiento es adecuado para formar láminas, tales como hojas de papel, a partir del material fibroso.
El documento GB2317189A describe un material para paneles de vehículos que comprende una mezcla de material termoformable triturado reciclado y material de revestimiento de techo reprocesado que incluye capas fibrosas con fibras de poliéster, fibras de vidrio y una resina termoendurecible.
El documento DE19536074A1 describe un componente compuesto que comprende un aglutinante y un refuerzo de fibra natural, en donde en la estructura, el refuerzo comprende fibras naturales total o parcialmente recicladas, especialmente de yute o sisal. También se describe un proceso para producir el componente compuesto.
El objeto de la presente invención ha sido, por lo tanto, proporcionar un nuevo método para manejar las cantidades emergentes de productos de desecho textiles y proporcionar un proceso rentable para reciclar/superreciclar productos de desecho textiles. El objeto de la invención trata de proporcionar un proceso de superreciclaje para proporcionar no solo tela o tejido de algodón reciclado (recuperado), mezclilla y/o prendas recuperadas, sino nuevos productos de mayor valor basados en los materiales de desecho textiles. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un proceso para reciclar/superreciclar productos de desecho textiles y preparar materiales compuestos a partir de los mismos, lo que evita las desventajas descritas anteriormente de los procesos conocidos. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un proceso para producir un material compuesto de partículas/polímero y una pieza moldeada de partículas/polímero que se pueda obtener a partir del mismo, que se basa en productos de materia textil triturados (particulados), en particular, algodón recuperado triturado, y que se puede producir a bajo coste. Otro objeto es proporcionar nuevos materiales compuestos con propiedades mecánicas mejoradas, incluyendo rigidez, elasticidad, resistencia al agua, propiedades de adsorción e hinchamiento, así como propiedades aislantes. Otro objeto se refiere a proporcionar nuevos materiales compuestos para proporcionar partes moldeadas para diversas aplicaciones, incluyendo, por ejemplo, partes para aplicaciones interiores. Un objeto adicional de la invención era proporcionar un proceso que ahorrara costes y energía para reciclar/superreciclar productos de materia textil de desecho.
El objeto se ha resuelto desarrollando un nuevo proceso de fabricación de compuestos de partículas/polímeros a base de textiles a partir de productos de materia textil recubiertos de polímeros triturados, en particular, algodón recuperado. En particular, este objeto se consigue mediante el procedimiento descrito con más detalle a continuación y de acuerdo con las reivindicaciones.
El objeto de la presente invención se resuelve en particular mediante un proceso de fabricación de un material compuesto de partículas/polímero a base de textiles usando un sustrato particulado S que comprende productos de materia textil triturados y al menos un aglutinante polimérico P, que comprende las siguientes etapas:
(i) el sustrato particulado S se introduce en una corriente de gas, después
(ii) el sustrato particulado S se pone en contacto con una dispersión, solución o líquido del aglutinante polimérico P en la corriente de gas, después
(iii) el sustrato particulado S en contacto con el aglutinante polimérico P se deja secar en la corriente de gas y se deposita, después
(iv) el sustrato en contacto con el aglutinante depositado obtenido se convierte en una capa o se transfiere a un molde de una forma deseada, y después
(v) el sustrato en contacto con el aglutinante se densifica (compacta) a una temperatura adecuada para formar el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles,
en donde
(a) el sustrato S comprende productos de materia textil triturados; y
(b) el aglutinante polimérico P es termoplástico y tiene una temperatura de transición vítrea [TgP] > -20 °C medida de acuerdo con la normativa DIN EN ISO 11357-2 (20l309), o
(c) el aglutinante polimérico P es duroplástico.
También se divulgan en el presente documento los propios compuestos de partículas/polímeros, que se pueden obtener de acuerdo con el procedimiento de acuerdo con la invención, así como su uso para la fabricación de molduras de partículas/polímeros (artículos moldeados), como elementos en construcciones tales como paneles de pared, separadores de ambientes, suelos, baldosas, mostradores y en mobiliario, así como en partes para interiores de automóviles, instrumentos musicales o cualquier otra aplicación adecuada.
Descripción detallada de la invención
Una característica del procedimiento de acuerdo con la invención es que se basa en productos de materia textil triturados (particulados) (como se han definido anteriormente), lo que permite no sólo su reciclaje, sino más bien un superreciclaje hacia nuevos productos de alta calidad, diferentes de los típicos productos de materia textil. Al usar el proceso descrito en el presente documento con un sustrato basado en productos de materia textil triturados (particulados), es posible además preparar productos como artículos moldeados para una variedad de posibles aplicaciones (por ejemplo, accesorios para automóviles, partes moldeadas para el interior de automóviles, partes de instrumentos musicales, etc.) o elementos para su uso en construcciones, tales como paneles de pared, separadores de ambientes, suelos, baldosas, mostradores y en mobiliario, y en general cualquier parte o elemento que sea adecuado para sustituir partes o elementos convencionales de plástico o madera (por ejemplo, chapas, tableros a base de madera como tableros de partículas, MDF, OSB y otros que generalmente se preparan usando resinas que contienen formaldehído) de manera que se ahorra mucho más tiempo y energía y, así, es más rentable y más respetuoso con el medio ambiente y sostenible.
Para obtener el sustrato textil S para el proceso de la invención, los productos de materia textil se particulan, por ejemplo, mediante trituración, corte, troceado, molienda, o cualquier otro método adecuado para triturar productos de materia textil.
Si se usan prendas viejas u otros tejidos recuperados, puede ser necesario eliminar botones, cremalleras y otros accesorios (elementos decorativos) antes o después de la trituración, pero, en cualquier caso, antes de convertir los materias textiles particulados en pulpa mediante un proceso convencional, por ejemplo, mediante procesamiento húmedo a través de batido o mediante corte en seco y posterior dispersión en agua, o mediante el uso de un refinador de discos y posterior mezcla con agua para obtener una pulpa.
Los productos de materia textil triturados (particulados) S usados de acuerdo con la invención pueden tener un tamaño de partícula de < 5 mm de longitud y < 2 mm de anchura. La relación longitud/anchura es preferentemente > 3, más preferentemente > 5 y lo más preferentemente > 20.
En el proceso de la invención los productos de materia textil de desecho se trituran (se convierten en partículas), por ejemplo, mediante trituración, corte, troceado, molienda u otro modo de aplastamiento. Los productos de materia textil particulados S se tratan después con agua y presión a temperaturas entre 100 y 200 °C, preferentemente < 200 °C, más preferentemente <180 °C, incluso más preferentemente <160 °C, la temperatura más preferida es < 140 °C. El intervalo de temperatura preferido es entre > 110 °C y < 160 °C, más preferentemente entre > 110 °C y < 140 °C. La pulpa de partículas textiles resultante se muele preferentemente en una etapa posterior para obtener partículas textiles aún más pequeñas.
Las referencias a "partícula(s) textil(es)" o "partícula(s)" del "material compuesto/partícula" significan los materiales de tejido textil triturados o particulados y corresponden a "fibras" textiles.
La pulpa de partículas textiles forma el sustrato S de la invención, que después se introduce en la corriente de gas.
De acuerdo con la invención, otro componente esencial es un aglutinante polimérico P. Como aglutinante polimérico P, un polímero termoplástico P, cuya temperatura de transición vítrea TgP, medida de acuerdo con la norma DIN EN ISO 1l357-2 (2013-09), es > -20 °C, preferentemente > -10 °C, más preferentemente > 20 °C, aún más preferentemente > 40 °C y particularmente preferentemente es > 60 °C, se puede usar.
También es posible usar un sistema de endurecimiento duroplástico (termoendurecible) como aglutinante. Estrictamente hablando, los materiales aglutinantes duroplásticos (termoendurecibles), como materia prima, todavía no son polímeros sino monómeros u oligómeros, que se polimerizan en el proceso de endurecimiento para convertirse en polímeros (duroplastos). En aras de la aclaración, en el contexto de la presente invención, la expresión "aglutinante polimérico P" y "polímero P" puede usarse indistintamente y ambas se cubren entre sí, aglutinantes poliméricos como los termoplásticos (polímeros termoplásticos como se describe en el presente documento) así como los aglutinantes duroplásticos (sistemas de endurecimiento duroplástico como se describe en el presente documento). De acuerdo con la invención, el aglutinante polimérico termoplástico o duroplástico P también se denomina simplemente "aglutinante" o "agente aglutinante". En consecuencia, la expresión "material compuesto de partículas/polímero" usado en el presente documento significa el "material compuesto de partícula/aglutinante".
Cuando se usan polímeros termoplásticos P con una temperatura de transición vítrea TgP <20 °C, como polímeros termoplásticos que tienen una TgP en un intervalo de -10 °C a 10 °C, es sorprendentemente posible preparar materiales compuestos de partículas/polímeros (preformas) así como los artículos moldeados obtenibles a partir de los mismos, que presentan una mayor elasticidad y que presentan diferentes propiedades aislantes. Por lo tanto, con la selección de polímeros termoplásticos con diferentes Tg se pueden controlar y ajustar las propiedades de los materiales resultantes de acuerdo con las necesidades y la aplicación deseada.
Se entiende por polímeros termoplásticos P aquellos polímeros que pueden formarse en un determinado intervalo de temperaturas (> TgP), de modo que este proceso es reversible, lo que significa que se puede repetir varias veces enfriando y calentando. Sin embargo, se debe tener cuidado para garantizar que el polímero no se caliente hasta el punto en que comience la descomposición térmica del polímero.
Los polímeros termoplásticos deben distinguirse de los polímeros termoendurecibles (duroplastos), que no sean deformables reversiblemente después de su fabricación, por ejemplo, mediante curado. Si en la invención se usa un polímero termoplástico, un material compuesto estampable y/o termoformable se obtiene.
De acuerdo con el procedimiento, se pueden usar todos los polímeros termoplásticos que tengan una temperatura de transición vítrea > -20 °C determinada de acuerdo con el método de determinación mencionado anteriormente, preferentemente polímeros termoplásticos que tienen una temperatura de transición vítrea > 20 °C, tales como copolímeros de acrilonitrilo/butadieno/estireno, poliamidas, poliacetatos, homo- o copolímeros de (met)acrilatos, acrilatos de estireno, policarbonatos, poliésteres, tales como tereftalatos de polietileno, poliolefinas, como polietilenos o polipropilenos, polietilenos y polipropilenos modificados con ácido, poliestirenos, poliéter cetonas, ácido poliláctico, copolímeros de etileno/ácido acrílico o cloruros de polivinilo.
En caso de usar un aglutinante duroplástico (polímero termoendurecible), el compuesto obtenido no es estampable ni/o termoformable. Los aglutinantes duroplásticos que se pueden usar en la invención son, por ejemplo, UF (resina de urea formaldehído), PF (fenoplasto, es decir resina a base de fenol), MUF (resina de melamina urea formaldehído), MUPF (resina de melamina urea fenol formaldehído) o pMDI (diisocianato de difenilmetano polimérico).
Preferentemente, sin embargo, el aglutinante polimérico P, ya sea termoplástico o duroplástico, no comprende formaldehído añadido intencionalmente ni fracciones estructurales derivadas del formaldehído. Los tableros estándar a base de madera, como tableros de partículas, MDF, OSB y otros suelen estar unidos con resinas que contienen formaldehído (por ejemplo, UF, (PF, MUF). Los aglutinantes que contienen formaldehído también se usan en la mayoría de los casos en compuestos de base biológica. Sin embargo, las resinas que contienen formaldehído provocan el problema de la emisión no deseada de formaldehído. En el proceso de acuerdo con la invención, preferentemente, se pueden suministrar materiales de tablero que no emitan formaldehído o que emitan muy poco, muy por debajo del umbral requerido. La emisión de formaldehído del material compuesto de partículas/polímeros y/o de los artículos moldeados y/o laminados obtenidos a partir del mismo de la presente invención se puede determinar de acuerdo con VDA 275 "Formteile fur den Fahrzeuginnenraum; Bestimmung der Formaldehydabgabe".
En el proceso de la invención, el aglutinante polimérico P se pone en contacto con el sustrato S (que comprende los productos de materia textil triturados) en una corriente de gas. Por lo tanto, el aglutinante polimérico P se usa en forma de dispersión, solución o líquido. Se prefieren dispersiones o soluciones acuosas.
En principio, se puede obtener una dispersión (o solución) del aglutinante polimérico P disolviendo o dispersando la propia materia prima polimérica o aglutinante, por ejemplo, suministrado en polvo, forma de copos o fibras. Ejemplos de polímeros termoplásticos son el polvo, copos o fibras de polietileno o polipropileno.
Los polímeros termoplásticos P se usan ventajosamente en forma de dispersión acuosa (en adelante también denominada "dispersión acuosa de polímero P"), producido por polimerización en emulsión acuosa inducida radicalmente de monómeros etilénicamente insaturados P [monómeros M]. El al menos un monómero M puede seleccionarse del grupo que comprende olefinas, monómeros vinil aromáticos, haluros de vinilo, ésteres de alcohol vinílico y ácidos monocarboxílicos que tienen de 1 a 18 átomos de carbono, ésteres de ácidos mono y dicarboxílicos a,p-monoetilénicamente insaturados que tienen de 3 a 6 átomos de carbono con alcanoles que tienen de 1 a 12 átomos de carbono, nitrilos de ácidos carboxílicos a,p-monoetilénicamente insaturados y C<4-8>-dienos conjugados, y se seleccionan en una proporción de < 25 % en peso del grupo que comprende ácidos mono y dicarboxílicos a,pmonoetilénicamente insaturados que tienen de 3 a 6 átomos de carbono y amidas de los mismos, y también materiales compuestos monoetilénicamente insaturados que tienen al menos un grupo amino, epoxi, hidroxilo, N-metilol o carbonilo y materiales compuestos que tengan al menos dos dobles enlaces etilénicamente insaturados no conjugados.
En general, se usan preferentemente dispersiones (acuosas) de aglutinantes poliméricos (termoplásticos o duroplásticos) P. De acuerdo con la invención, las soluciones acuosas de polímeros sólo juegan un papel menor.
De acuerdo con la invención, se pueden usar de forma ventajosa dispersiones acuosas de polímeros termoplásticos disponibles comercialmente, que normalmente se ofrecen como aglutinantes, por ejemplo, para pinturas, recubrimientos o similares, por ejemplo, acForm®, Acronal® S940, Acronal® 12 DE, Acronal® 969 (todos de BASF AG).
Las resinas duroplásticas que se pueden usar de forma ventajosa son, por ejemplo, la resina UF Kaurit® (BASF AG), recientemente renombrada Planarit® (Planatol GmbH) y pMDI. Estas son comúnmente conocidas y están disponibles comercialmente. Las resinas duroplásticas se venden frecuentemente en forma de polvo y el usuario las dispersa en agua. De acuerdo con la invención son adecuadas resinas duroplásticas en polvo y dispersiones acuosas de resinas duroplásticas. El aglutinante duroplástico pMDI (isocianato) es un sistema líquido sin agua.
En el proceso de la invención, el sustrato particulado S y el aglutinante polimérico P se ponen en contacto entre sí en una corriente de gas en un proceso denominado Blowline. Un proceso Blowline usado para preparar tableros de fibra de madera a partir de un material compuesto de polímero/fibra termodeformable a base de fibras de lignina (madera, celulosa y fibras vegetales) se describe en el documento WO2017/140520. El proceso allí descrito no se usa ni se describe para el superreciclaje de productos de materia textil. El procedimiento de la invención para el reciclaje/superreciclaje de desechos textiles se basa principalmente en el proceso Blowline descrito en el documento WO2017/140520 para productos a base de fibra/madera. En principio las condiciones de proceso del proceso Blowline descritas en el mismo pueden aplicarse también en el proceso de la presente invención. Sin embargo, en el proceso de la presente invención, la preparación del sustrato S a base de textiles difiere del paso de preparación correspondiente para preparar el sustrato a base de fibra/madera usado en el documento WO2017/140520. En concreto, las condiciones de preparación de la pulpa textil triturada se adaptan de la siguiente manera:
En una primera etapa de trituración/molienda, los productos de desecho textiles se particulan mediante trituración, corte, troceado, molienda u otro modo de aplastamiento de los productos textiles. Si es necesario, los elementos no textiles como cremalleras, elementos decorativos o botones se eliminan. En comparación con la trituración de productos de fibra de lignina/madera como se usa en el documento WO2017/140520, esta primera trituración/molienda se puede realizar con mayor ahorro de costes y energía, ya que generalmente es más fácil particular los productos de materia textil usados en el presente documento que los productos de fibra de lignina/madera usados en el documento WO2017/140520. En la etapa de tratamiento de los productos de materia textil particulados con agua y presión (en un tanque de agua) es posible usar temperaturas más bajas. Cuando se usan productos de fibra de lignina o de madera, normalmente las temperaturas oscilan entre 160 y 200 °C, se aplican preferentemente temperaturas > 180 °C. Además, es posible aplicar períodos de permanencia más cortos en el tanque de agua. Si se usan fibras de lignina o productos de madera particulados, se requieren períodos de permanencia más largos para lograr un ablandamiento suficiente de las fibras de madera fresca y poder reducir la energía en la siguiente etapa de molienda en el refinador. Puesto que las fibras textiles, tal como se usan en la presente invención, se ablandan muy rápidamente, los tiempos de permanencia en el tanque de agua se pueden reducir significativamente. Por último, para moler la pulpa de partículas textiles en el refinador se necesita menos energía porque la abertura del refinador se puede ajustar para ser mucho más grande. Por lo general, el espacio del refinador se establece en el intervalo de 0,1-0,15 mm cuando se usan productos de fibra de lignina/madera como en el documento WO2017/140520. Por el contrario, al usar los productos de desecho textiles de la invención, la abertura del refinador se puede ajustar a > 1 mm. Puesto que los productos de materia textil están hechos de fibras débilmente conectadas, es mucho más fácil desintegrar de nuevo la estructura de la fibra textil.
Después de poner en contacto el sustrato S con la dispersión de aglutinante polimérico P, la solución o el líquido resultantes del sustrato S/ligante polimérico P "mezcla/combinación" (o el sustrato S recubierto/impregnado con ligante polimérico P) se deja secar en la corriente de gas y se deposita, seguido de la transferencia del sustrato seco depositado S / aglutinante polimérico P "combinación" en una capa, un suelo o en un molde que tiene la forma negativa de la forma deseada a obtener. Después, el sustrato en contacto con el aglutinante (la "combinación" de sustrato seco S / aglutinante polimérico P) se densifica (compacta) a una temperatura adecuada para formar el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles de la invención.
En caso de usar un polímero termoplástico P la densificación se realiza a una temperatura mayor o igual a la temperatura de transición vítrea Tg del polímero P [TgP] para formar el material compuesto de partículas/polímero a base de papel termoformable y/o estampable de la invención. Preferentemente, la temperatura de densificación es mayor que la Tg del(los) polímero(s) usado(s). En principio, la temperatura y el polímero termoplástico P deben seleccionarse para proporcionar una mezcla, en donde el polímero termoplástico P tiene una adherencia en la Tg que hace que el sustrato se adhiera.
Si se usa un aglutinante polimérico duroplástico P, la densificación se realiza a una temperatura de 100 °C a 230 °C.
En caso de usar un aglutinante polimérico duroplástico P, las etapas de procesamiento posteriores se realizan inmediatamente después del secado en la corriente de gas debido a la baja estabilidad de almacenamiento de dichos sistemas, es decir, dentro de < 30 min, preferentemente < 15 min.
Cuando se usa un polímero termoplástico P, nos es necesario realizar las etapas siguientes inmediatamente ya que dichos sistemas son más estables en términos de almacenamiento y, por lo tanto, no son críticos en términos de tiempo.
En un aspecto preferido la dispersión acuosa del polímero P, en caso de usar un polímero termoplástico, tiene una temperatura de formación de película < TgP Preferentemente < 10 °C por debajo de TgP.
En una realización adicional de la invención, es posible añadir partículas de papel recubiertas de polímero triturado a la composición para formar los materiales compuestos a base de textiles de la invención. En principio, todas las partículas de papel recubiertas de polímero trituradas como se describe en el documento EP 21195673.5 no publicado se pueden usar de manera similar a la descrita en el mismo.
En una realización adicional de la invención, es posible añadir biofibras o partículas de las mismas, como fibras/partículas de bambú, miscanto y/o madera o similares a la composición para formar los materiales compuestos a base de textiles de la invención. Estas biofibras pueden derivarse de biomateriales triturados como se menciona en el presente documento. Ejemplos incluyen madera recuperada, serrín, restos de madera, fibras de madera, astillas de madera, harina de madera, virutas de madera, desechos de madera postindustriales o posconsumo, bambú, virutas de miscanto, etc.
En una realización adicional de la invención, es posible añadir partículas de papel recubierto con polímero triturado y biofibras o partículas de las mismas, como fibras/partículas de bambú, miscanto y/o madera o similares a la composición para formar los materiales compuestos a base de textiles de la invención. Estas biofibras pueden derivarse de biomateriales triturados como se menciona en el presente documento.
En consecuencia, la presente divulgación cubre las siguientes realizaciones:
a) materiales compuestos a base de textiles,
b) materiales compuestos a base de textiles con partículas de papel recubiertas de polímero triturado añadidas, c) materiales compuestos a base de textiles con biofibras añadidas o partículas de las mismas,
d) materiales compuestos a base de textiles con partículas de papel recubiertas de polímero triturado añadidas y biofibras añadidas o partículas de las mismas.
La adición de otros productos de desecho o materiales fibrosos particulados de acuerdo con las realizaciones b), c) y d) anteriores permite un fácil ajuste de las propiedades mecánicas del material compuesto, en particular, con respecto a la rigidez y las propiedades aislantes, dependiendo de las propiedades deseadas y la aplicación de los materiales compuestos resultantes. En consecuencia, otras realizaciones de la presente invención se refieren a un proceso de fabricación de un material compuesto de partículas/polímero a base de textiles, usando
a) un sustrato particulado S<t>, que comprende productos de materia textil triturados, y
b) un sustrato particulado S<p>, que comprenden productos de papel pegados con polímeros o recubiertos con polímeros, o
c) un sustrato particulado S<b>, que comprende otros biomateriales como partículas de bambú, miscanto o de madera, o
d) un sustrato particulado S<p>, que comprende productos de papel pegados con polímero o recubiertos con polímero y un sustrato particulado SB, que comprende otros biomateriales como partículas de bambú, miscanto o de madera,
y al menos un aglutinante polimérico P (como se define en el presente documento), comprendiendo el proceso las siguientes etapas:
(i) los sustratos particulados S<t>y S<p>y/o S<b>se introducen juntos o por separado en una corriente de gas, después (ii) los sustratos particulados St y Sp y/o Sb se ponen en contacto, por separado o en cualquier mezcla, con la dispersión, solución o líquido del polímero P en la corriente de gas, después
(iii) los sustratos particulados S<t>y S<p>y/o S<b>, en contacto (por separado o como una mezcla) con el aglutinante polimérico P (como se define en el presente documento), se dejan secar en la corriente de gas y se depositan (ya sea por separado o en forma de mezcla) y, en el caso de poner en contacto, seca y depositar los sustratos St y Sp y/o Sb por separado, los sustratos recubiertos con aglutinante, secados y depositados por separado, se pueden mezclar opcionalmente en una proporción deseada usando una licuadora (formando una mezcla), (iv) los sustratos depositados en contacto con el aglutinante obtenidos, o mezclas o combinaciones de los mismos, se transfieren a una o más capas, suelos o en moldes de la forma deseada, y después
(v) los sustratos en contacto con el aglutinante, o mezclas o combinaciones de los mismos, se densifican (compactan) a una temperatura adecuada (por ejemplo, como se define anteriormente) para formar el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles,
en donde
(a) el sustrato S<t>comprende productos de materia textil triturados y el sustrato S<p>comprende productos de papel triturados pegados con polímero o recubiertos con polímero y/o el sustrato S<b>Incluye otros biomateriales triturados como partículas de bambú, miscanto o madera; y
(b) el aglutinante polimérico P es termoplástico y tiene una temperatura de transición vítrea [TgP] > -20 °C medida de acuerdo con la normativa DIN EN ISO 11357-2 (201309), o
(c) el aglutinante polimérico P es duroplástico.
En el presente documento, en la etapa (iv) "preparar una o más capas" comprende depositar capas de una mezcla o combinación de sustratos S<t>y S<p>y/o S<b>("capa(s) de sustrato mixto") así como depositar capas que comprenden cualquiera de los sustratos St y Sp y/o Sb para preparar capas a base de fibras textiles, capas a base de papel usado triturado o capas a base de biomateriales triturados ("capa(s) mono-sustrato"). Estas capas mono-sustrato se pueden procesar individualmente en la etapa (v) o se pueden colocar en capas diferentes (variables) capas mono-sustrato y combinarlas entre sí para formar un material compuesto en capas en la etapa (v). Por supuesto, también es posible preparar capas de los respectivos sustratos en cualquier mezcla (es decir, "capas mono-, bi- o triple-sustrato") y combinarlas en cualquier combinación adecuada entre sí.
El material de papel particulado adicional (por ejemplo, triturado) S<p>puede, en principio, obtenerse a partir de todos los productos de papel recubiertos de polímero (tal como se define en el documento EP4148174). En particular, productos de papel, pegados y/o recubiertos con polímeros, productos de papel recubiertos por una o ambas caras y que se usan para productos alimentarios (por ejemplo, vasos de café para llevar), bolsas de papel para alimentos secos como, por ejemplo, café, té, polvo para sopa, polvo para salsa; para líquidos como cosméticos, detergentes, bebidas, productos lácteos, laminados de tubos, bolsas de papel, laminados y coextruidos de papel para helados, confitería (por ejemplo, barras de chocolate y muesli), cinta de papel, vasos de cartón (por ejemplo, vasos de cartón para bebidas frías y calientes), vasos de yogur, bandejas de menú, envases de catón envueltos (latas, barriles), cajas de cartón resistentes a la humedad o a humedecerse para embalaje exterior (botellas de vino, alimentos), cajas de fruta de cartón revestido, platos de comida rápida, carcasas de abrazadera, cartones para bebidas y cajas de cartón para líquidos como detergentes y productos de limpieza, catones de comida congelada, envases para helado (por ejemplo, vasos para helado, cartones envolventes), etiquetas de papel y banderolas, macetas para flores y plantas, papeles especiales (por ejemplo, papeles de lija, papeles de filtro) se pueden usar. Preferentemente, los productos de papel recubiertos de polímero son productos de papel pegados con polímero o recubiertos de polímero seleccionados entre productos de papel desechables recubiertos de polímero, incluidos vasos para llevar, platos, cuencos, bolsas, cartones o envases para bebidas de papel recubierto con polímero. No es necesario retirar los recubrimientos de polímero, ni los pegamentos ni los colorantes del papel usado para su posterior procesamiento. En aras de la aclaración, se observa que la expresión "papel recubierto con polímero (productos)" se refiere a la materia prima de papel de desecho, que debe distinguirse del papel de desecho particulado recubierto con polímero preparado en el proceso de la invención con el aglutinante polimérico P.
El biomaterial particulado adicional (por ejemplo, triturado) Sb puede derivarse del bambú, miscanto y/o madera. Estos biomateriales se pueden añadir individualmente o como una mezcla de dos o más biomateriales diferentes. Ejemplos de biomateriales adecuados incluyen virutas de madera, serrín, madera recuperada, restos de madera, fibras de madera, astillas de madera, harina de madera, desechos de madera postindustriales o posconsumo, bambú, virutas de miscanto, etc.
En las realizaciones b), c) y d) descritas anteriormente, los sustratos triturados S<t>con S<p>y/o S<b>se pueden usar en proporciones adecuadas de acuerdo con las propiedades deseadas del material compuesto.
La proporción entre el total de sustratos y el polímero P total es preferentemente del 80 al 95 % en peso de partículas/fibras y del 5 al 20 % en peso de polímero, preferentemente del 85 al 90 % en peso de partículas/fibras y del 10 al 15 % en peso de polímero, basándose en la composición total. En caso de usar resina acForm® o UF como polímero, la cantidad total de aglutinante es, por ejemplo, del 10 al 15%en peso basándose en la cantidad total de sustrato(s), en caso de usar resina pMDI, la cantidad total de aglutinante basada en la cantidad total de sustrato(s) es, por ejemplo, del 5 % en peso.
La cantidad de mezcla de sustrato a base de textiles S<t>es preferentemente del 10 al 95 % en peso, preferentemente del 15 al 95 % en peso, basándose en la cantidad total de sustratos.
El sustrato a base de textiles St está presente preferentemente en una cantidad de al menos el 50 % en peso, basándose en la cantidad total de sustratos.
Otro sustrato a base de papel Sp se mezcla preferentemente con St en una cantidad del 0 a 50 % en peso.
Otro sustrato a base de biofibras Sb se mezcla preferentemente con St en una cantidad del 0 a 50 % en peso.
Y en una mezcla de sustrato a base de textiles S<t>con un sustrato a base de papel S<p>y un sustrato a base de biofibras Sb las cantidades de mezcla están preferentemente en un intervalo del 10 al 100 % en peso de St y del 0 al 50 % en peso de S<p>y del 0 al 50 % en peso de S<b>.
Se pueden usar proporciones de mezcla del sustrato St/Sp o de St/Sb de 1:9 a 9:1, tal como de 1:9, de 1:3, de 1:1, de 3:1 o de 9:1. Una proporción de mezcla particularmente preferida de los sustratos St/Sp o de St/Sb es de 1:1, cada uno en peso.
En realizaciones que usan una mezcla triple, se prefieren proporciones de mezcla del sustrato St/Sp/Sb del 50:25:25 % en peso.
Los productos de papel y/o biomateriales mezclados se transforman en un tamaño de partícula similar al de las partículas textiles trituradas mediante el uso de métodos convencionales / los métodos descritos anteriormente.
Si los materiales triturados S<p>y/o S<b>se introducen y procesan en la corriente de gas por separado, entonces se preparan pulpas separadas de los materiales triturados y cada pulpa por separado se introduce en la corriente de gas, en contacto con el aglutinante polimérico P, se deja secar y deposita por separado. Los materiales recubiertos de polímero depositados y secos resultantes se mezclan después en la proporción deseada con una licuadora para formar una mezcla. En el caso de usar una mezcla triple de acuerdo con la realización anterior d) ciertamente también es posible procesar uno de los sustratos por separado y dos de los sustratos en una mezcla y después, combinar los componentes depositados en una licuadora como se ha descrito anteriormente.
En consecuencia, en lo sucesivo, la expresión "mezcla de sustrato o partículas" designa una mezcla de partículas recubiertas de aglutinante obtenidas por separado, es decir, una mezcla de partículas textiles trituradas recubiertas de aglutinante con partículas de papel trituradas recubiertas de aglutinante y/u otros biomateriales triturados recubiertos de aglutinante. La expresión "sustrato S" designa genéricamente el(los) sustrato(s) respectivo(s) St y Sp y/o S<b>y mezclas o combinaciones de los mismos. Introducir los materiales triturados S<t>y S<p>y/o S<b>en la corriente de gas como una mezcla (ya sea de dos o de los tres sustratos) y realizar el recubrimiento del aglutinante, dejarlos secar y depositarlos en una etapa es lo preferido.
De acuerdo con la invención, se entiende por capa de partículas depositada (suelo o molde relleno) de acuerdo con la etapa (iv) una capa (suelo o molde relleno) de partículas o mezclas de partículas densamente empaquetadas. Se obtiene la capa de partículas (suelo o molde relleno), por ejemplo, extendiendo o vertiendo la mezcla aglutinante/sustrato o las respectivas mezclas uniformemente sobre una superficie o en operación continua en una cinta transportadora (o en los moldes deseados). Por ejemplo, la mezcla o combinación se puede esparcir en un marco, por ejemplo, con un dispositivo de expansión adaptado al tamaño del marco, hasta alcanzar el peso deseado por unidad de área. La superficie de la capa de partículas se puede alisar después, si se desea, por ejemplo, con una cuchilla rascadora, y opcionalmente, se puede precomprimir, por ejemplo, con un rodillo de calandria o un cuño adaptado al tamaño del marco, aumentando así la densidad aparente en un factor de aproximadamente 1,1 a 3,0. La densidad de la capa densamente compactada (o artículo moldeado) y/o de la capa precomprimida (o artículo moldeado) se puede calcular (g/cm3). Una capa precomprimida o un artículo moldeado de acuerdo con la etapa (iv) tiene preferentemente una densidad entre > 0,05 y < 0,50 g/cm3, a menudo entre > 0,05 y < 0,30 g/cm3, y a menudo entre > 0,05 y < 0,20 g/cm3, si es necesario. Esta etapa de precompresión mecánica se lleva a cabo a una temperatura muy inferior a la temperatura de transición vítrea TgP en caso de usar un polímero termoplástico, y muy por debajo de 100 °C en caso de usar un aglutinante duroplástico.
Si está presente en forma de capa o suelo, la capa de partículas puede tener un espesor entre > 0,3 y < 50,0 cm, ventajosamente entre > 0,3 y < 30,0 cm y especialmente ventajosamente entre > 0,3 y < 10,0 cm.
Si se desea, se pueden añadir aditivos habituales a la mezcla o mezclas de polímero/sustrato, por ejemplo, biocidas, retardantes de llama, ceras, fragancias, colorantes, pigmentos, agentes de protección UV y/u otros aditivos habituales.
Si se usa una dispersión de aglutinante, solución o sistema de líquido disponible comercialmente, la mezcla o mezclas de polímero (aglutinante)/sustrato contienen naturalmente las sustancias auxiliares ya contenidas en la dispersión de aglutinante (o sistema líquido o solución), como dispersantes y biocidas.
En el contexto de la invención, por secado se entiende que el contenido de humedad residual de la mezcla de sustrato S/polímero P obtenida se reduce a < 15 % en peso y ventajosamente a < 10 % en peso, preferentemente a > 5 y < 10 % en peso.
De acuerdo con la invención, por contenido de humedad residual se entiende la diferencia porcentual en peso, en relación con la mezcla (o combinación) de sustrato S/aglutinante polimérico P usada, que resulta cuando 1 g de mezcla (o combinación) de sustrato S/aglutinante polimérico P se deja secar en un horno de secado a 120 °C durante una hora.
La capa de partículas o las partículas que se introducen en un molde con la forma deseada, en el caso de usar un polímero termoplástico, se comprimen (densifican) después a una temperatura > TgP, preferentemente > TgP, para formar un material compuesto de partículas/polímero termoformable y/o estampable, que contiene los productos de materia textil triturados y opcionalmente partículas adicionales (partículas de papel y/o biofibras). En caso de usar un aglutinante duroplástico, la compresión se realiza entre 100 °C y 230 °C y el material compuesto obtenido no es estampable ni termoformable. Por compresión (densificación) en el caso de un polímero termoplástico se entiende cuando la capa de partículas (o molde lleno) se comprime bajo presión a una temperatura > TgP, preferentemente > TgP, para formar un material compuesto de partículas/polímero termoformable y/o estampable de acuerdo con la etapa (v). En el proceso descrito en el presente documento, la densidad de las capas fundidas, los suelos o formas de moldes no es muy alta, por lo que el material compuesto (pre)comprimido resultante sigue siendo un material poroso y la etapa de densificación (compactación) adicional no requiere alta presión. En consecuencia, no existe riesgo de grietas o daños en la etapa de compresión incluso cuando se realiza la compresión a una temperatura igual a la Tg del polímero.
La densidad del material compuesto de partículas/polímero de acuerdo con la etapa (v), en el caso de un aglutinante termoplástico o duroplástico, se incrementa en un factor de > 1 y ventajosamente en un factor de > 5 en comparación con la capa de partículas correspondiente (molde lleno) de acuerdo con la etapa (iv), dependiendo del sustrato particulado S usado. La compresión/densificación se puede llevar a cabo de una manera y en un grado tal que la densidad del material compuesto de partículas/polímero a base de textiles obtenido se incremente en un factor de hasta 20 en comparación con la capa de sustrato (o molde lleno) en contacto con el aglutinante correspondiente (opcionalmente precomprimido) antes de la densificación en la etapa (v).
El material compuesto de partículas/polímero a base de textiles obtenible en la etapa (v) del proceso de la presente invención tiene preferentemente una densidad de 0,30 a 0,98 g/cm. En una realización preferida, el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles de acuerdo con la etapa (v) tiene una densidad de 0,60 a 0,98 g/cm3.
En este contexto, es importante señalar que el material compuesto de partículas/polímero de acuerdo con la invención tiene una forma plana ventajosa. Por supuesto, el material compuesto de partículas/polímero de acuerdo con la invención también puede tener cualquier forma tridimensional no plana, dependiendo del molde de prensa seleccionado.
En la fabricación del material compuesto de partículas/polímero, ventajosamente, la relación de peso entre el sustrato S y el polímero P es entre > 2 y < 50. Preferentemente, el intervalo de relación de peso inferior es > 3, más preferentemente > 4. Preferentemente, el intervalo de relación de peso superior es < 50, preferentemente < 30, más preferentemente < 20.
En la fabricación del material compuesto de partículas/polímero, ventajosamente, la cantidad del aglutinante polimérico P está comprendida entre > 2 y < 30 % en peso, preferentemente entre > 3 y < 25 % en peso, más preferentemente entre > 5 y < 20 % en peso de aglutinante polimérico P (calculado como aglutinante o, si se usa una dispersión de aglutinante, como el contenido total de aglutinante de la dispersión) basándose en la cantidad de material de sustrato triturado (S) usado. En consecuencia, la cantidad de material de sustrato triturado (S) usada está entre < 98 y > 70, o entre < 97 y > 75, o entre < 95 y > 80 % en peso, respectivamente. Es decir, el material compuesto de la invención contiene una cantidad muy elevada de material de sustrato triturado (S).
Mediante el método de acuerdo con la invención, son especialmente accesibles los materiales compuestos de partículas/polímeros, que tienen un peso base > 500 y < 30000 g/m2, especialmente ventajosamente > 1000 y < 20000 g/m2 y ventajosamente > 1000 y < 10000 g/m2. Los materiales compuestos de partículas y polímeros que se pueden obtener mediante el procedimiento de acuerdo con la invención son planos en una forma de diseño preferida y tienen una estructura tridimensional sin forma de superficie en otra forma de diseño preferida.
También se describen en el presente documento los materiales compuestos de partículas/polímeros (a base de textiles) que se pueden obtener mediante el método de acuerdo con el proceso descrito de la invención.
En particular, cuando se usa un polímero termoplástico para obtener compuestos de partículas/polímeros termoformables y/o grabables, se pueden llevar a cabo las siguientes etapas.
El compuesto de partículas/polímero a base de textiles obtenible con el procedimiento de la invención puede usarse después (por ejemplo, en una siguiente etapa) para la fabricación de un artículo moldeado (pieza moldeada de partículas/polímero), que difiere en su forma y/o estructura superficial del material compuesto de partículas/polímero termoformable y/o estampable. Después, el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles puede entenderse como una preforma o un tipo de producto intermedio para preparar un artículo moldeado.
Correspondientemente, la invención incluye además un proceso para la fabricación de un artículo moldeado de partículas/polímeros, en donde el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles termoformable y/o estampable obtenido en el proceso descrito anteriormente se calienta en una etapa posterior a una temperatura > TgP, preferentemente > TgP, después se lleva (forma) a la forma y/o estructura superficial deseada para obtener una moldura de partículas/polímero a base de textiles con forma y/o estructura superficial, que después se enfría a una temperatura < TgP conservando la forma conformada y/o la estructura superficial.
De acuerdo con la invención (cuando se usa un polímero termoplástico), el material compuesto de partículas/polímero se calienta a una temperatura que corresponde al menos a la temperatura de transición vítrea TgP del polímero P. Con ventaja, el material compuesto de partículas/polímero se calienta a una temperatura TgP > 10 °C y con ventaja especial TgP > 30 °C y la moldura de partículas/polímero resultante se enfría a una temperatura TgP - > 10 °C y con ventaja especial de TgP - > 30 °C.
También es importante que la moldura de partículas/polímeros se produzca en una forma de diseño preferida por medio de una prensa de moldeo calentada, al menos una superficie de contacto de la cual tiene una temperatura > TgP y opcionalmente una estructura superficial definida (es decir, un patrón sobresaliente y/o que sobresale de la superficie de contacto) y cuya forma corresponde a la forma negativa de la moldura de partículas/polímero y cuyo enfriamiento tiene lugar fuera o dentro de la prensa de moldeo. En este diseño, el proceso de calentamiento y conformación se lleva a cabo en la prensa de moldeo calentada. Por supuesto, de acuerdo con la invención, también es posible que el material compuesto de partículas/polímero se caliente fuera de la prensa de moldeo a una temperatura > TgP y después se forme en la prensa de moldeo sin o con calentamiento adicional para formar la moldura de partículas/polímero y, si es necesario, también se enfríe a una temperatura < TgP. En este diseño preferido, los procesos de calentamiento y de formación y enfriamiento se realizan por separado.
En otro diseño preferido, el proceso de calentamiento del material compuesto de partículas/polímero se realiza haciéndolo pasar entre dos rodillos metálicos dispuestos axialmente paralelos y que giran en la dirección de paso, de modo que
a) al menos uno de los rodillos metálicos tiene una estructura superficial definida de la superficie de contacto con el material compuesto de partículas/polímero y una temperatura > TgP,
b) el espacio entre las superficies de contacto de los dos rodillos metálicos es menor que el espesor del material compuesto de partículas/polímero, y
c) el paso del material compuesto de partículas/polímero entre las superficies de contacto de los dos rodillos metálicos se efectúa a una velocidad correspondiente a la velocidad de giro de las superficies de contacto de los dos rodillos metálicos.
Como se ha mencionado anteriormente, en todas las realizaciones descritas se prefiere usar un polímero termoplástico para llevar a cabo la compresión y el calentamiento del material compuesto de partículas/polímero a una temperatura > TgP.
Para el experto resulta evidente que la estructura superficial definida de la superficie de contacto del al menos un rodillo metálico representa el negativo de la estructura superficial formada en la moldura de partículas/polímero. En el presente diseño, la anchura del espacio corresponde ventajosamente al espesor del material compuesto de partículas/polímero multiplicado por un factor < 0,98, de manera especialmente ventajosa por un factor < 0,6 y de manera especialmente ventajosa por un factor < 0,25. Para formar estructuras superficiales óptimamente positivas en la parte moldeada de polímero/partícula, es esencial que el material compuesto de partículas/polímero pase entre las superficies de contacto de los dos rodillos metálicos a una velocidad (en m/s) que corresponda a la velocidad de giro de las superficies de contacto (en m/s) de los dos rodillos metálicos. Este diseño es particularmente adecuado para la fabricación de molduras de partículas/polímero planas, llanas con estructura superficial en relieve.
El espesor de un material compuesto de partículas/polímero en forma de capa antes del proceso de calentamiento suele estar en el intervalo > 1 mm y < 10 cm, a menudo en el intervalo > 1 mm y < 3 cm y a menudo en el intervalo > 1 mm y < 1 cm.
En otra forma de diseño ventajosa, el proceso de acuerdo con la invención se lleva a cabo de tal manera que antes del proceso de calentamiento y antes del proceso de conformación y/o estructuración superficial, se lleva a cabo una etapa intermedia del proceso en la que se aplica un material decorativo en forma de lámina con un espesor < 10 mm sobre una y/o la otra superficie del material compuesto de partículas/polímero.
Cuando se usa un aglutinante duroplástico se omite la etapa posterior de compresión y moldeo por calor. Sin embargo, en tales casos, se puede aplicar una laminación (decorativa) al compuesto, por ejemplo, usando adhesivos o pegamentos u otras técnicas de laminación convencionales.
El material decorativo que se puede usar de acuerdo con la invención es ventajosamente una materia textil, tal como una tela no tejida, un tejido o tela de punto hecho de fibras naturales o sintéticas, una película de plástico, tal como un cloruro de polivinilo termoplástico, película de poliolefina o poliéster, chapas de madera o un HPL (laminado de alta presión), CPL (laminado de presión continua) o un papel decorativo con/sin película de resina de melamina (también conocido como capa superpuesta de resina de melamina). En las Figuras 1 y 2 se muestran diseños de ejemplo.
Si el procedimiento de la invención comprende una etapa adicional de laminación de un material decorativo sobre la capa compuesta de partículas/polímero condensada/comprimida, la capa compuesta de partículas/polímero condensada/comprimida puede comprimirse aún más en el proceso de aplicación del material decorativo. Esto tiene la ventaja de que la primera etapa del proceso de producción de la capa compuesta de partículas/polímero se puede realizar más rápidamente y, por lo tanto, de forma más rentable. En la siguiente etapa del proceso de aplicación del material decorativo, el material compuesto de partículas/polímero se vuelve a compactar en un factor de >1, preferentemente 1,3. Esto es especialmente adecuado para materiales compuestos termoformables.
Asimismo, de acuerdo con la invención, es posible laminar los tableros semiacabados compuestos a base de textiles obtenidos con paneles comunes a base de madera como tableros aglomerados, OSB (tablero de virutas orientadas) o MDF (tablero de fibras de densidad media), pero sobre todo con tableros semiacabados de fibra de madera (por ejemplo, Homa-Form) para crear laminados con estructuras en relieve en la superficie. Dichos diseños se muestran en la Figura 3.
Por lo tanto, el proceso para fabricar un artículo moldeado de acuerdo con la invención, usando un polímero termoplástico, puede comprender una etapa, en donde el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles termoformable y/o estampable resultante se calienta a una temperatura > TgP llevándose (formándose ) a la forma y/o estructura superficial deseada junto con una estructura de soporte y/o una capa protectora hecha de HPL, CpL, recubrimiento de resina de melamina u otras capas de desgaste/protección habituales en la industria de materiales a base de madera para obtener una moldura de partículas/polímeros a base de textiles con forma y/o estructura superficial con capas de desgaste y/o protección que después se enfría a una temperatura < TgP manteniendo su forma y/o estructura superficial.
El material decorativo plano suele tener un espesor < 10 mm. Si el material decorativo plano es una materia textil o una película de plástico, su espesor suele ser de < 3 mm, a menudo, ventajosamente < 2 mm y, a menudo, de manera especialmente ventajosa, < 1 mm. Sin embargo, si el material decorativo en forma de lámina es una chapa de madera, HPL (laminado de alta presión), CPL (laminado de presión continua) o película de resina de melamina, su espesor suele ser de < 3 mm, a menudo es ventajoso < 2 mm y a menudo especialmente ventajoso < 1 mm.
Por lo tanto, la presente divulgación se refiere a artículos moldeados que se pueden obtener mediante el método mencionado anteriormente.
De acuerdo con la invención, también es importante que tanto el proceso de producción del material compuesto de partículas/polímero (termoformable y/o estampable) (preforma) como el proceso de producción del artículo moldeado (moldura) de partículas/polímero puedan llevarse a cabo de forma continua o discontinua.
Las partes moldeadas de partículas/polímeros obtenibles de acuerdo con la invención tienen una buena estabilidad dimensional térmica, así como buenas propiedades mecánicas y, por lo tanto, son ventajosamente adecuadas como elementos en construcciones, por ejemplo, como paneles de pared, elementos de suelo, separadores de ambientes, paredes divisorias, paneles de techo, hojas de puertas o partes de decoración de paredes y también en mobiliario como partes de mobiliario moldeadas, por ejemplo, como superficies de asiento o de respaldo. Por lo tanto, de acuerdo con la invención se prefiere el uso de las molduras de partículas/polímeros como elementos en construcciones y en mobiliario. Se prefiere el uso del artículo moldeado como un elemento en estructuras tales como paneles de pared, separadores de ambientes, suelos, mostradores o en mobiliario. También es posible preparar de forma general cualquier parte o elemento que sea adecuado para sustituir partes o elementos convencionales de plástico o madera.
En general, el contenido de agua antes del prensado es el parámetro más crítico durante el prensado cuando se usan aglutinantes duroplásticos. Como la mezcla de aglutinante duroplástico y partículas de fibra textil debe compactarse en una sola etapa hasta obtener el producto final, puesto que no es posible la compactación posterior, el contenido de agua debe ser muy bajo al principio (< 3 %) para evitar la formación de burbujas o el estallido. Adicionalmente, la regulación del contenido de agua puede ser crítica debido al hecho de que, que durante la reticulación de resinas reactivas que contienen formaldehído, por ejemplo, resinas UF, PF, MUF, se libera agua (reacción de condensación), lo que aumenta el contenido de humedad en el producto prensado, lo que conlleva a una mayor presión de vapor de agua con un mayor riesgo de burbujas y ampollas. Para solucionar este problema, por ejemplo, el prensado de productos HPL se realiza normalmente:
1. colocando láminas textiles impregnadas con resina reactiva de formaldehído en la prensa en frío,
2. seguido del calentamiento de la prensa hasta 140 °C o más para curar la resina,
3. después, el enfriamiento del material prensado para reducir la presión de vapor de agua en el HPL y evitar burbujas y ampollas.
Estas etapas del proceso de calentamiento y enfriamiento requieren una gran cantidad de energía y duran entre 60 y 75 minutos.
Mediante el uso de los materiales compuestos de partículas/polímeros a base de textiles semiacabados prefabricados de acuerdo con la invención como se describe en el presente documento, estas etapas de calentamiento y enfriamiento de la prensa no son necesarias y el proceso puede acortarse a tiempos de ciclo inferiores a 5 minutos. Adicionalmente, el prensado se puede realizar a temperaturas más bajas para reducir la presión del vapor de agua interno. Esto se traduce en un ahorro energético (reducción de CO<2>) y reducción de tiempo que al final conduce a una reducción de costes. Mediante el uso de resinas termoplásticas definidas anteriormente en el proceso descrito en el presente documento no se requiere ninguna reacción química para la unión de las partículas a base de textiles. En consecuencia, no se liberará agua y la presión de vapor de agua interno permanecerá baja.
El aglomerado, es decir, partículas de madera, más aglutinantes termoendurecibles, solo se produce, por lo tanto, hasta una densidad de 0,7 g/cm3. Si estos se comprimieran a densidades más altas durante el prensado y endurecimiento del aglutinante en la prensa, se formarían burbujas y estallidos después de abrir la prensa debido a la alta presión de vapor de agua (prensado a 180-220 °C = 8-12 bar de presión de vapor de agua), lo que rompería el tablero y lo dejaría inutilizable. Debido a la densidad por debajo de 1 g/cm3 el aglomerado es poroso y el vapor de agua puede evaporarse durante el proceso. Este comportamiento también se conoce en la producción de madera prensada de HPL, CPL o resina sintética. Los papeles o chapas impregnados con resina PF se prensan en tableros en prensas calientes y se endurecen. El contenido de humedad residual del papel o chapa impregnada debe ser inferior al 3 %, de lo contrario se producirán burbujas y estallidos.
Sin embargo, para producir tableros mecánicamente estables a base de partículas textiles y especialmente altos porcentajes de ellas, es necesario obtener altas densidades.
En consecuencia, cuando se usan aglutinantes termoplásticos definidos anteriormente en un proceso descrito en el presente documento, en un primera etapa del proceso se puede producir un material compuesto de partículas/polímero a base de textiles termoformable semiacabado prefabricado con una densidad más baja, que se pueden prensar después a densidades más altas en una segunda etapa del proceso. Por lo tanto, la invención proporciona un proceso para producir paneles, a base de partículas textiles trituradas, que tienen una densidad muy alta.
Se ha descubierto que las propiedades del material compuesto obtenido, en particular, las propiedades mecánicas, tales como rigidez, elasticidad, resistencia al agua, propiedades de adsorción e hinchamiento, así como las propiedades aislantes, se pueden ajustar variando las proporciones de mezcla de los diferentes materiales de partículas/fibras usados.
Descripción de las Figuras
Las Figuras 1 a 3 muestran ejemplos de realización de artículos moldeados de acuerdo con la invención, estructuras laminadas para cuerpos de artículos moldeados de acuerdo con la invención fabricados con el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles de la invención.
Ejemplos
Las pruebas se llevaron a cabo con un refinador de 304,8 mm (12 pulgadas) (1 pulgada = 2,54 cm) de Antriz y un Blowline conectado al mismo. El refinador funcionó a 130-140 °C y a una presión interna de 3-4 bar (presión manométrica). La distancia entre las dos placas de molienda fue de 1,0 mm y una de las placas de molienda funcionó a 3000 rpm. La Blowline (tubería de acero) conectada al refinador a través de una brida tenía un diámetro interior de 3 cm y una longitud de tubería de 30 m. A continuación, la dispersión acuosa del polímero P (aglutinante) se inyectó en la tubería de soplado a 2 bar (sobrepresión) a través de una boquilla de 0,2 mm montada en la tubería de soplado a una distancia de 50 cm de la salida del refinador/entrada de la Blowline. Al final de la Blowline se encontraba un separador ciclónico a través del cual los sustratos particulados S en contacto con el polímero P (es decir, el sustrato en contacto con el polímero / sustrato en contacto con el aglutinante) se dejaron secar y enfriaron a una temperatura de aproximadamente 80 °C y se separaron en un recipiente abierto.
Las partículas de algodón triturado (RC, algodón recuperado) se pretrataron con agua caliente/vapor a 130-140 °C a una sobrepresión de 3-4 bar en el digestor y se usaron para las pruebas, y el caudal másico de las partículas de algodón triturado pretratadas (RC, algodón recuperado) en el refinador (o en la Blowline) se estableció en 30 kg por hora.
Los productos de papel de desecho triturados, pegados con polímeros o recubiertos con polímeros (RP, papel recuperado) se pretrataron con agua caliente/vapor a 130-140 °C a una sobrepresión de 3-4 bar en el digestor y se usaron para las pruebas, y el caudal másico del papel de desecho triturado pretratado (papel particulado pegado con polímeros/recubierto con polímero) en el refinador (o en la Blowline) se estableció en 30 kg por hora.
Las fibras de biomaterial trituradas (WO, abeto) se pretrataron con agua caliente/vapor a 130-140 °C a una sobrepresión de 3-4 bar en el digestor y se usaron para las pruebas, y el caudal másico de las fibras de biomaterial trituradas pretratadas (WO, abeto) en el refinador (o en la Blowline) se estableció en 30 kg por hora.
La dispersión acForm® 2889 (BASF) (poliacrilatos modificados), resina UF Kaurit® (resina de urea formaldehído de 1 componente) y pMDI (diisocianato de difenilmetano polimérico) se usaron como aglutinante, como se muestra en la tabla "Fibra-Aglutinante-Matriz" a continuación. El aglutinante se inyectó en la Blowline mediante una bomba de tornillo excéntrico a una presión de 2 bar (sobrepresión) a través de la(s) boquilla(s) de 0,2 mm, los caudales másicos se establecieron en 5,3 kg de aglutinante (calculado como sólido) y 10,6 kg (como dispersión de sólidos al 50 %) por hora. La prueba se llevó a cabo durante 1 hora en estado estable continuo, durante este tiempo las partículas trituradas entraron en contacto (se rociaron) con el aglutinante y se recogieron en un recipiente abierto. Las partículas textiles, partículas de papel y partículas de madera se trataron y procesaron por separado de la misma manera y se recolectaron por separado.
La proporción Partícula/Fibra-Aglutinante se estableció entre 85-90 % de partículas/fibras y 10-15 % de aglutinante para acForm® y resina UF, para el PMDI se utilizó una proporción establecida en 95 % de partículas/fibras y 5 % de aglutinante.
Después de pasar por el proceso Blowline, las partículas/fibras pegadas (mezclas de partículas/polímeros) se recogieron por separado. La humedad residual de las partículas/fibras pegadas y secas se ajustó al 8-10%. El procesamiento posterior de las partículas/fibras recubiertas con el aglutinante duroplástico reactivo (resina UF y pMDI) se realizó inmediatamente debido a las bajas capacidades de almacenamiento de dichos sistemas. El procesamiento posterior de las muestras con el aglutinante termoplástico no es crítico en cuanto al tiempo debido a la larga estabilidad de almacenamiento del aglutinante.
De acuerdo con la siguiente Matriz, se prepararon y probaron 7 ejemplos diferentes.
Partícula/Fibra-Aglutinante-Matriz de mezclas usadas para preparar tableros de muestra
RC = algodón recuperado (correspondiente al sustrato S<t>)
RP = papel encolado recuperado (correspondiente al sustrato S<p>)
WO = madera (abeto) (correspondiente al sustrato S<b>)
Las partículas/fibras pegadas se mezclaron en una etapa separada en una licuadora.
Preparación del tablero:
Las fibras encoladas mixtas (mezcladas) para los tableros de muestra n.° 1-7 se esparcieron uniformemente en una caja de marco de 22 x 22 x 30 cm (largo/ancho/alto), se precomprimieron y después comprimieron a 180 °C hasta el espesor requerido de 4 mm. El factor de tiempo de prensado usado fue de 15 s/mm, lo que dio como resultado un tiempo de prensado de 60 s. La densidad objetivo para el tablero fue de 0,95 g/m3.
Los detalles del proceso fueron los siguientes:
Sobre la capa o suelo obtenido de partículas trituradas y en contacto con el polímero (aglutinante) en el marco de madera se colocó horizontalmente una placa de madera de 22x22 cm y se precompactó con un sello central. La capa o suelo precompactado de partículas trituradas y en contacto con el polímero (aglutinante) así obtenida se retiró después del marco de madera, cubierto en ambas superficies cuadradas con un papel desprendible y se compactó al espesor/densidad objetivo entre dos placas de prensado horizontales de 3 mm de espesor a 180 °C bajo presión con un factor de tiempo de prensado de 15 segundos por milímetro, colocándose el lado inferior de la capa o suelo precompactado sobre la placa de prensa horizontal inferior en cada caso. Posteriormente, las placas (láminas o tableros) de partículas comprimidas obtenidas se dejaron enfriar a temperatura ambiente fuera de la prensa.
Tabla de tableros de muestra de diferentes mezclas de fibras
Investigación de las propiedades mecánicas de tableros comprimidos (artículos moldeados obtenidos a partir de materiales compuestos de partículas/polímeros preparados en el proceso Blowline descrito anteriormente)
Con las láminas de partículas obtenidas se realizaron las siguientes pruebas:
Determinación del módulo E (módulo de elasticidad), esfuerzo de flexión e hinchamiento por agua después de 24 h. El módulo de elasticidad (módulo E) y el esfuerzo de flexión se determinaron de acuerdo con la norma ISO 178. El hinchamiento por agua después de 24 h se determinó de acuerdo con la normativa DIN EN 316.
Los resultados obtenidos con los distintos espesores y densidades de las piezas de prueba se recogen en la siguiente Tabla:
Claims (13)
1. Proceso de fabricación de un material compuesto de partículas/polímero a base de textiles usando un sustrato particulado S que comprende productos de materia textil triturados y al menos un aglutinante polimérico P, que comprende las siguientes etapas:
(i) el sustrato particulado S se introduce en una corriente de gas, después
(ii) el sustrato particulado S se pone en contacto con una dispersión o una solución del aglutinante polimérico P en la corriente de gas, después
(iii) el sustrato particulado S en contacto con el aglutinante polimérico P se deja secar en la corriente de gas y se deposita, después
(iv) el sustrato en contacto con el aglutinante depositado obtenido se convierte en una capa o se transfiere a un molde de una forma deseada, y después
(v) el sustrato en contacto con el aglutinante se densifica a una temperatura adecuada para formar el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles,
en donde
(a) el sustrato S comprende productos de materia textil triturados; y
(b) el aglutinante polimérico P es termoplástico y tiene una temperatura de transición vítrea [TgP] > -20 °C medida de acuerdo con la normativa DIN EN ISO 11357-2 (2013-09), o
(c) el aglutinante polimérico P es duroplástico.
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde adicionalmente un sustrato SP, que comprende productos de papel triturado pegados con polímero o recubiertos con polímero, y/o un sustrato S<b>, que comprende biomateriales triturados tales como partículas de bambú, miscanto o de madera, se introduce en la corriente de gas de la etapa (i) y se pone en contacto con el aglutinante polimérico P en la etapa (ii).
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el sustrato S se obtiene por trituración, corte, troceado, molienda u otro modo de aplastamiento de productos textiles.
4. El proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los productos textiles se seleccionan entre fibras naturales o sintéticas o materiales textiles, incluyendo algodón, mezclilla, desechos textiles o restos textiles procedentes del proceso de fabricación de prendas, lana, seda, fibras de yute, fibras de cáñamo, fibras kenaf(Hibisco cannabino),terciopelo, tafetán, fibras derivadas del cuero, fibras cortadas de celulosa, poliamidas, poliéster, poliolefinas, poliuretanos, nailon, acrílicos y aramidas.
5. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde los productos de madera como materia prima para el sustrato Sb se seleccionan de madera recuperada, serrín, restos de madera, fibras de madera, astillas de madera, harina de madera, virutas de madera, desechos de madera postindustriales o posconsumo, bambú, virutas de miscanto, y/o los productos de papel recubiertos o pegados con polímero como material de partida para el sustrato S<p>se seleccionan entre productos de papel desechables recubiertos de polímero, incluidos vasos para llevar, platos, cuencos, bolsas, cartones o envases para bebidas de papel recubierto con polímero.
6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el aglutinante polimérico P es un polímero termoplástico que tiene una temperatura de transición vítrea [TgP] > 20 °C.
7. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la proporción en peso del sustrato S con respecto al aglutinante polimérico P es > 2 y < 50.
8. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles obtenido tiene forma de lámina y un peso base entre > 500 y < 30000 g/m2.
9. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la densificación en la etapa (v) se lleva a cabo de manera que la densidad del material compuesto de partículas/polímero a base de textiles obtenido se incrementa en un factor de hasta 20 en comparación con el sustrato en contacto con el aglutinante depositado transferido correspondiente de la etapa (iv).
10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la densificación en la etapa (v) se lleva a cabo de manera que el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles obtenido tiene una densidad de 0,30 a 0,98 g/cm3.
11. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el aglutinante polimérico P es un polímero termoplástico, que comprende además una etapa de formación de un artículo moldeado calentando el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles termoformable y/o estampable obtenido de acuerdo con la etapa (v) a una temperatura > TgP, dar al compuesto calentado la forma y/o estructura superficial deseada para obtener una moldura de partículas/polímero a base de textiles con forma y/o estructura superficial, que después se enfría a una temperatura < TgP conservando la forma conformada y/o la estructura superficial.
12. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el aglutinante polimérico P es un polímero termoplástico, que comprende además una etapa de formación de un artículo moldeado calentando el material compuesto de partículas/polímero a base de textiles termoformable y/o estampable obtenido de acuerdo con la etapa (v) a una temperatura > TgP, dar al compuesto calentado la forma y/o estructura superficial deseada junto con una estructura de soporte y/o una capa protectora de HPL (laminado de alta presión), CPL (laminado de presión continua) o revestimiento de resina de melamina u otros paneles a base de madera seleccionados de tableros de aglomerado, OSB (tableros de virutas orientadas) o MDF (tableros de fibra de densidad media), o con tableros de productos semiacabados de fibra de madera (por ejemplo, Homa-Form) para obtener una moldura de partículas/polímeros a base de textiles con forma y/o estructura superficial con capas de desgaste y/o protectoras que después se enfría a una temperatura < TgP manteniendo su forma y/o estructura superficiales.
13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la estructura de soporte y/o la capa protectora están hechas de HPL, CPL o recubrimiento de resina de melamina.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP22152535.5A EP4215663B1 (en) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | Process for manufacturing components from reclaimed textile fabric products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2995588T3 true ES2995588T3 (en) | 2025-02-10 |
Family
ID=80447329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES22152535T Active ES2995588T3 (en) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | Process for manufacturing components from reclaimed textile fabric products |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230227655A1 (es) |
| EP (1) | EP4215663B1 (es) |
| ES (1) | ES2995588T3 (es) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4088898B1 (en) * | 2021-05-14 | 2024-03-27 | ecobrain AG | Process for manufacturing components from shredded polymer-coated paper products |
| EP4467592A1 (de) * | 2023-05-19 | 2024-11-27 | Model Holding AG | Verfahren zum herstellen eines formteils mittels einer thermoplastischen verarbeitungsmaschine |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19536074A1 (de) * | 1995-09-28 | 1997-04-10 | Moeller Plast Gmbh | Verbundbauteil, insbesondere Verbundverkleidungsteil |
| US5879802A (en) * | 1996-09-12 | 1999-03-09 | Prince Corporation | Vehicle panel material |
| AUPP281998A0 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-30 | Griffith, Ross Ernest | Fibre reinforced thermoplastic sheet |
| JP3849962B2 (ja) | 1999-08-30 | 2006-11-22 | ユニーク株式会社 | 古紙を用いた再生木材の製造方法 |
| US7740791B2 (en) | 2006-06-30 | 2010-06-22 | Advanced Cardiovascular Systems, Inc. | Method of fabricating a stent with features by blow molding |
| CN101918206A (zh) | 2007-03-09 | 2010-12-15 | 赛科股份有限公司 | 再生棉板材及其制备方法 |
| NO3049563T3 (es) | 2013-09-25 | 2018-04-07 | ||
| CN108699170B (zh) | 2016-02-15 | 2021-01-15 | 巴斯夫欧洲公司 | 可热成形的聚合物/纤维复合材料 |
| JP6855903B2 (ja) * | 2017-04-24 | 2021-04-07 | セイコーエプソン株式会社 | 処理装置およびシート製造装置 |
| WO2021047802A1 (en) | 2019-09-13 | 2021-03-18 | Ecobrain Ag | Manufacturing process for components from coffee grounds and their use |
-
2022
- 2022-01-20 ES ES22152535T patent/ES2995588T3/es active Active
- 2022-01-20 EP EP22152535.5A patent/EP4215663B1/en active Active
-
2023
- 2023-01-19 US US18/098,878 patent/US20230227655A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4215663C0 (en) | 2024-10-30 |
| US20230227655A1 (en) | 2023-07-20 |
| EP4215663A1 (en) | 2023-07-26 |
| EP4215663B1 (en) | 2024-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2995588T3 (en) | Process for manufacturing components from reclaimed textile fabric products | |
| US20220325104A1 (en) | Manufacturing Process for Components from Coffee Grounds and Their Use | |
| JP6437128B2 (ja) | 木質材パネル、特に木−プラスチック複合材の形をとる木質材パネル、および該木質材パネルを製造する方法 | |
| JP2020142526A (ja) | 再生材料および再生可能材料から作製された複合ボード。 | |
| ES2982766T3 (es) | Proceso para la fabricación de componentes a partir de productos de papel triturados recubiertos de polímeros | |
| WO2002060702A2 (en) | Decorative laminate | |
| WO2007113750A2 (en) | Three-dimensional packaging | |
| NZ328306A (en) | Melamine formaldehyde resin coated decorative paper | |
| US20230074931A1 (en) | Process for Manufacturing Non-Woven Fabric-Like Composite Materials from Shredded Polymer-Coated Paper Products and Coffee Grounds | |
| US20190232522A1 (en) | In-plane isotropic, binderless products of cellulosic filament based compositions by compression molding | |
| EP4247632A1 (en) | Composite building materials and methods of manufacture | |
| EA008415B1 (ru) | Древесная плита и способ ее изготовления | |
| WO2017072220A1 (en) | A process for preparing a wood chip board | |
| AU723544B2 (en) | Microveneer decorative laminate and method of making and articles made therefrom | |
| KR101243489B1 (ko) | 마루바닥재용 복합기재 구조 | |
| JP2022552176A (ja) | パネルのリサイクルを可能にする方法 | |
| EP4032943A1 (en) | Manufacturing process for components from sunflower seed shells, particle/polymer biocomposites, moldings and laminates comprising sunflower seed shells, and their use | |
| US12172421B2 (en) | Composite building materials and methods of manufacture | |
| CN212353170U (zh) | 环保防水高强度的人造板 | |
| WO2012042104A1 (en) | A method and a system for manufacturing a product of natural fibre composite, and a product of natural fibre composite | |
| WO2006120008A1 (en) | Resin composition comprising waste of resin impregnated material | |
| EP4123089A1 (en) | Method of producing a coated fibrous article | |
| WO2024167767A1 (en) | Composite building materials and methods of manufacture | |
| WO2024018519A1 (ja) | 積層材並びにその製造方法及び応用 | |
| KR100729789B1 (ko) | 혼합 종이와 그 제조방법 |