CAMPO TÉCNICO

La presente invención se ubica dentro del campo técnico de la recuperación de materiales, más específicamente en la recuperación de PVB a partir de vidrio laminado para su reciclado o reutilización.

Así, la presente invención está dirigida a un proceso para la recuperación de polivinilbutiral (PVB) post consumo a partir de vidrio laminado, el cual lleva a cabo una tarea ambiental muy importante, no solo por retirar un contaminante de las aguas y de los suelos, sino por obtener un material reciclado que se pueda utilizar como materia prima en la generación de nuevos productos y que contribuya al logro de la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado. Así, el proceso de la presente invención permite la limpieza y recuperación de PVB a partir de vidrio laminado, donde el proceso se caracteriza porque hace una trituración mecánica del producto original, separación de materiales, lavado con agua a cierta temperatura y por un tiempo determinado, y hace uso de una suspensión de carbonato de calcio (CaCOa) que se calienta para obtener una limpieza adecuada, para luego centrifugar y/o secar y retirar el plástico limpio y separado para luego triturarlo en forma de hojuelas o volverlo acuoso de forma líquida o solidificarlo en forma de torta para su utilización posterior. De acuerdo con lo anterior, el proceso de la presente invención se caracteriza porque no genera residuos contaminantes; no utiliza compuestos químicos que alteren la naturaleza del producto; somete el PVB a una temperatura elevada (controlada) en el agua, lo que permite ablandar el material de forma que se expanda y libere las partículas más diminutas de vidrio que aún quedan adheridas a su superficie, asegurando con esto la eliminación total del vidrio; y como el material se expande al contacto con la temperatura, es necesario sellar sus poros con CaCOa para que el plástico pierda su capacidad adherente y una vez se enfríe en el proceso de secado las hojuelas no se peguen unas a otras, se hace necesario una vez este triturado el material adicionarle una nueva capa de Ca CO3 con el fin de completar el sellado del material y permita llevarlo a diferente estados, hojuelas, liquido (acuoso) o sólido por medio de una torta para poderlo peletizar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

El vidrio laminado se compone principalmente de dos láminas de vidrio separadas por una película de polivinilbutiral , conocido comúnmente como PVB. Así, al momento de triturar este vidrio con el fin de recuperarlo para reintroducirlo nuevamente en la producción de nuevo vidrio, se genera una pluralidad de escamas de PVB que, en la actualidad, se disponen en escombreras o lo que es peor, son enterradas en diferentes predios o lugares, lo cual al descomponerse genera contaminación de las aguas superficiales (freáticas) y el suelo.

Por lo tanto, llevar a cabo la recuperación del PVB post consumo a partir de estos vidrios laminados es una tarea ambiental muy importante, no solo por retirar un contaminante de las aguas y de los suelos, sino por obtener un material reciclado que se pueda utilizar como materia prima en la generación de nuevos productos y que contribuya al logro de la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado.

Así las cosas, en el estado del arte existe una pluralidad de divulgaciones relacionadas con procesos o sistemas que son utilizados en la recuperación de este polivinilbutiral (PVB) a partir de vidrio laminado, dentro de las que se encuentra el documento JP 2003285042 relacionado con un método para el tratamiento de residuos de vidrio laminado que pueda reciclar vidrio y película intermedia, en donde el vidrio laminado de desecho se desmonta de la carrocería de un automóvil y el vidrio desmontado se tritura para obtener piezas intermedias de vidrio con piezas finas de vidrio. Las piezas intermedias de película con piezas finas de vidrio se sumergen en un disolvente orgánico para disolver las piezas intermedias de película para obtener una solución de película intermedia que contiene las piezas finas de vidrio. Las piezas finas de vidrio se separan de la solución de película intermedia para obtener una solución de película intermedia.

Sin embargo, la invención definida en esta anterioridad presenta la desventaja o el inconveniente que no se hace una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que el producto final obtenido no tiene la pureza necesaria y se requiere entonces un proceso adicional aparte, que aumenta considerablemente los costos de producción. Adicionalmente, hace uso de agentes contaminantes adicionales para llevar a cabo la separación del plástico (PVB) del vidrio para su reutilización, lo cual es considerado como no amigable con el medio ambiente y no resuelve el problema planteado.

De otra parte, se tiene el documento JP 2005193443 que describe un método que permite reciclar una resina de poli vini Ibutiral a bajo costo en poco tiempo, en el cual se mezclan piezas de resina de polivinil butiral recuperadas (piezas de PVB) y partículas de un relleno como papel o similar y la mezcla resultante se muele con un molinillo mientras se añade agua a la mezcla. A continuación, la mezcla de resina de poli vi n ¡Ibutiral molida y el relleno se muele, amasa y granula. Posteriormente, la mezcla obtenida por amasado y granulado se carga en una máquina de moldeo por inyección junto con una resina olefínica para ser calentada y fundida. Luego, la resina fundida en la máquina de moldeo por inyección se inyecta en un molde para obtener un producto moldeado.

Al igual que la anterioridad definida previamente, este documento presenta el inconveniente que no se hace una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que el producto obtenido no tiene la calidad deseada y debe ser sometido a procesos adicionales indeseables.

Así mismo, la solicitud de patente US 20090209667 divulga un método para reciclar resina de poli(vinilbutiral) e incorporar esa resina de poli(vinilbutiral) en vidrio laminado y otros artículos. Así, la resina de poli(vinilbutiral) es recuperada de vidrio laminado desechado a través de un proceso bien definido, como se describe en este documento, que incluye todos o la mayoría de los pasos de granulación del vidrio laminado, extracción con solvente del plastificante e impurezas, disolución de poli(vinilbutiral), prefiltración de contaminantes insolubles, eliminación de color mediante adsorción o blanqueo, posfiltración de partículas de carbono, precipitación de poli(vinilbutiral) y lavado, estabilización y secado de resina de poli(vinilbutiral).

Sin embargo, este documento también presenta el inconveniente que no se hace una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que se requieren de procesos adicionales indeseables que aumentan costos de forma innecesaria, al tiempo que no cuenta con un paso que permita hacer alternación de ciclos de frío y calor que aseguran que el vidrio se separe de forma adecuada del plástico.

Ahora bien, también se encuentra el documento KR 101603870 que enseña un agente de liberación de polivini Ibutiral y un método para deslaminar una película adhesiva sensible a la presión de polivinilbutiral utilizando el mismo. El agente de liberación de polivinilbutiral de la presente invención comprende un mate de vinilo E-1 1 , metasilicato e hidróxido de potasio, en el que el mate de vinilo E-1 1 está compuesto por beta-mirceno, ciclohexano que incluye 3-metil-6-(1 - metiletenilo) y un ácido hexanoico que tiene éster 2-propenílico. Un agente desmoldante de polivinilbutiral de la presente invención es respetuoso con el medio ambiente y no presenta ningún riesgo para un trabajador al comprender constituyentes extraídos de la naranja, que es un material natural. Un método para deslaminar una película adhesiva sensible a la presión de polivinil butiral usando el agente de liberación de la presente invención incluye solo sumergir un vidrio laminado en el que se usa una película adhesiva sensible a la presión de polivinil butiral de desecho que se va a recuperar en una solución del agente de liberación de la presente invención, disolviendo así parcialmente la superficie de la película adhesiva sensible a la presión de polivinil butiral de tal manera que una placa de vidrio adherida a la superficie de la película adhesiva sensible a la presión de polivinil butiral se deslamina eficazmente. Por lo tanto, la presente invención es una invención útil que permite realizar fácilmente la recuperación y reutilización de la película adhesiva sensible a la presión de polivinilbutiral.

No obstante, este documento no lleva a cabo un paso de clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que se requieren de procesos adicionales indeseables que aumentan costos, al tiempo que hace uso de una serie de disolventes y componentes químicos que pueden ser considerados como tóxicos y contaminantes, por lo que el proceso no puede ser considerado como amigable con el medio ambiente.

Finalmente, se tiene el documento CN 106145685 que se refiere a un método de utilización de recursos de un tipo de vidrio laminado inútil que comprende los siguientes pasos: se limpia; se extrae; se separa: el paso de extraer obtenido contiene restos de vidrio y la mezcla de filtros de solución de película de PVB se separan en una solución de película de PVB y el gran componente de la escoria de vidrio dos; reciclaje. El método de la invención actual y el control de la tecnología y el proceso son simples, el consumo de energía del proceso es bajo y la eficiencia es alta, la descarga de sustancias no dañinas o el vertedero. El agente de digestión reutilizable puede recuperar completamente el material de película de PVB, produce la resina de alto PVB del factor de limpieza de alto valor, agente auxiliar o material de membrana de PVB, también permite producir revestimiento, agente de unión, agente impermeabilizante, etc., y es bueno en eficiencia económica que se renuncia a la ganancia.

Sin embargo, al igual que con las anterioridades definidas previamente, este documento presenta la desventaja o el inconveniente que no realiza una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos y el plástico, por lo que su producto final tiene una señe de productos adicionales que son indeseables y que deben ser removidos. A partir de la información anterior, es claro que los documentos existentes en el estado del arte corresponden a una serie de procesos, métodos y agentes para el deslaminado de vidrios laminados y la separación y/o recuperación de PVB a partir de dicho vidrio, los cuales comprenden en la gran mayoría, etapas de triturado, separación, lavado con disolvente, y finalmente reutilización o reciclaje del plástico obtenido (PBV).

Así las cosas, se puede ver que las divulgadas del arte previo relacionadas presentan todas el inconveniente y la desventaja que luego de ser aplicados los pasos de los procesos o métodos definidos en dichos documentos, no se obtiene un proceso adecuado para ser utilizado en la industria del vidrio laminado y su reutilización, dado que no hace una separación de otros componentes como siliconas, papel, etc., por lo que todos tienen el problema de requerir de procesos adicionales que aumentan considerablemente los costos de producción.

Así mismo, en algunos casos se presenta el inconveniente que se requiere el uso de disolventes u otras sustancias químicas que pueden ser consideradas como tóxicas o contaminantes, por lo que los procesos del estado del arte no permiten una mejora del problema ambiental, y por ende, no son considerados como amigables con el medio ambiente.

De acuerdo con la información anterior, es claro para el experto en la materia que en el estado del arte existe una necesidad por diseñar e implementar un proceso o método que permita la recuperación de PVB a partir de vidrio laminado, el cual sea económico y amigable con el medio ambiente, donde se haga una separación de todos los componentes involucrados, y donde se pueda recuperar el PVB en la forma más pura posible, para poder ser utilizado en otras aplicaciones, y donde el vidrio obtenido también tenga la pureza adecuada para su reciclaje. Además, se hace altamente deseable que el proceso sea amigable con el medio ambiente, sin el uso de disolventes o sustancias químicas que sean consideradas como tóxicas o contaminantes. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Considerando los problemas y/o necesidades anteriores mencionadas, los presentes inventores han propuesto un nuevo proceso para la recuperación de polivinilbutiral (PVB) a partir de vidrio laminado post consumo que lleva a cabo una tarea ambiental muy importante, no solo por retirar un contaminante de las aguas y de los suelos, sino por obtener un material reciclado que se pueda utilizar como materia prima en la generación de nuevos productos y que contribuya al logro de la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado.

Así, el proceso de la invención permite la limpieza y recuperación del PVB y en éste se realizan las siguientes etapas:

1 . Después de la trituración del vidrio laminado, se realiza una clasificación manual de los desechos como siliconas, papel, otros residuos, y del plástico (PVB) destinado para el proceso de limpieza.

2. Se realiza una trituración mecánica a través de rodillos acanalados de forma que termine de destruir las trazas de vidrio adherido y que no rompan la película de PVB.

3. Se realiza un lavado inicial al plástico con agua a temperatura ambiente y agitación constante a 30 RPM durante 10 minutos.

4. En el segundo tanque de lavado se calienta a una temperatura entre 50 °C - 80 °C.

5. Una vez el agua se encuentra caliente, se introduce el plástico al tanque con agitación constante de 90 RPM durante 10 - 15 minutos. Es posible lavar el material en una lavadora horizontal o de carga frontal de forma que al girar la caída del material genera el choque necesario para ir desprendiendo las partículas de vidrio que todavía están adheridas al PVB posconsumo. 6. En el tercer tanque de agitación, se agrega una suspensión de Carbonato de Calcio (CaCO3) en agua al 5,0% del peso total del lote y se calienta a una temperatura entre 30 °C - 40 C.

7. Una vez termina la limpieza en el segundo tanque, se introduce el plástico al tercer tanque de agitación y se agita durante 5 minutos.

8. Se pasa el plástico a la centrifuga, y con ciclos alternos de frío y calor, se elimina el exceso de agua. Cada ciclo debe durar aproximadamente 2.5 minutos, para un total de 7,5 minutos. Es decir, 3 ciclos por lote. También es posible llevar el material húmedo directamente a una secadora de aire caliente horizontal o de carga frontal, nuevamente la caída del material al girar el tambor de la secadora permite que la alternancia entre el aire caliente y el aire a temperatura ambiente seque el pvb posconsumo limpio, este proceso debe hacerse por el mismo tiempo entre 5 a 7 minutos.

9. Luego, se pasa el plástico limpio y seco por la cortadora para obtener hojuelas entre 2 mm - 5 mm de diámetro, a una velocidad promedio entre 900 - 1500 RPM.

10. El plástico en hojuelas es introducido en la mezcladora, en la cual se agrega entre el 2,0 - 3 ,0% de Carbonato de Calcio (CaCO3) dependiendo del peso total del lote y se mezcla por 5 minutos.

1 1. Finalmente, se almacena el producto en bolsas que sean impermeables a la humedad, es decir, que no permitan el paso de humedad. Para obtener el PVB posconsumo acuoso o liquido se pulveriza el PVB posconsumo limpio y se mezcla en un tanque agitador con acetona en un porcentaje entre el 20% 0 30% del peso del lote que se quiere pasar a estado líquido y se agita hasta obtener una pasta que se almacena en recipientes de vidrio. Para obtener la torta de PVB posconsumo, el PVB acuoso obtenido en el paso anterior se deposita en moldes que son sumergidos entre alcohol al 90% por un lapso de 5 a 10 minutos, luego se extraen para secarlos con rayos UV por un tiempo de 2 a 3 horas. Así se obtienen formas diferentes de comercializar el PVB posconsumo limpio. De acuerdo con lo anterior, el proceso de la presente invención se caracteriza porque no genera residuos contaminantes; no utiliza compuestos químicos que alteren la naturaleza del producto; somete el PVB a una temperatura elevada en el agua, lo que permite ablandar el material de forma que se expanda y libere las partículas más diminutas de vidrio que aún quedan adheridas a su superficie, asegurando con esto la eliminación total del vidrio; y como el material se expande al contacto con la temperatura, es necesario sellar sus poros con CaCO3 para que el plástico pierda su capacidad adherente y una vez se enfríe en el proceso de secado las hojuelas no se peguen unas a otras y se pueda triturar fácilmente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La presente invención se entiende de forma más clara a partir de las siguientes figuras donde se muestran los pasos asociados al presente proceso o método, así como las condiciones o características técnicas esenciales novedosas con respecto al estado del arte, en donde las figuras no pretenden limitar el alcance de la invención, el cual está únicamente dado por las reivindicaciones adjuntas, en donde:

La Figura 1 corresponde a un diagrama de flujo general del proceso de la presente invención, donde se ¡lustran cada uno de los pasos que se deben llevar a cabo para obtener el resultado deseado de separación de PVB a partir de vidrio laminado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención está dirigida a un proceso para la limpieza y recuperación de polivinilbuti ral (PVB) a partir de vidrio laminado post consumo, el cual permite llevar a cabo una tarea ambiental importante, dado que permite evitar que llegue un contaminante al subsuelo y obtener un material reciclado que puede ser utilizado como materia prima en la generación de nuevos productos, logrando de esta forma una contribución importante en la economía circular en la cadena productiva del vidrio laminado.

De esta forma, la Figura 1 muestra un diagrama de flujo del proceso de la presente invención, el cual está compuesto, comprende o consiste esencialmente, en general, sin limitaciones, de los siguientes pasos o etapas: a) Triturar el vidrio laminado que al hacerlo se obtienen dos productos, vidrio y PVB posconsumo que corresponde a la materia prima obtenida para la obtención de los materiales que van a ser reutilizados posteriormente; b) Después de la trituración del vidrio laminado, se realiza una clasificación del vidrio y del PVB posconsumo, este último es clasificado de forma manual de desechos como siliconas, papel, caucho, otros residuos obtenidos en la trituración del vidrio laminado, tal como polivinilbutiral (PVB) que puedan estar presentes, y que son destinados para el proceso de limpieza; c) El PVB clasificado se somete a una trituración mecánica a través de rodillos acanalados de forma que termine de destruir las trazas de vidrio adherido y que no rompan la película de PVB que se encuentra entre dichos vidrios; d) Se realiza un lavado inicial al plástico con agua a temperatura ambiente y agitación constante entre 20 y 40 RPM, preferiblemente a 30 RPM, durante 5 a 15 minutos, preferiblemente 10 minutos, donde dicho lavado inicial se lleva a cabo en un primer tanque; e) En un segundo tanque de lavado, se calienta agua a una temperatura entre 50°C y 80 °C; f) Una vez el agua en dicho segundo tanque de lavado se encuentra caliente, es decir, a la temperatura deseada, se introduce el plástico al tanque con una agitación constante entre 80 y 100 RPM, preferiblemente 90 RPM, durante un periodo de tiempo entre 10 y 15 minutos. Es posible lavar el material en una lavadora horizontal o de carga frontal (siempre con agua caliente a la temperatura indicada) de forma que al girar la caída del material genera el choque necesario para ir desprendiendo las partículas de vidrio que todavía están adheridas al PVB posconsumo. g) En un tercer tanque de agitación, se agrega una suspensión de Carbonato de Calcio (CaCO3) en agua al 5,0% del peso total del lote y se calienta a una temperatura entre 30°C y 40°C; h) Una vez termina la limpieza en el segundo tanque, se introduce el plástico en el tercer tanque de agitación y se procede a agitar durante un periodo de 3 a 8 minutos, preferiblemente 5 minutos; i) Luego, el plástico que ha sido agitado en el tercer tanque se pasa a una centrifuga, y con ciclos alternos de frío y calor, se elimina el exceso de agua. Cada ciclo debe durar aproximadamente entre 2 y 3 minutos, preferiblemente aproximadamente 2.5 minutos, para un total de 6 a 9 minutos, preferiblemente 7.5 minutos, es decir, un total de 3 ciclos por lote. También es posible llevar el material húmedo directamente a una secadora de aire caliente horizontal o de carga frontal, nuevamente la caída del material al girar el tambor de la secadora permite que la alternancia entre el aire caliente y el aire a temperatura ambiente seque el pvb posconsumo limpio, este proceso debe hacerse por el mismo tiempo entre 5 a 7 minutos. j) Luego, el plástico centrifugado, limpio y seco es pasado por una cortadora para obtener unas hojuelas que tienen un diámetro entre 2 mm y 5 mm, donde este proceso de cortado se lleva a cabo a una velocidad promedio entre 900 y 1200 RPM; k) Posteriormente, el plástico en hojuelas es introducido en una mezcladora, en la cual se agrega entre el 2.0 y 3.0% de Carbonato de Calcio (CaCOa) dependiendo del peso total del lote y la humedad del mismo y se mezcla por un tiempo entre 3 y 8 minutos, preferiblemente 5 minutos; y l) Finalmente, se almacena el producto en bolsas que sean impermeables a la humedad, es decir, que no permitan el paso de humedad. Para obtener el PVB posconsumo acuoso o liquido se pulveriza el PVB posconsumo limpio y se mezcla en un tanque agitador con acetona en un porcentaje entre el 20% 0 30% del peso del lote que se quiere pasar a estado líquido y se agita hasta obtener una pasta que se almacena en recipientes de vidrio. Para obtener la torta de PVB posconsumo, el PVB acuoso obtenido en el paso anterior se deposita en moldes que son sumergidos entre alcohol al 90% por un lapso de 5 a 10 minutos, luego se extraen para secarlos con rayos UV por un tiempo de 2 a 3 horas. Así se obtienen formas diferentes de comercializar el PVB posconsumo limpio.

Así las cosas, el proceso de la presente invención como se definió anteriormente en sus pasos esenciales, se caracteriza porque no genera residuos contaminantes, así como no utiliza compuestos químicos que alteren la naturaleza del producto, somete el PVB a una temperatura elevada en el agua, lo que permite ablandar el material de forma que se expanda y libere las partículas más diminutas de vidrio que aún quedan adheridas a su superficie, asegurando con esto la eliminación total del vidrio. Finalmente, como el material se expande al contacto con la temperatura, es necesario sellar sus poros, lo que se realiza con CaCOa para que el plástico pierda su capacidad adherente y una vez se enfríe en el proceso de secado, las hojuelas no se peguen unas a otras para obtener un producto con la calidad y limpieza deseada para poder ser reutilizado en otros procesos o industria.

Ahora bien, en una modalidad preferida de la invención, el proceso definido anteriormente además incluye una serie de pasos adicionales de control de calidad, dentro de los que se encuentran los siguientes:

1. Para determinar si los pasos del proceso, como fueron descritos anteriormente, fueron efectivos y se logró eliminar la mayor cantidad de vidrio adherido al plástico, se realiza un análisis de determinación de sílice por absorción atómica, donde este contenido debe estar entre 0.001 y 0.01 %, de manera que no afecte los procesos productivos al cual se van a reincorporar esta materia prima; 2. Después del centrifugado del plástico, se realiza un análisis de humedad, por medio de una termobalanza, parámetro que debe estar entre el 2,0 y 3,0%; y

3. Por último, después del sellado con CaCOa se determina el contenido por medio de un análisis de variación de peso, donde se pesa el producto antes y después de la adición del CaCOa.

De acuerdo con lo definido anteriormente, se puede ver claramente que el proceso de la presente invención permite plantear una clara solución al problema existente en el estado del arte, tal como se indicó previamente en el presente documento, dado que se obtiene al final un producto de polivinilbutiral (PVB) posconsumo que es limpio y ha sido retirado de forma adecuada, por lo que tanto el vidrio como dicho PVB posconsumo son productos limpios que pueden ser reutilizados sin inconveniente y evitan al uso de nuevas materias primas, ayudando de este modo con el medio ambiente, además de no utilizar sustancias químicas que pueden ser consideradas como tóxicas o contaminantes.

Aunque la presente invención ha sido definida en términos de las modalidades y/o configuraciones preferidas que permiten obtener el resultado deseado, se entiende entonces que dentro de la presente divulgación se contemplan las múltiples modificaciones y/o alternativas que se puedan derivar de forma evidente para un experto en la materia, razón por la cual el alcance de la presente invención no está definido únicamente por las implementaciones preferidas definidas acá, sino que, por el contrario, el mismo está enteramente definido por las reivindicaciones adjuntas.

Así mismo, el método de la presente invención ha sido definido como una serie de etapas en un orden definido que permiten obtener un resultado; sin embargo, el experto en la materia entiende que estos pasos no están limitados únicamente al orden indicado en el presente documento, sino que se contemplan las variaciones, cambios o modificaciones que se puedan realizar en el mismo, y el orden de dichos pasos, lo que puede llevar a obtener el mismo resultado o uno diferente, el cual también está cubierto por el presente documento.