k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 knúmero de publicación: 2 127 19 1 kint. Cl. 6 : G01N 1/32 G01N 3/02 G01N 33/44 B07C /342 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 k Número de solicitud europea: 9913918.9 86 k Fecha de presentación : 0.04.9 87 k Número de publicación de la solicitud: 0 74 297 87 k Fecha de publicación de la solicitud: 22.01.97 k 4 Título: Identificación de plásticos. k Prioridad: 07.04.94 GB 96842.08.94 GB 941619 k 73 Titular/es: Ford Motor Company The American Road Dearborn, MI 48126, US k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: 16.04.99 k 72 Inventor/es: Miles, Stephen Kenneth Simpson; Amner, John Arthur y Mucci, Peter Edmund k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: 16.04.99 k 74 Agente: Elzaburu Márquez, Alberto ES 2 127 19 T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 28036 Madrid
1 ES 2 127 19 T3 2 DESCRIPCION Identificación de plásticos. Esta invención se refiere a un aparato para identificar diferentes materiales plásticos. El aparato es particularmente (pero no exclusivamente) adecuado para ser utilizado en la industria de los plásticos, para separar componentes plásticos en grupos químicamente similares como una primera etapa, por ejemplo, en el reciclado de materiales plásticos. Un campo de aplicación es el reciclado de componentes de automóvil. Cuando un automóvil es desguazado, sus componentes vendibles tales como batería, cubiertas o radio son desmontados, generalmente para ser utilizados en otros vehículos. Las partes de metal del coche desguazado son generalmente recicladas, y el resto es triturado y utilizado como terraplén. El resto que es usado para terraplenar está compuesto básicamente de una mezcla de materiales plásticos. Por razones ambientales y/o económicas, es deseable poseer la capacidad de reciclar ese tipo de materiales plásticos de desecho. No obstante, no es posible reciclar efectivamente mezclas de desechos plásticos sin separar primero los plásticos en grupos o familias similares químicamente. El fracaso en el logro de esta separación significaría que porciones desconocidas de diferentes plásticos sería incorporadas en la masa fundida durante el proceso de recuperación. La presencia de otros componentes plásticos en una mezcla puede exigir cambios en las condiciones de proceso o conducir a cambios inaceptables en las propiedades físicas del material reciclado terminado. Aunque se conoce un cierto número de técnicas de laboratorio para identificar diferentes materiales plásticos, ninguna de éstas es adecuada para ser utilizada en una línea de reciclado de plásticos que funcione de modo continuo, y ninguna de ellas puede contender fácilmente con partes de chatarra de automóvil que son de tamaño y forma irregular y generalmente están sucias. La publicación de patente europea número 0 497 397 describe un aparato para identificar materiales plásticos, comprendiendo el aparato una fuente luminosa para producir impulsos luminosos de onda corta, un aparato espectral para producir un espectro de emisión, un detector para convertir las intensidades de radiación en señales eléctricas, y un ordenador para procesar las señales eléctricas y producir señales de clasificación. El aparato es usado con partículas de materiales plásticos que son transportadas por una cinta transportadora desde una estación de entrega. Cuando una partícula de material plástico pasa por un punto preestablecido mediante el aparato rompe un haz de luz, disparando la fuente luminosa para tomar una lectura. El espectro de reflexión de un material plástico es usado para identificar ese material y permitir que materiales similares sean clasificados juntos. La superficie de una partícula de material plástico puede ser limpiada parcialmente mediante un rayo láser para eliminar la suciedad superficial. La Solicitud de Patente Internacional del interesado N PCT GB93/02244 en tramitación 2 1 2 3 4 0 6 junto con la presente, describe un método y un instrumento para identificar materiales plásticos usando una técnica espectroscópica. Aunque la espectroscopia puede conducir a resultados seguros en términos de identificación de plásticos, la instrumentación requerida es delicada y ha de ser instalada y mantenida cuidadosamente. La presente invención por lo tanto busca proporcionar una interfase entre un aparato espectroscópico y una pieza de plástico a ser identificada, la cual permitirá que componentes plásticos de una amplia variedad de formas y condiciones sean presentados en una posición uniforme en la que podrán ser comprobados por el aparato. Según la presente invención, se proporciona un aparato para identificar plásticos, comprendiendo el aparato un espectrómetro, caracterizado porque el aparato comprende además una envuelta protectora que rodea el espectrómetro con una ventana de detección formada en una cara de la envuelta, y un dispositivo de interfase asociado con la ventana de detección, comprendiendo el dispositivo de interfase una pared delantera con una abertura de muestra contra la cual puede ser colocada la muestra de modo que una superficie de la muestra es expuesta a través de la abertura, medios para limpiar una superficie de muestra colocada contra la pared delantera, medios para extraer los residuos resultantes de la limpieza de la muestra, y medios para guiar la pared delantera hacia la ventana de detección para permitir que el espectrómetro tome una lectura de la superficie de muestra. Una característica de la invención es que la muestra es colocada una vez en la pared delantera, y después de ello solamente necesita ser mantenida en contacto con la pared delantera y empujada hacia adelante con la pared delantera hasta que ha sido tomada la lectura. Los medios de guía comprenden preferiblemente un conjunto de vías a lo largo de las cuales puede moverse la pared delantera linealmente hacia la ventana de detección, siendo empujada la pared delantera hasta el extremo de las vías lejano con respecto a la ventana. La cámara está preferiblemente rodeada y posiblemente cerrada por paredes laterales en forma de fuelles plegables. La pared delantera puede ser desplazada hacia y desde la ventana de detección de la envuelta de espectrómetro, y el desplazamiento puede ser efectuado montando la pared delantera sobre barras de guía cargadas por resortes que permiten que la pared delantera sea movida hacia la ventana de detección, hasta una posición extrema definida en la cual será tomada una lectura de espectrómetro. Los medios de limpieza de la superficie de muestra, los medios de extracción de residuos y los medios de alimentación de un medio de purga, cuando están presentes, pueden todos ellos ser operados secuencialmente mediante conmutadores que son accionados sucesivamente a medida que la pared delantera es desplazada hacia la ventana de detección de la envuelta de espectrómetro. Los mecanismos para la limpieza de la superficie de muestra, para la extracción de residuos y para la introducción de un medio de
3 ES 2 127 19 T3 4 purga pueden ser todos construidos de tal modo que pueden ser presentados en posición entre la pared delantera y la ventana de detección, cuando son accionados, y son retirados automáticamente de la región situada entre la pared delantera y la ventana de detección cuando sus funciones han terminado. Los medios de limpieza de la superficie de muestra pueden ser una muela abrasiva, una fresadora o un dispositivo similar que gire en contacto con la superficie de muestra a través de la abertura de muestra de la pared delantera. Los medios de extracción de residuos pueden ser una tubería de aspiraciónque usa la aspiración para extraer residuos, particularmente los residuos producidos por la acción de la limpieza de la superficie de muestra. Los medios de extracción de residuos pueden funcionar simultáneamente con los medios de limpieza de la superficie de muestra. En una realización preferida los medios de limpieza de la superficie de muestra están contenidos en el interior de un alojamiento dentro de la cámara de dispositivo de interfase. El alojamiento puede estar provisto con medios para barrer fuera y recoger los residuos y fangos de amolado que son producidos por la limpieza de la superficie de muestra. El alojamiento puede estar provisto con un tubo u otro conducto a través del cual pasan los residuos y fangos para ser recogidos por los medios de recogida. Puede aplicarse un vacío parcial a través del tubo para facilitar la retirada de residuos y fangos del interior del alojamiento por aspiración. Esta realización permite una recogida y eliminación de fangos y residuos más eficiente. Los medios de alimentación de un medio de purga llenarán preferiblemente la cámara con un medio inerte a una presión positiva, antes de que sea tomada la lectura de espectrómetro. La utilización de una presión positivaimpedirálaentrada de partículas en la cámara. La invención se describirá además a continuación, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales: la figura 1 es una vista esquemática de un aparato de identificación de plásticos según la invención, y muestra también un artículo plástico a ser identificado; la figura 2 es una sección transversal a través de parte del aparato de la figura 1; la figura 3 es una sección transversal a través de una parte de una disposiciónde alojamientode muela abrasiva preferida para ser utilizada con el aparato de la figura 1; y la figura 4 es una vista correspondiente a la figura 1 pero que muestra una segunda realización de la invención. La figura 1 muestra un espectrómetro indicado en líneas de trazos que está alojado dentro de un alojamiento 12 protector. El alojamiento protector protege el delicado instrumento espectrómetro de la suciedad, de otras substancias extrañas y de choques físicos. El alojamiento es por lo tanto continuo alrededor del instrumento espectrómetro, con la excepción de una abertura de detección o ventana 8 a través de la cual el espectrómetro puede mirar a una muestra a ser 1 2 3 4 0 6 analizada. Sobre una cara de la envuelta 12 hay un dispositivo 14 de interfase de muestra. El dispositivo se compone de una pared delantera 16 con una abertura 18 de muestra, una pared trasera montada sobre la superficie exterior del alojamiento 12 y un fuelle flexible 22 que encierra una cámara entre la pared delantera 16 y la pared trasera. La pared trasera tiene una abertura 7 que está cerrada por un obturador 6, y que está alineada con la ventana 8 de detección del alojamiento 12. Una muestra a ser identificada, en este caso un parachoques 24 de automóvil, es colocada contra laventana18demuestra,comosedescribiráa continuación con referencia a la figura 2. En la figura 2 el parachoques 24 de vehículo (que tiene una superficie curva más bien que plana) es colocado contra la pared delantera 16 de modo que cubre la abertura 18 de muestra. Puede ser aconsejable colocar un cierre 24 de goma compresible alrededor de la abertura 18 de modo que esa parte del parachoques 24 dentro del cierre está cerrada con respecto al ambiente exterior. Para tomar una lectura, el operador mantiene el parachoques 24 contra la pared delantera 16 y ejerce presión sobre el parachoques empujando gradualmente el parachoques y la pared delantera hacia el alojamiento 12 protector. La pared delantera está montada sobre barras 28, de guía que están activadas hacia fuera del alojamiento 12 mediante resortes 32, 34 de compresión. La fuerza de estos resortes puede no obstante ser superada por la presión que el operador ejerce sobre el parachoques. A medida que los extremos interiores de las barras 28, de guía se introducen en el interior de la envuelta 12, un pie 36 en la barra se mueve más allá de las palancas 38,, 42, 44 de conmutación situadas sobre un brazo 46 de montaje de conmutadores. Después de la primera etapa de movimiento hacia el interior, la palanca 38 de conmutación es accionada y ésta dispara el funcionamiento de una muela abrasiva 48 que gira para amolar limpiando un área de superficie en el parachoques. El propósito de esta operación de amolar es eliminar cualquier tratamiento superficial tal como pintura y/o suciedad superficial que pueda haberse acumulado sobre la superficie. Al continuar el movimiento de la pared delantera 16 hacia el alojamiento, el pie 36 accionará a continuación la palanca de conmutación que detendrá la operación de limpieza superficial, hará quelamuelaabrasivaseseparedelaabertura de muestra, e iniciará la rutina de extracción de residuos que extraerá cualquier residuo contenido dentro de la cámara 0 a través de una tubería 2 de aspiración. Cuando el pie 36 alcanza la tercera palanca de conmutación, se detendrá la extracción de residuos, la tubería 2 se separará de la abertura de muestra, y la cámara 0 será purgada introduciendo un gas inerte a través de una tubería 4 de gas. Finalmente cuando el pie 36 alcanza la última palanca 44 de conmutación, la purga se detendrá, la tubería 4 será retirada, un obturador 6 que cierra una ventana 8 de detección se abrirá, y 3
ES 2 127 19 T3 6 el espectrómetro mismo será activado para que tome una lectura de la superficie 24 de parachoques limpia. Unavezquelalecturahasidotomada,una señal es dada al operador, posiblemente mediante la iluminación de una luz verde en algún lugar de la envuelta, de que el parachoques puede ser retirado y los resortes 32, 34 devolverán luego la pared delantera 16 a su posición original y el aparato estará listoparaqueotramuestraseacolocadaen su lugar y sea tomada otra lectura. La figura 3 muestra un montaje preferido para cortar una superficie limpia en una muestra. Una hoja 480 de corte girable está montada en un husillo, y el husillo está provistocondosmiembros 64 de barrido. El conjunto está contenido dentro de un alojamiento 62 que está conectado a un tubo 66 para transportar virutas a un depósito de viruta. En funcionamiento la hoja 480 corta o fresa la superficie de muestra, y los miembros 64 de barrido actúan para barrer virutas o fangos de la superficie de muestra por el tubo 66 abajo hasta un depósito (no mostrado). Puede ser aplicada una aspiración al tubo 66 para facilitar la eliminación de virutas, y el conjunto puede ser utilizado además de, o en lugar de, la rutina de extracción de residuos descrita anteriormente. La figura 4 muestra una realización alternativa en la cual el espacio entre la pared delantera 116 y la envuelta 112 de espectrómetro no está cerrado. La envuelta de espectrómetro tiene una torreta 111 y la ventana 18 de detección está en la punta de esta torreta. En esta realización no se efectúan operaciones para purgar la atmósfera que rodea la torreta, pero una tubería 12 es utilizada para extraer polvo y barros de amolado de la superficie de muestra preparada. Esta tubería 12 puede ser alojada, en parte, en el espacio que rodea la torreta 111. La pared delantera 116 está montada sobre postes 128, 1 rodeados por resortes helicoidales 1 2 3 132, 134. Hay tres de estos postes. La cuarta esquina de la pared delantera no es soportada por un poste sino que está diseñada para permitir el acceso a una muela abrasiva 148 que está montada sobre un brazo oscilante 149. La pared delantera 116 tiene una vía arqueada 11 para permitir la entrada de la fresa 148 hasta una posición en la cual corta la superficie de muestra directamente en el lugar en el que la muestra estará alineada con la ventana 18 de detección. La fresa se fijará de modo que sobresalga ligeramente de la pared delantera 116 y cortará una vía a través de la superficie de muestra al oscilar hacia el interior. El giro de la fresa y el movimiento del brazo oscilante pueden ser iniciados ambos mediante un conmutador de contacto que es disparado cuando una muestra es colocada contra la pared delantera 116. La fresa podría alternativamente moverse a lo largo de una trayectoria lineal hasta el centro de la pared delantera 116. El espacio entre la pared delantera 116 y el alojamiento de espectrómetro podría estar apantallado en dos o tres lados para restringir la entrada de polvo y mejorar la apariencia. Un obturador en la ventana 18 de detección se abriráautomáticamentecuando lapared delantera 116 sea empujada contra la torreta 111, para permitir que el espectrómetro tome una lectura de la superficie de muestra preparada. Aunque un espectrómetro puede producir resultados muy exactos con respecto a la identificación de plásticos, un espectrómetro es un instrumento delicado, cuya regulación y manipulación requieren considerable habilidad. La utilización de una interfase como la aquí descrita entre el espectrómetro y la muestra a ser identificada permite que el espectrómetro esté aisladodel ambiente y además que sea utilizado para tomar lecturas rápidas de un cierto número de muestras diferentes. 4 0 6 4
7 ES 2 127 19 T3 8 REIVINDICACIONES 1. Un aparato para identificar plásticos, comprendiendo el aparato un espectrómetro (), caracterizado porque el aparato comprende además una envuelta protectora (12, 112) que rodea el espectrómetro (), con una ventana (8, 18) de detección formada en una cara (12, 112) de la envuelta, y un dispositivo (14) de interfase asociado con la ventana (8, 18) de detección, comprendiendo el dispositivo (14) de interfase una pared delantera (16, 116) con una abertura (18, 118) de muestra contra la cual puede ser colocada la muestra (24) de modo que una superficie de la muestra (24) es expuesta a través de la abertura (18, 118), medios (48, 148, 480) para limpiar una superficie (24) de la muestra colocada contra la pared delantera (16, 116), medios (2, 12) para extraer los residuos resultantes de la limpieza de la muestra, y medios (28,, 128, 1) para guiar la pared delantera (16, 116) hacia la ventana (8, 18) de detección para permitir que el espectrómetro () tome una lectura de la superficie (24) de la muestra. 2. Un aparato según la reivindicación 1, en el cual los medios (28,, 128, 1) de guía comprenden un conjunto de vías a lo largo de las cuales la pared delantera (16, 116) puede moverse linealmente hacia la ventana (8, 18) de detección, estando provistos los medios de guía con medios (32, 34, 132, 134) para empujar la pared delantera (16, 116) hasta el extremo de las vías lejano de la ventana (8, 18). 3. Un aparato según la reivindicación 2, en el cual las vías son postes (128, 1) rodeados por resortes helicoidales (132, 134), con los resortes (132, 134) normalmente empujando la pared delantera (116) hacia fuera de la ventana (18) de detección, y siendo comprimidos cuando la pared delantera (116) es movida hacia la ventana (18). 4. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el espacio entre la pared delantera (116) y la envuelta (112) del espectrómetro no está cerrado.. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual una cámara (0) está cerrada por la pared delantera (16), una pared trasera () y paredes laterales en forma de fuelles plegables (22). 6. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual entre la pared delantera (16, 116) y la ventana (8, 18) de detección están previstos medios (2, 12) para extraer residuos resultantes de la limpieza de la superficie de la muestra. 7. Un aparato según la reivindicación, en el cual están previstos medios (4) para alimentar un medio de purga dentro de la cámara (0) cerrada. 8. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la ventana (18) de detección está en el extremo de una torreta 1 2 3 4 0 (111) que se extiende desde la envuelta (112) de espectrómetro. 9. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual los medios (48, 148, 480) de limpieza de la superficie de la muestra están adaptados para ser accionados mediante un conmutador (38) que es disparado al ser desplazada la pared delantera (16, 116) hacia la ventana (8, 18) de detección de la envuelta (12, 112) del espectrómetro.. Una aparato según la reivindicación 9 cuando es dependiente de las reivindicaciones 6 y 7, en el cual los medios (48, 480) de limpieza de la superficie de la muestra, los medios (2) de extracción de residuos y los medios (4) de alimentación del medio de purga están todos adaptados para ser accionados por conmutadores (38,, 42) que son disparados al ser desplazada la pared delantera (16) hacia la ventana (8) de detección de la envuelta (12) del espectrómetro. 11. Un aparato según la reivindicación, en el cual los mecanismos para limpiar (48, 480) la superficie de la muestra, para la extracción (0) de residuos y para la introducción del medio (2) de purga están construidos de tal manera que son colocados en posición entre la pared delantera (16) y la ventana (8) de detección cuando son accionados, y son movidos automáticamente fueradelaregión entre la pared delantera (16) y la ventana (8) de detección cuando su función ha terminado. 12. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual los medios de limpieza de la superficie de la muestra comprenden una muela giratoria (480). 13. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el cual los medios de limpieza de la superficie de la muestra son una muela abrasiva (48) que gira en contacto con la superficie de la muestra a través de la abertura (18) de muestra de la pared delantera (16). 14. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual los medios (480) de limpieza de la superficie de la muestra están montados en un alojamiento (62) que está conectado por medio de un conducto (66) a un depósito de recogida de residuos, y en el cual los medios (480) de limpieza de la superficie están provistos con medios (64) de barrido para barrer los residuos dentro del conducto (66). 1. Un aparato según la reivindicación 6, en el cual los medios de extracción de residuos son una tubería (12) de aspiración que utiliza una aspiración para extraer residuos, particularmente los residuos producidos por la acción de limpiar lasuperficiedelamuestra. 16. Un aparato según las reivindicaciones 6 ó 1, en el cual los medios (12) de extracción de residuos están adaptados para funcionar simultáneamente con los medios (480) de limpieza de la superficie de la muestra. 17. Un aparato según la reivindicación 7, en 6
9 ES 2 127 19 T3 el cual los medios (4) de alimentación de un medio de purga están adaptados para llenar la cámara (0) con un medio inerte a una presión positiva, antes de que sea tomada la lectura del espectrómetro. 1 2 3 4 0 6 NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del 7--1992, no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 6
ES 2 127 19 T3 7
8 ES 2 127 19 T3
ES 2 127 19 T3 9