ES2226448T3 - Procedimiento para reciclar finos de recubrimiento en polvo. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para reciclar finos producidos durante la producción de recubrimientos en polvo, que comprende las etapas siguientes: depositar los finos sobre una cinta transportadora (14) como una serie de líneas continuas (15); calentar las líneas de finos sin fundirlos o reticularlos completamente hasta que se vuelvan lo suficientemente viscosos como para formar masas aglomeradas; enfriar tales masas aglomeradas; y recoger la masa aglomerada.

Description

Procedimiento para reciclar finos de recubrimiento en polvo.

La presente invención se refiere a un procedimiento de reciclaje. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento de reciclaje que recupera los finos producidos durante la fabricación de recubrimientos en polvo, de tal forma que los finos se puedan reutilizar en recubrimientos en polvo. Además, la presente invención proporciona una planta de procesamiento para llevar a cabo tal procedimiento de reciclaje.

Como opción al uso de las pinturas líquidas tradicionales, los recubrimientos en polvo se pulverizan sobre objetos cotidianos, por ejemplo, frigoríficos, hornos, archivos, etc.

Los recubrimientos en polvo se adhieren al substrato metálico del objeto que se pulveriza, mediante atracción electrostática. El objeto pintado o recubierto se calienta después en un horno, o se cura mediante, por ejemplo, radiación infrarroja. Esto produce la reacción química apropiada que confiere al substrato metálico su superficie acabada.

Además, y mediante el uso de la tecnología de IRC (infrarrojo cercano), también se pueden pintar o recubrir substratos tales como madera o plástico usando la tecnología del recubrimiento en polvo.

Independientemente del procedimiento de curado o calentamiento utilizado, se requiere una temperatura homogénea a través de todo el polvo, el substrato y la capa límite, con el fin de asegurar una óptima adhesión del recubrimiento en polvo al substrato del objeto que se está recubriendo.

En general, tales recubrimientos en polvo se fabrican mezclando entre sí los materiales de partida, por ejemplo, resinas, agentes de curado, agentes de relleno, pigmentos, etc., y extrudiendo después los mismos para obtener una lámina continua mediante la aplicación de calor y presión. Al enfriarse la lámina resultante, ésta se deshace en pequeños fragmentos bastos, que se muelen después para producir un recubrimiento en polvo con un tamaño de partícula muy específico. El procedimiento de molienda está alimentado por aire para transportar el producto, así como para retirar las partículas que sean demasiado pequeñas para cumplir la especificación de tamaño de partícula. Estas pequeñas partículas, que en la industria se denominan normalmente "finos", y que a lo largo de la presente solicitud se denominan "finos", se recogen después en filtros antes de ser descargadas en contenedores.

Aunque es conocida la fundición de los finos para obtener bloques y el uso de los bloques resultantes como material aislante en la construcción de edificios, así como el uso de los finos como relleno o carga en revestimientos de baterías, actualmente, la mayor parte de estos finos recogidos se desechan como tierra de relleno, lo cual no sólo resulta costoso, sino que constituye un desperdicio de los materiales de partida y resulta dañino para el ambiente.

Las razones por las que tales finos se desechan en su mayor parte son que existen muchos problemas relativos al manejo de tales finos. En particular:

1) Debido a la extremadamente baja densidad aparente de los finos, éstos ocupan un volumen mayor de almacenaje, es decir, dada su muy poca su masa.

2) Debido a la naturaleza física de tales finos, éstos resultan muy difíciles de manejar y se comportan más como un líquido que como un polvo. Por consiguiente, y debido a su naturaleza física, no son compatibles con las técnicas tradicionales de manejo de polvos, ni con el equipo de medición por lotes, de mezcla o de extrusión; y

3) Los finos de recubrimiento en polvo son por definición un "polvo" y a consecuencia de ello, pueden recogerse y contenerse con facilidad como partes de una planta de extracción por molienda. Sin embargo, cualquier intento de reutilizar los finos recogidos como material de partida utilizando equipos y tecnología estándar, excitará las partículas de tal forma que se conseguirá extraerlas otra vez al procedimiento del sistema de recogida de polvo, o que se derramen de cualquier tolva contenedora, resistiéndose así a cualquier intento de realizar operaciones de red estándar.

Por lo tanto, existe la necesidad de proporcionar un procedimiento de reciclaje que transforme los finos de un polvo a un grano que sea más fácil de manejar. En particular, existe la necesidad de proporcionar un procedimiento de reciclaje que pueda llevar la industria de los recubrimientos en polvo a una opción de desperdicio cero.

En el intento de idear tal procedimiento, probamos varios procedimientos.

Uno de tales procedimientos lleva aparejado el procesamiento de los finos a través de un compactador de rodillos de alta presión. Se varió la presión del rodillo de 5 a 100 bares y se varió el tornillo alimentador de mínimo a máximo. Se observó que no tuvo lugar compactación alguna de los finos y como consecuencia de ello, se concluyó que tal procedimiento era inviable.

En otro intento de proporcionar un procedimiento adecuado, los finos se colocaron en un recipiente de mezcla de alta cizalla y se calentaron a través de una camisa de vapor. Se variaron las velocidades de las paletas de mezclado y del refinador lateral, junto con la temperatura. Esto dio lugar a que los finos se fundieran obteniéndose un bloque sólido que casi destruyó el mecanismo impulsor del recipiente de mezcla. En el intento de resolver el problema observado, es decir, la fusión de los finos obteniéndose un bloque sólido, se efectuaron varios intentos más de enfriar la masa, una vez que se hubo alcanzado la temperatura de fusión inicial; sin embargo, todos los intentos a este respecto fracasaron, y no se produjo ningún material granulado útil. Una vez más, se concluyó que tal procedimiento no era viable.

Con el propósito de intentar establecer un perfil más preciso del procedimiento de fusión, se llevaron a cabo varios experimentos en un horno de laboratorio. Éstos suponían colocar 300 g de finos sobre una bandeja y someter después los finos a diferentes temperaturas, durante diferentes intervalos de tiempo. Se adoptó tal enfoque con el propósito de estrechar el intervalo en el que los finos empezaran a fundirse. Al hacerlo, se observó que si los parámetros de temperatura y duración eran demasiado bajos, no se podría producir ningún producto valioso, y si eran demasiado altos, los finos se fundían obteniéndose un bloque sólido y, por ello, resultaban inservibles.

Se pueden observar los resultados de tales experimentos en referencia a la siguiente tabla 1:

Duración	Temperatura	% Producto^{1}
1 hora	70ºC	58%
2 horas	70ºC	83%

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
  \begin{minipage}[t]{147mm}  ^{1} La columna de % de producto
indica el rendimiento final de material granular una vez que la masa
semifundida se trituró y se tamizó a través de un tamiz de 3,0 mm y
se cribó después en un tamiz de 212 micras para eliminar todos los
finos.\end{minipage} \cr}

Se observó que los granos resultantes eran fáciles de manejar y que podrían usarse con facilidad, bien como un recubrimiento en polvo acabado y no específico para un color, es decir, una vez que se han triturado los granos hasta el tamaño de partícula correcto, o bien como un material de partida para su uso en la producción de un recubrimiento en polvo nuevo y específico para un color. En referencia a este último uso, los granos resultantes se añaden preferentemente al recubrimiento en polvo nuevo y específico para un color en un grado de adición del 5% aproximadamente.

A la luz de nuestros descubrimientos, se cree que con el fin de hacer que los finos sean reutilizables y más manejables, es imprescindible calentar los finos hasta un punto en el que se vuelven viscosos o semifundidos, es decir, hasta un punto en el que los finos no están completamente fundidos o reticulados. Si se calientan en exceso, el recubrimiento se cura totalmente y no se puede reutilizar como recubrimiento en polvo.

En el documento EP-0683199A se describe un procedimiento en el que se forma una capa de finos sobre una cinta transportadora y se somete a un calentamiento hasta la coalescencia del polvo, pero por debajo de la descomposición o el reticulado.

Según la presente invención, se proporciona un procedimiento para reciclar los finos producidos durante la producción de recubrimientos en polvo que comprende las etapas siguientes:

depositar los finos sobre una cinta móvil como una serie de líneas continuas;

calentar las líneas de finos sin fundirlos o reticularlos completamente hasta que se vuelvan lo suficientemente viscosos como para formar masas aglomeradas;

enfriar tales masas aglomeradas; y

recoger la masa aglomerada.

La invención proporciona además una planta de procesamiento para reciclar finos de acuerdo con un procedimiento para reciclar finos, incluyendo la planta de procesamiento:

medios para transportar los finos que se van a reciclar como una serie de líneas continuas a un área de calentamiento y después a un área de enfriamiento.

Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento de reciclaje que permita que los finos producidos durante la producción de recubrimientos en polvo sean reutilizados como recubrimiento en polvo.

El procedimiento de la invención comprende preferentemente la etapa de hacer pasar los finos bajo un peine o placa perfilada para formar las líneas continuas. Las líneas tienen preferentemente perfiles triangulares y tienen preferentemente un espesor de 0,5 a 1,0 cm.

Más preferentemente, los finos se calientan a una temperatura de 60 a 80ºC, preferentemente 70ºC.

Más preferentemente, tras el triturado, las partículas resultantes tienen un tamaño de 3 mm a 212 micrómetros.

Más preferentemente, todas las partículas que tengan un tamaño inferior a 212 micrómetros se eliminan del producto resultante.

Ahora se describirá un ejemplo de un procedimiento de reciclaje en referencia a un ensayo de producción llevado cabo por nosotros, y que se describe a continuación en la presente memoria descriptiva.

Ensayo de producción

Se procesaron varias toneladas de finos en un horno de bandejas calentado por vapor. Las bandejas estaban revestidas con Melinex (RTM), que es una película plástica con un elevado punto de fusión que evitará la adhesión o recubrimiento de las bandejas.

Tras un periodo de dos horas, a una temperatura de 70ºC, se observó que la masa puesta sobre las bandejas de había transformado en una estructura alveolar imperfecta de producto. Este producto fue retirado del horno y se dejó enfriar en las bandejas.

Después, se retiró la masa enfriada de las bandejas y se colocó en una tolva de alimentación de una planta de triturado y tamizado. El tamaño de partícula de los granos resultantes producidos se encontraba en el intervalo de 3,00 mm a 212 micrómetros.

Los granos resultantes se volvieron a procesar después como nuevo componente de material de partida en algunas formulaciones del ensayo a una tasa de inclusión de 5% aproximadamente. Los recubrimientos en polvo de ensayo resultantes fueron pulverizados y cocidos en el procedimiento normal de control de calidad y se hallaron satisfactorios.

Ahora se describirán formas de realización no limitantes de una planta de procesamiento de acuerdo con la presente invención a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una ilustración esquemática de una primera forma de realización de una planta de procesamiento de acuerdo con la presente invención; y

la figura 2 es un alzado lateral de la cinta de la planta de la figura 1.

Una primera forma de realización de una planta de procesamiento 10 de acuerdo con la presente invención puede incluir:

A) Tolva de alimentación de finos 11

Los finos a reciclar se introdujeron en la tolva de alimentación de finos 11. Preferentemente, la tolva de alimentación de finos 11 está diseñada para asegurar que los finos no bloqueen la tolva 11, dando de ese modo una tasa de alimentación variable o cero. A este respecto, la tolva de alimentación de finos 11 está provista de un vibrador neumático 12 y un agitador del fondo 12a con el fin de evitar la formación de puentes o pozos en los finos o que, en general, éstos no fluyan uniformemente a través de la tolva de alimentación de finos 11. Debe entenderse que también serían adecuadas otras tolvas estándar de flujo libre diseñadas para asegurar un flujo uniforme de los finos a través de las mismas.

B) Cinta continua móvil estriada 14

La parte inferior de la tolva de alimentación de finos 11 descarga directamente en una cinta 14 que se mueve de forma continua. En el punto de salida de la tolva de alimentación de finos 11 se proporciona una placa o peine perfilado 13, que tiene el efecto de alimentar o depositar los finos 15 sobre la cinta 14 como una serie de líneas continuas, es decir, en lugar de un lecho plano de polvo (ver figura 2).

Debe entenderse que intercambiando el peine 13, el perfil de la línea de finos 15 depositada sobre la cinta 14 puede variar de forma y espesor. Un perfil típico de una línea de finos 15 depositada sobre la cinta 14 puede tener forma triangular y un espesor de 0,5 a 1 cm.

La cinta 14 está fabricada preferentemente a partir de un polímero resistente al calor, por ejemplo, un caucho de silicona y además, preferentemente, es lo suficientemente suave como para que pueda limpiarse con facilidad. Además, la superficie de la cinta 14 es preferentemente no adherente, de tal forma que el producto procesado se pueda retirar de la misma con facilidad.

C) Túnel de curado

La cinta 14 transporta los finos 15 a través de un túnel de curado a una velocidad que está optimizada preferentemente para dar la cantidad mínima de reticulación parcial necesaria para lograr la dureza de grano y las características finales de pulverizado que se exigen.

Preferentemente, el túnel de curado se calienta mediante lámparas de infrarrojos 16, que calientan desde arriba los finos 15 transportados por la cinta 14. Debe entenderse que en ciertas aplicaciones se puede usar radiación ultravioleta como fuente de calor adecuada.

La cantidad de calor o de energía de curado transferida a los finos 15, transportados por la cinta 14, depende de la velocidad a la que pasa la cinta 14 a través del túnel de curado, así como de la distancia de la fuente de calor, por ejemplo las lámparas de infrarrojos 16, por encima de la cinta 14.

Los expertos en la materia se darán cuenta de que, una vez que se establece un perfil de curado parcial para un grado particular de finos, los ajustes de control de la planta de procesamiento pueden fijarse simplemente asignando esos parámetros para el tratamiento del siguiente lote de finos de ese grado particular.

Para una única lámpara de 1KW aproximadamente, ajustada a 5 cm aproximadamente por encima de la cinta 14, la cinta marcharía a una velocidad tal como para dar a los finos 15 un tiempo de exposición de 1 a 5 segundos aproximadamente.

D) Sección de enfriamiento

Una vez que los finos 15 han sido curados parcialmente de forma apropiada obteniéndose los parámetros exigidos, las líneas aglomeradas de finos se transportan mediante la cinta 14 a través de una etapa de enfriamiento. Dado el perfil pequeño y bajo de las líneas de finos aglomerados, que se enfriarán muy rápidamente, el enfriamiento de las líneas de finos aglomerados puede lograrse haciendo pasar la cinta 14 a través de una cámara de enfriamiento 17, o simplemente, exponiendo las líneas aglomeradas de finos al aire libre.

Las líneas aglomeradas de producto enfriadas caen por el extremo de la cinta 14 dentro de un contenedor, o directamente dentro de la tolva de alimentación del extrusor 18.

A diferencia del material por lotes producido en el horno, que produce una gran estructura alveolar de producto parcialmente curado, que necesita pasar a través de un procedimiento de triturado y tamizado, el material aglomerado producido mediante este procedimiento continuo se puede volver a usar directamente en la etapa de extrusión de la producción de pintura en polvo.

Una cuchilla raspadora final 19 limpia la cinta 14 y las raspaduras caen dentro del contenedor de recepción o de la tolva de alimentación del extrusor 18.

La planta anterior ha sido diseñada para funcionar de forma continua, a diferencia del procedimiento de producción en horno por lotes. También ha sido diseñada para dar un tiempo de exposición a la energía térmica de unos pocos segundos para lograr la mínima estructura reticulada, en lugar de varias horas en un horno convencional. Con la planta de procesamiento continuo descrita anteriormente, las características físicas de los finos reciclados difieren de los gránulos producidos en el procedimiento de producción en horno por lotes.

Al haberse eliminado los procedimientos añadidos de granulado y tamizado, el producto reciclado tiene una distribución de tamaño de partícula más variada. Además, como el procedimiento está afinado para lograr la mínima entrada de energía de curado parcial, el producto final reciclado es más suave que un material producido en un horno.

Sin embargo, a una escala de producción en la que se ha utilizado el procedimiento continuo, se han logrado unas tasas de inclusión de reelaboración de 50 a 100% en comparación con 5% en el procedimiento de producción en horno por lotes. A consecuencia de ello, si en las plantas se modernizan las líneas de extrusión existentes, se puede lograr el ciclo cerrado desde el ciclón de finos o el punto de descarga de la muela hasta la tolva de alimentación del extrusor, logrando así una recuperación de todos los finos generados muy próxima al 100%.

Aunque se ha descrito el procedimiento de reciclaje de la presente invención a modo de ejemplo de los finos procesados en un horno de bandejas por lotes, o en una cinta transportadora móvil, debe entenderse que el procedimiento también podría llevarse a cabo en cualquier otro aparato de calentamiento o curado que pudiera lograr el perfil de curado parcial según se describe en la presente memoria descriptiva.

Claims (20)

1. Un procedimiento para reciclar finos producidos durante la producción de recubrimientos en polvo, que comprende las etapas siguientes:

depositar los finos sobre una cinta transportadora (14) como una serie de líneas continuas (15);

calentar las líneas de finos sin fundirlos o reticularlos completamente hasta que se vuelvan lo suficientemente viscosos como para formar masas aglomeradas;

enfriar tales masas aglomeradas; y

recoger la masa aglomerada.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, que comprende hacer pasar los finos bajo un peine o placa perfilada (13) para formar las líneas continuas.

3. Un procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que las líneas continuas de finos (15) tienen perfiles triangulares.

4. Un procedimiento según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que las líneas de finos (15) tienen un espesor de 0,5 a 1,0 cm.

5. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el calentamiento se realiza por medio de al menos una lámpara infrarroja (16).

6. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la cinta móvil (14) marcha a una velocidad que da a los finos un tiempo de exposición de 1 a 5 segundos.

7. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo además la etapa de procesamiento de las líneas de masa aglomerada para producir partículas de un tamaño de partícula deseado.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los finos se calientan a una temperatura de 60 a 80ºC.

9. Un procedimiento según la reivindicación 8, en el que los finos se calientan a una temperatura de 70ºC.

10. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que tras el enfriamiento, las líneas enfriadas de masa aglomerada se trituran para producir partículas de un tamaño de partícula deseado.

11. Un procedimiento según la reivindicación 10, en el que las líneas enfriadas de masa aglomerada se trituran para producir partículas que tengan un tamaño de 3,00 mm a 212 micrómetros.

12. Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que se eliminan todas las partículas trituradas que tengan un tamaño inferior a 212 micrómetros.

13. Una planta de procesamiento para reciclar finos de acuerdo con un procedimiento para reciclar finos según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, incluyendo la planta de procesamiento:

medios (14) para transportar los finos que se van a reciclar como una serie de líneas continuas (15) a un área de calentamiento (16) y después a un área de enfriamiento (17).

14. Una planta de procesamiento según la reivindicación 13, que incluye un peine o placa perfilada (3) para formar los finos en líneas continuas (15).

15. La planta de procesamiento de la reivindicación 13 ó 14, en la que los medios (14) para transportar los finos a un área de calentamiento y a un área de enfriamiento funcionan de manera continua.

16. La planta de procesamiento de la reivindicación 13, 14 ó 15, en la que los medios (14) para transportar los finos a un área de calentamiento y después a un área de enfriamiento consisten en una cinta móvil.

17. La planta de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en la que el área de calentamiento tiene medios de calentamiento (16) que incluyen al menos una lámpara infrarroja.

18. La planta de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en la que el área de calentamiento tiene medios de calentamiento (16) que incluyen al menos una lámpara ultravioleta.

19. La planta de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, en la que el área de enfriamiento (17) incluye medios para producir una corriente de aire frío.

20. La planta de procesamiento de una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, que comprende además medios de raspado (19) para limpiar la cinta móvil (14).