seplayer. procesos avanzados de selección

TÍTULO DEL PROYECTO:

SEPLAYER. Procesos avanzados de selección, descontaminación y deslaminado de envases plásticos multicapa

ENTREGABLE E3.1:

E3.1. Informe técnico de los sistemas de deslaminado disponibles

Nivel de difusión Interno

Autores Laura Blasco

Entidad Responsable ITENE

Fecha de entrega Marzo de 2018

ÍNDICE

1. ANTECEDENTES __________________________________________________ 3

2. INTRODUCCIÓN _________________________________________________ 4

3. METODOLOGÍA __________________________________________________ 7

4. RESULTADOS _____________________________________________________ 7

3.1. deslaminado químico ________________________________________________ 8

3.2. deslaminado mecánico _____________________________________________ 18

5. CONCLUSIONES ________________________________________________ 20

1. ANTECEDENTES

Los informes de 2017 de Plastics Europe 1 señalan que la producción mundial de plástico sigue una tendencia creciente tanto a nivel mundial como europeo. En millones de toneladas por año, en 2009 se produjeron a nivel mundial 250, mientras que en 2016 la cifra ascendió a 335, siendo el crecimiento de un 1,34% de un año respecto al otro. A nivel europeo, dicho crecimiento ha sido ligeramente superior, en concreto del 1,09%, pasando de 55 en 2009 a 60 millones de toneladas al año en 2016. De las cifras anteriores, el 39,9% del plástico consumido a nivel europeo se emplea en el sector del envase, y de éste, aproximadamente el 70% va dedicado a envase alimentario. Las cifras de demanda de plástico en el sector del packaging son las que aparecen en la Figura 1.2 En total, según datos de mercado de 2014, la demanda de plástico para food packaging era de 15.3 millones de toneladas al año. Por tanto, parece lógico pensar que existe una gran oportunidad en emplear plástico reciclado de residuo de envase alimentario en la fabricación de otros envases alimentarios.3

Figura 1. Cifras del sector del plástico en Europa

Uno de los grandes problemas en el reciclaje de los envases alimentarios es que existen materiales que actualmente son difíciles de reciclar, como son los complejos o multicapas. La demanda de este tipo de material para envases alimentarios fue, como puede verse para ese año, de 800.000 toneladas. Por tanto, el reciclado de los multilaminados supone, además de un gran reto por la falta de soluciones tecnológicas, una buena oportunidad de mercado para los transformadores de plástico reciclado en general, y para los productores de envases alimentarios en particular, y más considerando las cifras aportadas por el informe de la Ellen MacArthur Foundation “New Plastics Economy: Catalysing Action” 4 , según el cual el multilaminado plástico supone un 13% del total del packaging plástico.

Figura 2. New Plastics Economy: Catalysing Action. Ellen MacArthur Foundation, 2017

1 Plastics – the Facts 2016: An analysis of European latest plastics production, demand and waste data. Source: PlasticsEurope 2 The European Food Flexible Packaging Market, 2014 3 Ref. European plastics demand (EU-28+NO/CH) by polymer type 2015. Source: PlasticsEurope (PEMRG) / Consultic / myCeppi. 4 Ellen MacArthur Foundation “New Plastics Economy: Catalysing Action”, January 2017.

2. INTRODUCCIÓN

La industria del plástico, como se ha comentado anteriormente, representa un 39.9% del total del plástico consumido, del cual un 13% corresponde a plásticos multicapa.

Hoy en día, el reciclado de los envases multicapa no es viable técnicamente, por un lado, y por otro presenta muchas veces problemas en cuanto a la tecnología necesaria para llevarlo a cabo. Combinando las propiedades de los diferentes materiales, los envases multicapa ofrecen propiedades que los monomateriales no podrían alcanzar, resultando más funcionales y aportando beneficios sobre todo en cuanto a propiedades barrera al vapor de agua, a gases tales como el oxígeno, el dióxido de carbono o los compuestos aromáticos, reduciendo el peso y el coste del envase, aportando buenas propiedades mecánicas, buen sellado y resistencia a bajas temperaturas5. Sin embargo, esta combinación de materiales resulta normalmente en la imposibilidad para su reciclado por diversas razones:

- Elevada variedad de plásticos usados para las distintas capas

- Muchas diferencias de procesado de los diferentes plásticos usados en las distintas capas

- Falta de sistemas de identificación de los films multicapa (ej. PA/PE, PS/PE, PVC/PE, PET/PE,etc.)

- Falta de sistemas de recogida de estos materiales que acaban siendo almacenados con otros materiales con características físicas similares (color, espesor, rigidez)

- Falta de una investigación estándar sobre las propiedades, procesado y aplicaciones de composites basados en materiales multicomponente reciclados

- Falta de sistemas de separación económicamente viables para los distintos materiales

A pesar de esto, en la actualidad, la mayoría de los envases alta barrera están basados en estructuras multicapa co-extruidas o laminadas, ya que no existe un solo material que tenga todas las propiedades necesarias para un envase.

Normalmente, estas estructuras requieren estar compuestas por materiales que aseguren las propiedades físico- mecánicas y las propiedades barrera para conservar el producto envasado.

De tal modo, las estructuras de envases suelen tener una estructura como la que muestra en la Figura 3.

Figura 3. Estructura básica de los plásticos multicapa

5 Czerniawski, J.; Michniewicz, B. et al. Agro Food Technology; 1998. Allhaus OE. “Verpackung mit Kunststoffen”. Munich, 1997.

Este tipo de estructuras pueden obtenerse por coextrusión, co-inyección o por laminación. En función de los materiales y de la aplicación final, utilizaremos un proceso u otro. Cuando hablamos de envases flexibles trabajaremos con los procesos de extrusión, impresión y/o laminación.

En los casos en los que queremos obtener envases flexibles con propiedades barrera a oxígeno podremos realizar envases por coextrusión con EVOH, material que presenta alta barrera a Oxígeno en condiciones de humedad reducida, pero que pierde esta propiedad conforme aumenta la concentración de humedad.

En el caso de que el envase necesite ser impreso, será necesario tras la impresión, realizar una laminación. En estos casos los recubrimientos barrera comúnmente más utilizados son los recubrimientos de PVdC y los recubrimientos de óxidos metálicos, por presentar una buena barrera a oxígeno y a vapor de agua.

Estos recubrimientos son aplicados sobre los films estructurales que posteriormente son laminados a otro film estructural con la capacidad de termosellado, capacidad necesaria en los envases flexibles para poder ser cerrados.

Estas soluciones conllevan algunas desventajas:

• En el caso del PVdC, existen algunas reticencias del uso por la presencia de cloro en su estructura que se relaciona con problemas medioambientales, aunque es cierto que muchas veces no bien fundamentados, si genera un interés en la industria por buscar alternativas.

• En el caso de los óxidos metálicos, la mayor desventaja es el proceso de obtención, PVD- deposición física en fase vapor, que requiere de un alto coste de energía para que el óxido metálico pase a fase vapor, para luego ser depositado en una fina capa sobre el film estructural y son materiales más costosos.

Actualmente se trabaja en el desarrollo de recubrimientos barrera al oxígeno y vapor de agua; soluciones basadas en PVOH, material polimérico de fuentes fósiles, pero que presenta la capacidad de ser biodegradable. Además, es soluble en agua, lo que da lugar a recubrimientos barrera base agua.

Estas soluciones presentan una gran ventaja frente a las soluciones anteriormente mencionadas. Son soluciones de bajo impacto ambiental, en línea con las directrices europeas de reducción de Compuestos Orgánicos Volátiles durante la fabricación de estructuras de envase flexible; que pueden ser aplicadas en el proceso de impresión, pero que aún necesitan de experimentación.

La Tabla 1 presenta de forma resumida lo explicado anteriormente: Tabla 1. Estructuras barrera usadas normalmente para envase flexible

Proceso Diseño Gráfico Material barrera Barrera a O2 / H2O Extrusión No EVOH No

Laminación Sí/No Recubrimientos PVdC Óxidos metálicos Sí

Impresión Sí Recubrimientos basados en PVOH Sí

Las soluciones basadas en recubrimientos barrera presentan la gran ventaja de ser soluciones que contribuyen a la reducción de gramaje de estructuras de envases flexibles, así como a la reducción en la cantidad de residuos de envase flexibles.

El proyecto SEPLAYER se centra en la investigación y desarrollo en (1) técnicas de deslaminado y (2) clasificación de plásticos, para ayudar a las empresas a obtener las fracciones plásticas separadas para su posterior valorización mediante reciclado, y (3) técnicas de descontaminación de plástico, para permitir la obtención de un mayor valor añadido de los polímeros al permitirse su uso en aplicaciones como la alimentaria.

En este informe, perteneciente al paquete de trabajo 3: Procesos avanzados de deslaminado, se va a profundizar en las tecnologías patentadas a día de hoy para lograr el deslaminado de las diferentes capas que conforman los envases plásticos multicapa, y así lograr uno de los principales objetivos del proyecto, en este caso, el deslaminado de plásticos multicapa para la posterior valorización de los plásticos por separado.

Dadas las actuales tendencias legislativas en las cuales los envases multicapa va a tener que ser reciclables para 2030 en el ámbito de la UE6, es evidente la novedad y necesidad de un sistema de deslaminado específico para plásticos multicapa.

En la siguiente tabla, se pueden observar los complejos más habituales utilizados en diferentes sectores, tanto de alimentación como de droguería.

Se puede observar que los complejos más recurrentes son los de PET/PE y los de poliolefinas (BOPP/BOPP, BOPP/CPP, BOPP/PE).

Tabla 2. Complejos laminados más utilizados por sectores7.

6 Comisión Europea. Enero 2018. Web: http://europa.eu/rapid/press-release_IP-18-5_es.htm 7 Web Coverpan. https://www.coverpan.es/pdetail/films-complejos/

3. METODOLOGÍA

Todo proyecto experimental comienza con una búsqueda del estado del arte del campo a experimentar en cuestión. En este entregable 3.1, se va a realizar una búsqueda de sistemas de deslaminado patentados en todo el mundo, para así marcar la base para nuestra experimentación y, además, ver los campos que nos afectan y en los que no es posible ir más allá. Para ello, ITENE cuenta con licencia para usar el software de búsqueda Thomson Innovation.

Thomson Innovation es un servicio integrado de búsqueda introducido en el mercado por Thomson Reuters, que ofrece búsquedas de contenido cruzado a través de datos de patentes.

Las colecciones de patentes cubiertas por Thomson Innovation incluyen las colecciones: británica, china, europea, francesa, alemana, japonesa, coreana, PCT y estadounidense, así como datos bibliográficos de otras colecciones. Entre el contenido incluido en Thomson Innovation, destaca el Derwent World Patent Index (DWPI), una fuente adicional de clasificaciones y resúmenes para los documentos de patente que se pueden buscar a través de Thomson Innovation, así como información legal y de tramitación para ciertas colecciones (europea, INPADOC y estadounidense). Asimismo, están disponibles (y se puede buscar en los mismos) a través de Thomson Innovation traducciones automáticas al inglés de los títulos, resúmenes y reivindicaciones de los documentos de patente chinos más recientes y traducciones automáticas al inglés del texto completo de los documentos de patente japoneses y coreanos más recientes.

Los países a los que corresponden las siglas que han aparecido en nuestra búsqueda corresponden a los que aparecen en la Tabla 3:

Tabla 3. Países de las patentes

Siglas País FR Francia ES España BR Brasil EP Europa WO Todo el mundo US Estados Unidos JP Japón KR Corea del Sur GB Reino Unido IN India GR Grecia

4. RESULTADOS

Una vez finalizada la búsqueda, para proceder con la experimentación en el marco del proyecto SEPLAYER, se han analizado los resultados dando como resultado la siguiente información.

A continuación, se detallan una a una todas las patentes encontradas hasta la fecha, con su número de identificación, su título original y una breve explicación de sobre qué trata cada una y en qué se basa la invención. En primer lugar se mostrarán las patentes relacionadas con procesos químicos y el uso de solventes, y por otra parte, se describirán las patentes encontradas que se refieren a deslaminado mecánico por fuerzas de cizalla.

3.1. DESLAMINADO QUÍMICO

Nº Nº patente/empresa Título original

1 FR2985263B1

Toray Films Europe Univ Claude Bernard Centre Nat Rech Scient

Recycling multilayer film comprising first, second and inter-layers comprises positioning multilayer film such that second layer faces high energy pulsed light source, irradiating film by light source and separating first and second layers. 2014.

Resumen:

La invención francesa, descrita en la presente patente, hace mención a un proceso para separar láminas de PET de PVDC (policloruro de vinilideno), PVDF (polifluoruro de vinilideno), PVC (policloruro de vinilo) o PVF (polifluoruro de vinilo).

La lámina se tritura en fragmentos de aproximadamente 1 cm y después se ponen en contacto con una mezcla azeotrópica o casi azeotrópica de agua con un disolvente capaz de disolver el polímero, a una temperatura de alrededor de 120ºC.

Finalmente, el polímero disuelto se precipita en el disolvente por expansión y por inyección de vapor de agua en la solución, lo que provoca además el arrastre del disolvente azeótropo, y deja así una mezcla que consiste esencialmente en agua y partículas sólidas de polímero.


2 WO2010087104A1 Kureha Corporation

Recovery of thermoplastic aromatic polyester resin from multilayer molded product, involves crushing aromatic polyester resin-and-polyglycolic acid multilayer molded product and vibrating ground material in specific gravity separator. 2010.

Resumen:

Esta patente de Kureha describe un método para recuperar, mediante un proceso vía seca, un termoplástico reutilizable y de elevada pureza (resina de poliéster aromático) de un multicapa que contiene un poliéster aromático y una capa de ácido poliglicólico. El método comprende 3 fases: (i) Trituración del material con cuchillas rotatorias, (ii) Alimentación de las escamas en un separador en seco por gravedad, y (iii) Operación del separador para recuperar el termoplástico.


3 US5934577A Solvay

Separation of multilayer plastic material, especially used in fuel containers by heating to a specified temperature range, shredding into two different types of particle comprising a base plastic and a second plastic plus adhesive layer and then separating the particles electrostatically. 1999.

Resumen:

La patente americana trata de la separación de dos plásticos unidos por un adhesivo. El material se calienta a una temperatura entre la de cristalización de uno de los materiales y -20ºC. Después se tritura el material manteniendo la temperatura y obteniendo escamas de material 1 y escamas del material 2 con el adhesivo. Por último, los diferentes plásticos se separan electrostáticamente.


4 BRPI0706115A2

Universidade Estadual de Campinas

Multilayer packaging material recycling and separating involves utilizing multilayer of plastic, metal and paper, and is eco-friendly. 2009.

Resumen:

Esta patente brasileña hace referencia a un proceso de deslaminado de materiales plásticos, metálicos y de papel, en el que no se generan productos nocivos para el medio ambiente.

El material plástico separado puede ser reciclado directamente después de separarse y el metálico debe someterse a un proceso auxiliar para recuperarlo antes de ser utilizado de nuevo. Se trata de un tratamiento alcalino con disoluciones de hidróxido de sodio a diferentes concentraciones, sin llegar a temperaturas muy elevadas, lo cual no genera un gran consumo energético.

Primero se separa el plástico con una disolución de NaOH a una concentración baja. Seguidamente, una vez separado, se aplica una disolución de NaOH con una concentración un poco más elevada, para disolver el aluminio y generar una disolución donde las partículas metálicas están disueltas. Para recuperarlas, hay que neutralizar la disolución con ácido clorhídrico, obteniendo hidróxido de aluminio por un lado y cloruro sódico por otro.

La sal es un producto inofensivo para el medio ambiente. El hidróxido de aluminio debe ser posteriormente tratado para la obtención del metal para usos posteriores.


5 EP2650324B1

Linpac Packaging Limited

Treating multilayer article comprising first plastic material layer and second plastic material layer involves physically separating first material from second through shearing and heating and sorting first material from second material. 2013.

Resumen:

Esta patente hace referencia a un método físico de separación de plásticos mediante la acción térmica y mecánica. Así, dice, se consigue la separación entre los dos plásticos. En la Figura 4 se puede apreciar el esquema del proceso.

Figura 4. Proceso de deslaminado basado en la acción mecánica y térmica


6 WO2017037260A1 Centre National De

La Recherche Scientifique

Method for delaminating/disassembling multilayer system, involves bringing gas/liquid fluid to required temperature and pressure, and recovering layers or subset of layers which are undamaged separately. 2017.

Resumen:

Esta invención se refiere a un método y un dispositivo para deslaminar/desmantelar sistemas multicapa, que incluyen al menos una capa orgánica. El proceso comprende al menos los siguientes pasos: mezclar el sistema multicapa con un fluido constituido por al menos un gas que tiene la especificidad de hacer que al menos una de las capas se hinche y uno o más líquidos no reactivos que tienen la especificidad de permitir que cada capa individualmente se separe sin dañar los demás componentes. El gas, para ser recuperado, se lleva a la temperatura y presión requeridas.


7 WO2010137756A1 Park Byung Kyoo

Recycling thermoplastic resins from, e.g. agricultural mulching film, by heating resin mixture, injecting fluent liquid phase resin mixture to rotary body, separating thermoplastic resins and impurities, and collecting. 2010.

Resumen:

Esta patente relata un método para separar resinas termoplásticas mediante calor y acción mecánica.

Las resinas termoplásticas y las impurezas se separan entre sí mediante la acción térmica en un sistema rotatorio. Las resinas líquidas flotan sobre el cuerpo rotatorio, permitiendo que las impurezas caigan por debajo del cuerpo giratorio, y recogiendo las resinas termoplásticas, que por la acción centrífuga se separan dependiendo de sus densidades. El esquema del proceso se muestra a continuación en la Figura 5, donde se pueden distinguir los diferentes equipos para llevar a cabo la separación. Los equipos más importantes son los enumerados en la Tabla 4:

Tabla 4. Equipos del proceso de la patente WO201037756 Nº Equipo 10 Reactor de fundido

13/21 Agitación 15 Válvula control de flujo 20 Tanque de almacenamiento 30 Separador de centrífuga 32 Cuerpo de rotación 40 Tanque de almacenamiento 50 Extrusora 60 Enfriamiento 70 Cortador de pellets 80 Almacenaje de pellets

Figura 5. Esquema del proceso de la patente WO2010137756


8 EP2767377B1 Recyplast GmbH

Method for recovery of starting materials of multilayer composite materials with flex foil in mining industry, involves taking material from original middle layer after irradiation with UV light as again-reusable raw material. 2014.

Resumen:

Método para recuperar los materiales de partida de materiales multicapa, con al menos una capa con una superficie pegajosa, como láminas flexibles o similares con una capa intermedia pastosa o una mezcla de plástico polimerizada a base de estireno-butadieno-estireno (SBS) con láminas de recubrimiento hechas de un polímero tal como, por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET) adherido a la superficie.

El proceso consiste en lo siguiente: 1. el material a procesar es ultracongelado - preferiblemente por medio de nitrógeno líquido (N2) - molido y tamizado mientras está congelado. Así se eliminan impurezas en forma de arena fina o polvo y se recogen para su posible valorización. El material restante se irradia con luz ultravioleta para asegurar la polimerización completa y luego se alimenta a un tamiz del cual, como fracción adicional, se extraen y recogen las partículas de la lámina de recubrimiento y de la materia prima reutilizable (PET). El material restante (SBS) se extrae después de una irradiación adicional con luz UV.


9 EP2668226B1 Saperatec GmbH

Separation medium, useful for separating multi-layer systems, preferably photovoltaic modules for recycling, comprises nanoscale dispersion or a precursor. 2016.

Resumen:

En esta patente de Saperatec, se define un proceso para separar sistemas multicapa, especialmente con módulos fotovoltaicos, para su posterior reciclado. Se trata de un proceso respetuoso con el medio ambiente y que consigue aumentar las cifras de reciclaje. Para esto, es necesario un fluido con una dispersión (nanoescala) o es un precursor de la misma.


10 ES2211345B1

Neoplastica España S A

Procedure is for separation of polyethylene terephthalate from multi-layer films comprising at least one layer of polyethylene. An alcohol is used in the procedure for separation. 2005.

Resumen:

La patente española, perteneciente a Neoplástica, resume un procedimiento para la separación de PET a partir de láminas de plásticos multicapa compuestos de PET junto a poliolefinas, por ejemplo PE, que estén unidas por un adhesivo intermedio. El procedimiento patentado consiste en poner en contacto la lámina con una disolución que contiene una mezcla de un alcohol y agua y separar el PET por decantación. El proceso podría resumirse como aparece en la Figura 6:

Figura 6. Proceso de deslaminado basado en la acción química (ES2211345A1)


11 GB2499392B Future Polymers LLP

Method for recycling multilayer structure used to manufacture e.g. bath furniture, involves granulating multilayer structure to produce granulated product, and flowing air over granulated product to separate lighter fraction. 2013.

Resumen:

Esta patente se basa en la separación de un sustrato (polímero de acrilato) y un revestimiento (mezcla de fibra de vidrio y poliéster). La separación se basa en la diferencia de densidades. Primero se tritura el material, después se deja fluir aire sobre el producto granulado para separar la fracción más ligera. El resto del material granulado pasa a una mesa vibratoria, desde un punto de entrada hasta uno de salida, separándose así el material por densidades. Y la mesa, además lleva incorporado un extractor encima para extraer la porción más ligera del resto del producto granulado.


12 ES2350671B8 Sulayr Global Service SL

Manufacturing recycled polyethylene terephthalate multilayer films involves using polyethylene terephthalate, ethylene vinyl alcohol or polyethylene. 2012.

Resumen:

En esta patente española propiedad de Sulayr se describe el procedimiento para separar los diferentes plásticos de una lámina compleja compuesta por PET/EVOH/PE.

En primer lugar, el material molido se introduce en un extractor donde se separa el PE disolviéndolo con xileno a alta temperatura. Esta operación se realiza dos veces para asegurar que el PE ha sido retirado completamente. Después de la extracción, el xileno que contiene el PE disuelto se pasa a un depósito auxiliar para proceder a su filtrado, donde se distinguen dos fases, un líquido claro (xileno) y un lodo blanco (PE) que tras secar se convierte en polvo blanco de PE.

Por otra parte, los sólidos que quedan en el extractor llevan PET y EVOH mojados en xileno. Para retirar el xileno, la corriente se seca con aire caliente.

Las partículas de EVOH son mucho más pequeñas y ligeras que las de PET, por lo que se separan densimétricamente en un separador neumático, utilizando la acción conjunta de vibración y soplado (la fracción ligera se ventea y se separa de la pesada). La fracción ligera es EVOH, mientras que la fracción pesada es el rPET.


13 IN201502980I3 Vaviya Ladha Gela

Treating polyester related multilayer laminated industrial packaging waste material to obtain a recyclable film by taking the laminated waste material and passing the material through a tank containing concentrated sulfuric acid. 2015.

Resumen:

En esta patente india, se describe un método para tratar material de desecho de embalaje industrial laminado multicapa compuesto de poliéster para obtener una película reciclable desprovista de poliéster, sin tinta, sin impresión, sin componente de papel y sin aluminio metalizado.

El material de desecho se expone a ácido sulfúrico concentrado (98%) durante un período de tiempo comprendido entre 30 segundos y 5 minutos. A continuación, se expone a una solución acuosa concentrada al 30% de hidróxido sódico (NaOH). El material que sale se pone en agua y finalmente se seca.

El material recuperado que comprende LDPE o BOPP o CPP es totalmente reciclable. Cuando el aluminio es uno de los componentes de los desechos de múltiples capas, se recupera intacto.


14 ES2398079B2 Sulayr Global Service SL

Obtaining recovered polyethylene terephthalate from sheets with polyurethane adhesive complex, involves using alkali metal hydroxide as anti-blocking agent. 2014.

Resumen:

La patente española perteneciente a Sulayr resume el procedimiento que han llevado a cabo para la obtención de rPET a partir de láminas complejas adhesivas con poliuretanos. Sulayr ha conseguido la separación de las láminas usando como agente separador lejías alcalinas.

En el caso de Sulayr, utiliza NaOH y KOH como reactivos principales. Después de hacer reaccionar las escamas del material con las disoluciones de lejía durante un tiempo determinado, se procede a un lavado y a una separación de las mismas por densidad. Así se obtienen las escamas de PET y de PE + adhesivo. El PET, que es la fracción valiosa, se somete a procesos de secado para ver que realmente no hay PE en las muestras y para así, obtener finalmente PET de elevada pureza. El proceso detallado se puede observar en la Figura 7.

Figura 7. Proceso de deslaminado basado en la acción química (ES2398079B2)


15 US5194109A

Idemitsu Petrochemical Co. Ltd

Recovering scraps of multilayer plastic sheet by peeling layers apart after reducing adhesive peel strength by heating. 1993.

Resumen:

El método descrito en esta patente, fuera de su periodo de validez, se basa en calentar la lámina multicapa a una temperatura menor que la temperatura de reblandecimiento para hacer que la resistencia al pelado sea menor que la resistencia a la rotura.


16 US5183212A

The B. F. Goodrich Company

Sepg. multilayer plastics into components esp. for recycling by dividing into small particles agitating and agglomerating particles and separating into components e.g. by floatation or centrifuging. 1993.

Resumen:

La patente número 16 relata un nuevo proceso en el que los materiales plásticos multicapa se separan eficaz y eficientemente. Los materiales multicapa se dividen en partículas más pequeñas, las partículas se aglomeran y luego las partículas similares se separan de las otras partículas. Este nuevo método es útil para reciclar materiales plásticos extruidos de múltiples capas.

Nº Número de patente Título original

17 JP2003154290A

Dainippon Printing CO LTD

Resin portion of plastic container sorting method, involves feeding resin crushing piece between negatively-charged drum and electrode, to sort resin piece separately. 2003.

Resumen:

Esta patente japonesa hace referencia a un proceso de separación de plásticos multicapa mediante un sistema de fraccionamiento, cargando los chips de plástico por fricción.

El plástico se corta en trozos de entre 5-15mm con cuchillas. La mezcla debe estar por debajo de 0.5% de humedad y mediante fricción, los chips se cargan positiva y negativamente. Después, son introducidos en un aparato de fraccionamiento para ser separados y recuperar cada tipo de resina por separado. Es deseable que los chips de plástico se calienten antes de la etapa de fraccionamiento para que se reduzca su tamaño.

Nº Nº patente/empresa Título original 18 US4199109A

Toppan Printing Co. Ltd Waste plastics recovery includes peeling multilayered plastics into individual layers while heating. 1980.

Resumen:

La patente americana describe un proceso para separar plásticos multicapa mediante la aplicación de calor. Un método para recuperar plásticos que es fácil de trabajar y eficaz en la separación de materiales. El método comprende los pasos de: calentar artículos de plástico multicapa, aplastar inmediatamente los artículos de plástico calentados mediante cizallamiento, impacto o fuerza de rasgado y pelar las capas de

los artículos en pequeños trozos de los monomateriales respectivos, recuperando así los materiales por separado.


19 KR2014075327A Sepc Chemical

Polyethylene-nylon waste film roll recycling method involves carrying out immersion process for dipping polyethylene-nylon film roll in first solvent in dipping bath, and sinking film roll under second solvent in rewinding tub. 2011.

Resumen:

La presente invención se refiere a un método y a un aparato para reciclar una película multicapa de polietileno y nylon.

El rollo de film se hace pasar primero por un tanque de inmersión lleno con un primer disolvente. Después pasa por un segundo tanque lleno con un segundo disolvente. Además, una etapa de lavado con una disolución a base de alcohol y la recogida de la película después de ser conectada a un rodillo colector que recoge, por una parte, el polietileno, y por otra (otro rodillo) el nylon después del secado.


20 JP11323006A Agency of Ind.

Science & Technol

Degradation of plastic multilayered molded article involves contacting multilayered plastic molded article with water at high temperature and pressure. 1999.

Resumen:

El problema a resolver que nos plantea la patente japonesa es el de proporcionar un método para descomponer un producto moldeado de múltiples capas de plástico que comprende una capa de polímero de policondensación y una capa de polímero de poli-adición en componentes reutilizables sin usar un catalizador.

Para esto, después de triturar la lámina dejando partes pequeñas, se introducen en un baño de agua a alta temperatura y presión, de forma que sea capaz de fundir el polímero de poli-adición, pero sin llegar a descomponerlo. El polímero de policondensación, en cambio, se descompone en componentes monoméricos en el agua y la película polimérica de poli-adición queda como producto sólido no descompuesto en el agua.


21 JP2010116481A

Toyo Seikan Kaisha LTD

Decomposition of easily-decomposable resin composition used for e.g. containers, involves subjecting resin composition containing two different aliphatic polyesters to heat process and then decomposing in enzyme liquid. 2010.

Resumen:

Esta patente describe un método de separación de dos poliésteres alifáticos diferentes por hidrólisis. El método incluye dos pasos: un paso para realizar un tratamiento hidrotérmico sobre el poliéster que se

descomponga más rápido y otro para la descomposición en sí de este polímero. El primer paso se realiza en una solución enzimática que contiene una hidrolasa.


22 JP5228937A Suzuki Motor CORP

Peeling and separation of painted film from moulded resin by heating in closed container with solvent with specific gravity between moulding resin and paint, to (partly) dissolve or swell film. 1993.

Resumen:

Esta patente japonesa describe un método para separar una pintura de una resina moldeada aplicando calor y un disolvente. La superficie de un producto, tal como un parachoques de un automóvil, está revestida, por ejemplo, con un material de recubrimiento de poliolefina clorada modificado con un ácido, y un material de revestimiento superior de poliuretano en múltiples capas.

Para separar una lámina de dicho producto, primero se corta, se rompe o se tritura y se coloca en un recipiente en el que está contenida una solución (disolvente) para facilitar la separación. La solución contiene un disolvente para disolver o hinchar una parte de la lámina, y se usa aplicando temperatura, siempre por debajo el punto de ebullición. El contenedor se mantiene cerrado y la lámina se acaba despegando por completo y rápidamente.


23 GR1002446B

Poulakis Ioannis- Papaspyridis Konstantinos

A new method for recycling waste plastic in conjunction with a separation technology based on differing density and technology for dissolution/precipitation. 1996.

Resumen:

El método descrito en esta patente griega se trata de un proceso basado en densidad/solubilidad, para la separación y reciclado de plásticos. Consiste en: (i) Separación por densidad en agua, (ii) Disolución selectiva (un polímero detrás de otro, a temperatura y en disolventes específicos), (iii) Precipitación (añadiendo líquidos o enfriando) del polímero disuelto, y (iv) Recuperación de los polímeros recuperados.

Los materiales recuperados por este método son convertidos, sin necesidad de aditivos u otros polímeros, en granza o polvo de una calidad aceptable para su uso en la fabricación de nuevos materiales, y pudiendo competir incluso con la granza de material virgen.


24 WO2016134347A1 Geo-Tech Polymers

LL

Single-phase aqueous solution for removing polymeric film coating(s) e.g. thermal ink printer film, comprises water, inorganic base composition, stable peroxygen composition and surfactant composition. 2016.

Resumen:

En la patente número 24 de las analizadas para el proyecto SEPLAYER, se proporcionan composiciones, mezclas de procesos y kits para eliminar uno o más revestimientos de una lámina polimérica, por ejemplo, como una cinta de impresora de tinta térmica, usando una solución acuosa de una sola fase. La solución

acuosa monofásica puede incluir agua; una composición de base inorgánica; una composición de peroxígeno estable; y una composición tensioactiva.


25 EP538730A1

Nordenia Verpackungswerke GmbH

Recovery of polyolefin from multilayer films where film is cut into small pieces and stirred vigorously in solvent bath to swell adhesive bond between layers. 1992.

Resumen:

Esta patente, ya fuera de su período de validez, describe un proceso mediante el cual las distintas capas de poliolefinas se separan.

Las láminas se cortan en piezas pequeñas y se meten en un baño con disolvente orgánico y aplicándole agitación vigorosa. El disolvente actúa sobre el adhesivo existente entre las capas de poliolefinas, generando el hinchado de éstas y, por consiguiente, su separación.

3.2. DESLAMINADO MECÁNICO

Nº Nº patente/empresa Título original 26 US5934577

Solvay SA Process for separating the constituents of a multilayer material. 1997.

Resumen:

Esta patente resume un proceso para separar multicapas mediante la acción mecánica, en la que se encuentra un plástico mayoritario A (80-90% del total del peso), un plástico B y un adhesivo C. El proceso descrito comprende las fases siguientes, que a continuación se pasa a detallar de manera breve:

- Calentar: Utiliza lámparas o resistencias infrarrojas. Alcanza temperaturas un poco menores a la

temperatura de cristalización del material B. - Triturar: Normalmente mediante molinos impulsados. Se trata de tambores giratorios que llevan

incorporadas cuchillas, aunque aquí lo que se busca es la fuerza de cizalla, no cortar las partículas sin más. Además, este equipo lleva incorporado un sistema de aireación para enfriar las partículas y retirar por succión fuera del triturador.

- Calentar: Las partículas deben calentarse para poder llegar a realizar una buena separación final. - Separar: Separación electrostática. Esta fase de cargar las partículas se tiene que hacer en una

atmósfera con la menor humedad posible. Si se realiza a alta temperatura, la selectividad de la separación se ve mejorada.

Cabe destacar, que, en este caso, se está hablando de longitudes de 10-20cm, que al triturar se quedan en partículas de entre 5-12mm, lo que implica que hay capas de material de varios cm de anchura, no se está hablando de micras.

Calentar Triturar Calentar Separar

Nº Nº patente/empresa Título original 27 US4199109

Toppan Printing., Ltd. Method for recovering different plastic materials from laminated articles. 1980.

Resumen:

Esta patente americana describe un proceso de 3 etapas, dando alternativas para la última de ellas. Las fases para lograr la separación de los materiales es el que se describe a continuación:

1. Calentar los plásticos multicapa entre 80 y 200ºC, siempre por debajo del punto de fusión. 2. Lo materiales calentados, se pelan y rompen en sus dos componentes mayoritarios por acción de

cizalla, impacto y desgarro. 3. La separación de los materiales se puede hacer de varias formas:

a. Por densidad en agua b. Por corriente de aire c. Atrayendo las partículas a electrodos positivos/negativos

Esta patente se refiere a un método, en el que los componentes pueden ser PA o EVA y, como segunda capa, PE o PP.


28 AU2013203841A1 LINPAC Packaging

Limited Method for the recycling of plastics products. 2013.

Resumen:

El método descrito en esta patente comprende la separación de los componentes mediante separación física y aplicación de calor y separando ambos materiales una vez “despegados”.

Los materiales de los que habla son PET/EVA/PE con el que se hacen contenedores.

Primero se trituran hasta que alcanzan dimensiones de entre 6 y 16mm. Después, se calienta entre 80-100ºC. Se introduce en un recipiente en el que se hace que se ejerza cizalla sobre él mismo. Por el efecto de la cizalladura, los dos materiales se separan, dejando escamas de ambos. Una vez separados, se separan por densidad uno del otro.


29 US5194109

Idemitsu Petrochemical Co.,

Ltd. Method for recovering scraps of multi-layer plastic sheet or film. 1993.

Resumen:

El proceso descrito por la presente patente aborda la sistemática para recuperar y reutilizar una lámina o film multicapa. El plástico multicapa estará formado al menos por una capa base, que será laminada empleando una resina. Al menos una de las capas se tratará de EVOH, copolímero de estireno combinado con distintos monómeros como: isopropeno, butadieno, metil metacrilato o acido acrílico-anhídrido maleico.

El proceso requerirá de calentar la lámina de multicapa por debajo de la temperatura de reblandecimiento de la capa base. De esta manera se conseguirá que la resistencia de la capa de adhesivo sea menor, cuando se produzca el deslaminado.

La ventaja que presenta esta patente es que no requiere de ningún tipo de aditivo para evitar que se produzca el deterioro térmico de los polímeros que componen el plástico multicapa. Además, si se da el caso de que una de las capas sea PP, no es necesario que este sea de baja viscosidad. El calentamiento se puede realizar mediante rodillos calefactados, aire caliente, infrarrojos, etc, debiendo adecuarse en función de la resina empleada, mientras que la fuerza empleada para el deslaminado no debe ser superior de los 2.0 kg/25 mm de espesor.

Lamina procesada:

A. PP/ EVA-PVDC-EVA/ PP. B. PP/ SIS-PVDC-SIS/ PP C. PP/ PP modificado-EVOH-PP modificado/PP

En los ejemplos que aparecen en la patente se emplean capas separadas en ensayos anteriores para formar un nuevo laminado y posteriormente separarlo.

5. CONCLUSIONES

Una vez analizada toda la información, y establecidos los límites del proyecto SEPLAYER, podemos afirmar que hay 10 patentes que son de especial consideración y servirán como base para la investigación del proyecto. Las patentes son, a modo resumen, las que aparecen a continuación en la Tabla 5.

Tabla 5. Patentes a tener en cuenta para la consecución de SEPLAYER

Nº Nº Patente Válida hasta Propietario 2 WO2010087104A1 2030 Kureha Corporation 5 EP2650324B1 2033 Linpac Packaging 6 WO2017037260A1 2037 Centre National De La Recherche Scientifique 7 WO2010137756A1 2030 Park Byung Kyoo 8 EP2767377B1 2034 Recyplast GmbH 9 EP2668226B1 2036 Saperatec GmbH

10 ES2211345B1 2025 Neoplastica España S A 12 ES2350671B8 2032 Sulayr Global Service SL 14 ES2398079B2 2034 Sulayr Global Service SL 24 WO2016134347A1 2036 Geo-Tech Polymers LL 28 AU2013203841A1 2033 Linpac Packaging

3 patentes españolas, 3 patentes europeas y 4 patentes que aplican en todo el mundo.

Por otra parte, hay que comentar que no todas las patentes analizadas aplican en el caso del proyecto SEPLAYER, bien por no ajustarse a la zona geográfica en cuestión o bien por no estar vigentes (ya han pasado los 20 años de validez establecidos para las patentes y no han sido actualizadas). Estas patentes han sido identificadas y se muestran, a continuación, en la Tabla 6:

Tabla 6. Patentes que NO aplican en el ámbito de SEPLAYER

Nº Nº Patente Razón 15 US5194109A

Caducidad (más de 20 años desde su publicación) y ámbito geográfico que no aplica.

16 US5183212A 18 US4199109A 22 JP5228937A 25 EP538730A1

Caducidad (más de 20 años desde su publicación) 26 US 5934577 27 US4199109 29 US5194109 1 FR2985263B1

Ámbito geográfico que no aplica para la consecución de SEPLAYER

3 US5934577A 4 BRPI0706115A2

11 GB2499392B 13 IN201502980I3 17 JP2003154290A 19 KR2014075327A 20 JP11323006A 21 JP2010116481A 23 GR1002446B

En base a estos resultados, se van a considerar vías alternativas para el proceso de deslaminado, de manera que ninguna resulte en algo que ya ha sido inventado.

Además, de cara al futuro, también se realizará un estudio de patentabilidad si la solución alcanzada gracias a la ejecución de SEPLAYER es de naturaleza innovadora.

seplayer. procesos avanzados de selección

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