Nuevos masterbatches biodegradables basados en cáscara de

Nuevos masterbatches biodegradables basados en
cáscara de almendra para sectores tradicionales
New almond shell-based biodegradable
masterbatches for traditional sectors
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Antecedentes
Background
El 30 % de los productos plásticos en el mercado
se procesan mediante el moldeo por inyección.
El método más extendido, simple y económico
de colorear y/o modificar las propiedades de los
plásticos (80% – 90%), es el uso de colorantes
plásticos o masterbatches, que deben ser
compatibles con el tipo de plástico matriz.
Ello supone unos 12 millones de toneladas de
productos plásticos.
Un masterbatch consiste en una matriz plástica
en la que se integra una alta proporción (entre
el 50 y el 80%) de pigmentos, colorantes,
agentes dispersantes, y otros aditivos. Los
masterbatches, en forma de granza o granulada,
se añade al polímero (también en forma de
granza) durante el proceso de transformación
(moldeo por inyección, extrusión…) en una
proporción aproximada del 3 % de su peso
total. Ello presume unas 360.000 toneladas de
consumo anual de masterbatches en el ámbito
Europeo.
Hasta la concepción del MASTALMOND,
los masterbatches naturales sobre matrices
biodegradables eran los grandes ausentes en el
mercado de la inyección de plásticos. Por eso, el
proyecto se ideó con el fin de desarrollar nuevos
colorantes plásticos basados en polímeros
biodegradables con cáscara de almendra
orientados a las industrias del juguete y el
mueble auxiliar y trasladables a otras industrias
del mundo de la inyección de plásticos.
La puesta en marcha en el mercado de
masterbatches
basados
en
plásticos
biodegradables resulta muy pobre fuera del
ámbito de los envases y embalajes. Por ello, la
introducción de polímeros biodegradables en
industrias tradicionales como la del juguete o
la del mueble auxiliar constituyen un factor de
competitividad en el mercado actual respecto a
otros mercados emergentes, lo que contribuye
además a generar y potenciar un consumo
sostenible sin necesidad de realizar inversión
adicional para su procesado.
Objetivos
Objectives
30 % of the plastic products within the market
are processed by injection moulding. The most
extended, simple and economic way to colour
and change properties in plastics (80 % - 90 %)
is to use plastic colourants or masterbatches,
which must be compatible with the polymer
matrix.
A masterbatch consists in a polymeric matrix in
which a high proportion (50 – 80 %) of pigments,
dyes, dispersing waxes and other additives and
fillers are included. The masterbatch, in form
of pellets or granules, is added to the polymer,
also in pellets, during the transformation process
(injection moulding, extrusion…) in an average of
3 % by weight (wt %). This entails near 360 000
tonnes of annual consumption of masterbatches
within Europe.
Until the MASTALMOND conception, natural
masterbatches on biodegradable matrixes were
notably absent in the plastic injection market.
Therefore, this project has been conceived
for the development of new plastic colourants
based on biodegradable polymers with almond
shell targeted to the toy and auxiliary furniture
industries and able to be transferred to other
industries of the plastic injection world.
As there are no masterbatches in the market
based
on
biodegradable
plastics
with
natural components, and the introduction of
biodegradable ones in the market is very poor
in sectors different from the packaging sector,
the introduction of biodegradable plastics in
traditional industries, as the toy or the furniture
sectors, will entail a distinguishing factor
according to the current market, especially
with respect to other emergent markets, thus
contributing to generating and enhancing
sustainable consumption with no additional
investment requirements for its processing.
El proyecto MASTALMOND ha desarrollado
nuevos masterbatches, o concentrados de color,
basados en termoplásticos
biodegradables
que contienen un residuo natural, la cáscara de
almendra. Esta carga aporta ligereza manteniendo
unos niveles de dureza y rigidez adecuados de
acuerdo con los estándares industriales, y es
fácil de procesar, lo que la hace especialmente
interesante en el campo de los materiales
compuestos no estructurales, tanto desde el
punto de vista económico como por su menor
impacto ambiental.
Los concentrados desarrollados permiten cubrir
los requerimientos técnicos de dos sectores
industriales tradicionales, como son el juguetero
y el auxiliar del mueble.
The colour concentrates developed allow to cover
the technical requirements of the two traditional
industrial sectors, as the toy and auxiliary furniture
sectors are.
Objetivos Técnicos Específicos
Specific Technical Objectives
• Análisis físico y químico de la cáscara de
almendra para comprobar si su tamaño y/o la
variedad de cáscara de almendra influyen en el
producto final cuando es incorporada al plástico
base o matriz.
• Estudio y optimización del proceso de
incorporación y distribución homogénea de la
cáscara de almendra en polímeros termoplásticos
biodegradables.
• Incorporación de pigmentos a los compuestos
con cáscara de almendra para proporcionar
color y textura a las diferentes formulaciones.
• Obtención de nuevos masterbatches
biodegradables con cáscara de almendra aptos
para inyección que además cumplan con las
especificaciones técnicas establecidas por los
sectores de aplicación involucrados: juguete y
mobiliario auxiliar.
• Definición de las especificaciones y diseño de
los demostradores finales: piezas de juguete y
mobiliario.
• Optimización del proceso de inyección de
los demostradores y validación técnica y
medioambiental de los mismos.
Con los demostradores obtenidos, los fabricantes
podrán valorar el alcance y las ventajas de los
nuevos masterbatches y servirá de punto de
partida para nuevas ideas y diseños propios.
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1
2
MASTALMOND Project has developed new
masterbatches, or colour concentrates, based
on biodegradable thermoplastics , containing a
natural waste, the almond shell. This filler provides
lightness and keeps adequate hardness and
rigidity levels according to industrial standards
and is easy to be processed, what makes it
especially interesting in the field of non-structural
compound materials from the economic point of
view as well as its lower environmental impact.
• Physical-chemical analysis of the almond
shell to check if its size and/or the variety of
almond shell affects the final product when it is
incorporated to the base plastic or matrix.
• Study and optimisation of the process of
incorporation and homogeneous distribution
of the almond shell in the biodegradable
thermoplastic polymers.
• Incorporation of pigments to the compounds
with almond shell to provide colour and texture
to the different formulations.
•
Obtaining
new
almond
shell-based
biodegradable masterbatches suitable for
injection that fit the technical specification
established by the application sectors involved:
toys and auxiliary furniture.
• Definition of the specifications and design of the
final demonstrators: pieces of toy and furniture.
• Optimisation of the injection process of the
demonstrators and technical and environmental
validation of them.
With the demonstrators obtained, manufacturers
will be able to assess the scope and advantages
of the new masterbatches and will serve as a
starting point for new ideas and own designs.
Plásticos que se ablandan con la acción del calor y se endurece al enfriarse de forma reversible.
Plastics softened by the action of heat and reversibly toughened upon cooling.
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Metodología
Methodology
Previamente al desarrollo de los masterbatches
se establecieron las premisas que estos
materiales deberían cumplir. Así, se determinó
que los nuevos materiales deberían:
Prior to the development of this methodology,
the premises that these materials should meet
were established. Thus, we determined that the
new materials shall:
• Soportar las temperaturas del procesado de
extrusión e inyección sin llegar a descomponerse.
• No modificar en exceso las propiedades de
impacto de las piezas en las que se introducirán.
• Presentar resistencia a condiciones climáticas
externas, debido a su usabilidad.
• Fácil procesado mediante inyección en fábrica.
• Emplear pigmentos compatibles con la matriz
polimérica biodegradable y la cáscara de
almendra.
• Selección de colores, matriz y otros aditivos en
función de los demostradores de cada sector:
juguete y mobiliario auxiliar.
• Support processing temperatures without
decomposing.
• Not modify in excess the properties of impact
resistance of the pieces in which they will be
introduced.
• Present resistance to external temperatures,
due to their usability.
• Be easily-processable by injection moulding in
the factories.
• Use compatible pigments with the biodegradable
polymeric material and the almond shell.
• Selection of colours, matrixes and other
additives according to the demonstrators of
each sector: toy and auxiliary furniture.
1. Molienda de la cáscara de almendra en distintos
tamaños de partícula.
3. Incorporación of compatible pigments to the
compounds (biodegradable plastic/ shell).
Se
ha
conseguido
colorear
los
masterbatches biodegradables basados
en cáscara de almendra con distintos tipos
de pigmento, dando lugar a coloraciones
variadas y novedosas.
It has been possible to colour almond
shell-based biodegradable masterbatches
with different type of pigments, providing
different and innovative colourings.
4. Obtención de las formulaciones óptimas y
escaladas en cantidad suficiente para el
desarrollo de los productos demostradores.
Desarrollo de un prototipo de extrusora para
la obtención de los nuevos masterbatches.
4. Obtaining the optimal formulations and scaledup enough for the development of the new
demonstrator products. Development of a
new prototype of extruder for obtaining the
new masterbatches.
5. Obtención de demostradores.
5. Obtaining the prototype demonstrators.
Esta actividad conllevó la revisión de la
normativa y requisitos aplicables a cada
sector, diseño y desarrollo o modificación
de piezas y moldes, selección de las
formulaciones
biodegradables
que
inyectar, incorporación de masterbatches
en distintos porcentajes y optimización del
proceso de inyección.
This activity entailed the revision of
each sector regulation and applicable
requirement, design and development of
pieces and moulds modification, selection
of the biodegradable formulation to be
injected, incorporation of the masterbatches
in different percentages and optimisation of
the injection process.
1. Almond shell milling in different particle sizes
6. Validación técnica y medioambiental según legislación Europea aplicable.
6. Technical and environmental validation according to European applicable legislation.
Fotografía de la cáscara de almendra: a) entera b) triturada y c) polvo
Picture of the almond Shell: a) whole, b) crushed and c) powdered.
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3. Incorporación de pigmentos compatibles a los
compuestos (plástico biodegradable/ cáscara).
Se han analizado las diferentes variedades
de almendra y comparado con mezclas de
variedades de almendra, proveedores, etc.
Molienda en distintos tamaños de partícula,
considerando las dimensiones máximas de las
boquillas de inyección y extrusión.
Mixtures of diverse varieties of almond have been
analysed and compared with mixture of varieties of
almond, providers, etc. Milling in different particle
sizes considering the maximum dimensions of the
injection and extrusion nozzles.
2. Incorporación de la cáscara de almendra triturada en
polímeros biodegradables.
2. Incorporation of milled almond shell in biodegradable
polymers.
Las nuevas formulaciones se han obtenido sobre
varias matrices previamente seleccionadas:
Ácido poliláctico (PLA) y PLA con derivado de
almidón. Se ha mejorado la distribución de la
cáscara en la matriz plástica, de forma que
esta sea homogénea. La adhesión fibra-matriz
plástica se ha conseguido mediante tratamientos
físico- químicos de la cáscara de almendra.
New formulations have been achieved on diverse
matrixes selected previously: Polylactic Acid (PLA)
and PLA with starch derivates. The distribution of
the almond shell in the plastic matrix has been
improved, in such a way that it is homogeneous.
The adhesion fibre-plastic matrix has been
achieved by means of the chemical treatment of
almond shell.
• Ensayos de seguridad (químicos, físicomecánicos...) a los prototipos de juguetes
biodegradables con cáscara de almendra
según normas de seguridad del juguete
(EN 71).
• Ensayos químicos, físico-mecánicos… a
los prototipos de mobiliario biodegradables
con cáscara de almendra.
• Análisis de ciclo de vida (ACV) y eficiencia
energética de los procesos de fabricación
del masterbatch e inyección de piezas
biodegradables, y comparación con el
procesado de polímeros y masterbatches
convencionales
(de
polietileno
y
polipropileno).
• Análisis de ciclo de vida (ACV) y eficiencia
energética de los nuevos masterbatches
y demostradores biodegradables con
cáscara de almendra, y comparación con
masterbatches piezas no biodegradables
(de polietileno y polipropileno).
• Safety tests (chemical, physicalmechanical...) on the almond shell-based
biodegradable toy prototypes according to
toy safety regulation (EN 71).
• Chemical and physical-mechanical
tests... on the almond shell-based
biodegradable furniture.
• Life Cycle Analysis (LCA) and energetic
efficiency of the manufacturing process
of the masterbatch and injection of
biodegradable pieces, and comparison
with the process of conventional polymers
and masterbatches (of polyethylene and
polypropylene).
• Life Cycle Analysis (LCA) and energetic
efficiency of the new masterbatches
and almond shell-based biodegradable
demonstrators, and comparison with
non-biodegradable masterbatches (of
polyethylene and polypropylene).
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Resultados
Results
1. Obtención de nuevos masterbatches
biodegradables con cáscara de almendra aptos
para inyección
1. Obtaining new almond shell-based biodegradable
masterbatches suitable for injection
Desarrollo de 33 nuevas formulaciones de
masterbatches biodegradables con cáscara
de almendra aptas para inyección.
Development of 33 new almond shell-based
biodegradable masterbatches suitable for
injection.
La mezcla de variedades de cáscara
proporciona al masterbatch propiedades
similares a las de la mayoría de las variedades
individuales.
The mixture of varieties of almond shell gives the
masterbatch similar properties to those of most
individual varieties.
Tamaños de partícula de cáscara inferiores
a 3 mm proporcionan mejores propiedades
mecánicas y mayor homogeneidad de
aspecto. Tamaños superiores aportan una
estética muy interesante.
Las nuevas formulaciones se han obtenido
sobre varias matrices biodegradables de
Ácido poliláctico (PLA) y PLA mezclada con
polímero derivado del almidón. La adhesión
fibra-matriz plástica se ha conseguido
mediante un tratamiento químico de la
cáscara de almendra.
Se ha conseguido colorear los masterbatches
biodegradables basados en cáscara de
almendra con distintos pigmentos, que dan
lugar a coloraciones variadas y novedosas.
Almond shell particle size below 3 mm provides
parts with better mechanical performance and
better homogeneous aspect. The higher ones
provide a very interesting look.
2. Demostradores biodegradables del sector del juguete
y mobiliario auxiliar
2. Biodegradable demonstrators of the toy and auxiliary
furniture sectors
Demostradores prototipo biodegradables de
juguete y mobiliario auxiliar con distintos colores,
que contienen en su formulación cáscara de
almendra:
Biodegradable prototype demonstrators of toys
and auxiliary furniture in different colours, which
contain almond shell in their formulation:
• Partes de un juguete ride-on y arenero.
• Sillas, accesorios de escritorio (bandejas,
portalápices…), papeleras.
• Parts of a ride-on toy and a sandbox.
• Chairs, desk accessories (trays,
holders…), bins.
Optimización del proceso de inyección de
materiales biodegradables (PLA y mezcla con
derivado del almidón) al adicionar los nuevos
masterbatches (piezas pequeñas a escala
laboratorio).
Optimisation of the injection process of
biodegradable materials (PLA and mixture
with starch–derived products) when the new
masterbatches are added(small pieces at labscale).
Optimización del proceso al pasar a la inyección
de piezas demostradores más grandes.
Optimisation of the process when
demonstrator pieces are injected.
pencil
bigger
The new formulations have been obtained on
several biodegradable matrixes of Polylactic Acid
(PLA) y PLA mixed with a starch-derived polymer.
The fibre-plastic matrix adhesion has been
achieved by means of the chemical treatment of
almond shell.
The
colouring
of
almond
shell-based
biodegradable masterbatches’ has been achieved
with diverse pigments, which provide different
and innovative colours.
Demostradores de juguete. Matriz: PLA o PLA+derivado almidón. Masterbatch de cáscara de almendra al 4 y 8 % rosa y marrón.
Toy demonstrators. Matrix: PLA o PLA+derived of starch. Pink and brown almond shell masterbatch at 4 % & 8 %.
Demostradores de mobiliario auxiliar. Matriz: PLA o PLA+derivado de almidón. Masterbatch de cáscara de almendra al 4 y 8 %
verde, marrón, blanco, beige.
Demonstrators of auxiliary furniture. PLA and PLA+ derived of starch. Green, brown, white, beige almond shell masterbatch at 5
% and 8 %.
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3. Validación técnica y medioambiental según legislación
Europea aplicable.
3. Technical and environmental validation according to
applicable European Legislation.
• Piezas de juguete biodegradables seguras.
• Safety biodegradable toy pieces.
• Piezas de mobiliario con propiedades mecánicas
adecuadas.
• Furniture pieces with adequate mechanical
properties.
• Según el ACV, los nuevos masterbatches
biodegradables conducen a un incremento
aproximado del 10 % del impacto de la huella
de carbono ocasionado por el incremento
de consumos energéticos necesario para su
procesado, mientras que en el caso del impacto del
agotamiento de combustibles fósiles conducen a
una reducción de aproximadamente un 49 %. En
términos relativos es, por tanto, positivo, a pesar
de que uno de los parámetros es negativo.
• According to the LCA, the new biodegradable
masterbatches lead to an approximate increase of
10 % in the carbon footprint impact induced by the
increasing of the required energetic consumption
for its processing, while in the case of the impact
of fossil depletion they result in an approximate
49 % reduction. In relative terms it has a positive
balance, although one of the parameters is
negative.
• Nevertheless, the manufacturing process of
both the biodegradable toy pieces and auxiliary
furniture pieces by using PLA require a bigger
energetic consumption compared with the
conventional polymers used currently (from 32
% onwards) as in all the cases the biodegradable
material is less fluid and the energetic demands
of processing and cooling are greater and,
consequently, the production cycles are larger,
thus increasing CO2 emissions in a 4.4 % in the
case of the manufacturing of toy pieces and a
36.4 % in the case of furniture.
• Sin embargo, los procesos de fabricación tanto
del masterbatch biodegradable como de piezas de
juguete y de mobiliario biodegradables empleando
PLA requieren un mayor consumo energético en
comparación con los polímeros convencionales
empleados actualmente (del 32 % en adelante),
puesto que en todos los casos el material
biodegradable es menos fluido y las demandas
energéticas de procesado y refrigeración son
mayores y por tanto, los ciclos de producción más
largos, aumentan las emisiones de CO2 en un 4,4
% en la fabricación de las piezas de juguete y un
36,4 % en las de mobiliario.
Agotamiento de combus<bles fósiles Fossil fuel deple8on 90 80 70 70 50 40 30 Masterbatch 70%PLA + 30% cáscara de almendra 40 30 20 10 10 0 0 El porcentaje de masterbatch introducido
modifica el aspecto de las piezas demostradores
aunque no varía significativamente las
propiedades mecánicas ni de seguridad.
The percentage of masterbatch introduced
modifies the aspect of the demonstrator pieces
although mechanical and safety properties do
not vary significantly.
Necesidades de mejora
Improvement needs
El proceso de inyección de los demostradores
con material biodegradable de PLA ofrece un
balance medioambiental negativo.
The process of injection of demonstrators with
PLA biodegradable material offers a negative
environmental balance.
Por ello, se deben diseñar y analizar desde el
principio las geometrías, moldes, piezas, etc.
para que puedan ser procesados de forma
específica con el material objetivo en una
búsqueda hacia la optimización de su ciclo de
producción y balance medioambiental final.
That is why geometries, moulds, pieces, etc. must
be designed and analysed from the beginning so
that they can be processed specifically with the
target material aiming for the optimisation of its
life production cycle and the final environmental
balance.
Masterbatch red PP 50 20 Con el fin de mejorar estos factores, se han dado
unas recomendaciones para reducir el consumo
energético hasta en un 80 % una vez se acometa
la producción en serie al existir un potencial de
mejora enorme en especial en la fase de secado
y refrigeración.
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60 Masterbatch PE rojo MJ MJ 60 It is estimated that each tone of traditional PP
masterbatch substituted by other of PLA with
almond shell reduces the dependency on nonrenewable fossil fuels by 50 %.
Beneficios medioambientales a largo plazo
Long-term environmental benefits
90 80 Por cada tonelada de masterbatches de PE
tradicional sustituidos por otros de PLA con
cáscara de almendra, se estima una reducción
de la dependencia de combustibles fósiles no
renovables de cerca de un 50 %.
Masterbatch 70%PLA+30% almond shell In order to improve these factors, some
recommendations to decrease the energetic
consumption up to an 80 % once the production
in series is undertaken have been given, as there
is a huge potential of improvement especially in
the drying and cooling phases.
En general, los resultados esperados por
la plena puesta en el mercado de nuevos
masterbatches así como piezas del juguete y
mobiliario respetuosos con el medio ambiente,
basados en termoplásticos biodegradables con
cáscara de almendra, podrían dar lugar a una
serie de beneficios ambientales, descritos a
continuación:
• Reutilización de los residuos naturales/recursos
renovables (520 toneladas al año en Europa),
con la consiguiente reducción del impacto del
plástico sobre el medio ambiente.
In general, the expected results of the whole
placing in the market of the new masterbatches,
as well as their application in environmentallyfriendly toy pieces and furniture based on almond
shell biodegradable thermoplastics, could
provide the following environmental benefits:
• Re-use of natural resources/ renewable
resources (520 tons per year in Europe) thus
reducing the plastic impact on the environment.
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En el marco del proyecto, se ha realizado un
análisis de ciclo de vida (ACV) de algunos de
uno de los tipos de los productos desarrollados:
un masterbatch basado en PLA con cáscara de
almendra y demostradores inyectados con PLA
que contienen dichos masterbatches. Para ello
se han realizado medidas in situ en las empresas
fabricantes de los masterbatches (IQAP), de
juguetes (INJUSA) y de mobiliario auxiliar (PÉREZ
CERDÁ PLASTICS). Estas dos últimas son las
que emplearán los nuevos masterbatches en la
fabricación de sus productos.
In the framework of the project, a Life Cycle Analysis
(LCA) of some of the type of products developed
has been performed: a PLA-based masterbatch
with almond shell and demonstrators injected with
PLA containing those masterbatches. For that, in
situ measuring tests within the organisations have
been carried out in the facilities of the companies
manufacturing these masterbatches (IQAP),
toys (INJUSA) and auxiliary furniture (PEREZ
CERDA PLASTICS). The last two companies will
be those that will use new masterbatches in the
manufacture of their products.
Además, se ha realizado la medición de los mismos
parámetros en la fabricación de un masterbatch
convencional no biodegradable basado en
polietileno con pigmento rojo, y de inyección de
piezas de juguete (pieza de batería de un juguete
ride-on) y mobiliario auxiliar (contenedor auxiliar
de papelera) de polipropileno (PP) con objeto
de comparar ambientalmente las formulaciones
biodegradables con las no biodegradables.
Moreover, the measuring of the parameters
in the manufacturing of a non-biodegradable
conventional red PP-based masterbatch and the
injection of toy pieces (a piece of the battery of
a ride-on toy) and auxiliary furniture (a container
of an auxiliary waste paper) of polipropilene (PP)
has been performed in ordert to environmentally
compare biodegradable formulations with the
non-biodegradable ones.
Se han seleccionado dos categorías de impacto
basándose en la importancia de los impactos y
la disponibilidad de los datos del inventario. Una
es la huella de carbono, para la cual se ha usado
el método IPCC 2013 con los potenciales de
calentamiento global (GWP) para un tiempo de 100
años y datos del consumo eléctrico del proceso
obtenido en auditoría energética específica. La
otra categoría de impacto es el agotamiento de
combustibles fósiles, para la cual se ha usado el
método Cumulative Energy Demand v1.08.
Two impact categories have been selected
according to the importance of the impacts
and the availability of the inventory data. One is
carbon footprint, for which methodology IPCC
2013 with global warming potential (GWP) for
a period of 100 years and data of the electrical
consumption of the process obtained in specific
energetic auditory have been used. The other
impact category is the depletion of fossil fuels, for
which methodology Cumulative Energy Demand
v1.08 has been used.
Resultados: masterbatch
Results: Masterbatches
En el ACV realizado, se aprecia un balance relativo
positivo con el nuevo masterbatch biopolímero
basado en PLA respecto al masterbatch
convencional de PE, con lo que se ha obtenido
una reducción de la dependencia de combustibles
fósiles no renovables de un 50 %, aunque durante
la fabricación del masterbatch se consume una
mayor cantidad de electricidad, lo que incrementa
consecuentemente la energía necesaria y los
valores de la huella de carbono.
In the LCA carried out, a relative positive balance is
appreciated with the new biopolymer masterbatch
in reference to the conventional PE masterbatch,
observing a reduction on fossil fuels depletion
of 50 %, although during the masterbatch
manufacturing a higher consumption of electricity
is noticed, which consequently increases the
necessary energy and carbon footprint values.
Huella de carbono Carbon footprint 7 7 6 6 5 4 3 Inyección con PP 2 Inyección con PLA 1 kg CO2-­‐eq • A new market for an environmentally-friendly
product (193 mil tones in the short term (2-3 years)
and 580 in the long term (10 years).
• A new objective market for the agricultural
sector (European market share for the almond
shell within the European Union of 12.88 %).
• Increase SMEs competitiveness in order to
generate a synergetic effect in the bio-plastic
industry, through the implementation of bioplastics in consumer products.
• Save in the consumption of non-renewable
raw materials for manufacturing by means of
substituting these raw materials by others from
renewable natural resources.
• Reduce the use of raw materials derived from
non-renewable resources, introducing them in the
injection productive system.
kg CO2-­‐eq • Un nuevo mercado para un producto respetuoso
con el medio ambiente (193 mil toneladas a corto
plazo, 2-3 años, y 580 a largo plazo, 10 años).
• Un nuevo mercado objetivo para el sector
agrícola (cuota de mercado europeo para la
almendra dentro de la Unión Europea 12,88 %.
• Aumentar la competitividad de las PYMES con el
fin de generar un efecto de sinergia en la industria
de bioplástico, a través de la incorporación de
bioplásticos en los productos de consumo.
• Ahorro en el consumo de materias primas
no renovables para la fabricación mediante la
sustitución de éstas por otras procedentes de
residuos naturales renovables.
• Reducción del uso de materias primas derivadas
de recursos no renovables, mediante su inserción
en el sistema productivo de la inyección.
5 4 3 InjecCon with PP 2 InjecCon with PLA 1 0 0 Juguete Contenedor Producto Toy Bin Product Resultados: productos
Results: Demonstrator products
Los procesos de fabricación de piezas de juguete y
de mobiliario biodegradables requieren también un
mayor consumo energético cuando se emplea PLA,
debido principalmente a la menor fluidez de este
material comparado con el polipropileno convencional
empleado.
Por ello, los valores de la huella de carbono y el
agotamiento de los combustibles fósiles en el juguete y
el contendor han aumentado, debido a que se consume
una mayor cantidad de electricidad en el proceso de
inyección de dichos materiales biodegradables que con
polímeros convencionales.
No obstante, el empleo de otras matrices biodegradables
más fluidas conducen a ciclos de inyección un 25 %
más cortos y ofrecería datos medioambientales más
positivos que los realizados sobre el masterbatch con
matriz de PLA, tal como se ha comprobado midiendo
los ciclos de inyección de las formulaciones de las
piezas inyectadas con PLA+almidón+4 % masterbatch
de PLA+almidón con cáscara de almendra.
Como se ha indicado, los resultados anteriores podrían
ser mejorados notablemente (hasta un 80 %) con la
aplicación de algunas medidas de ahorro energético.
The manufacturing processes of biodegradable toy
pieces and furniture also require a higher energetic
consumption when PLA is employed, mainly due to the
lower material fluidity compared with the conventional
PP used.
That is why the value of the carbon footprint and the
depletion of fossil fuels in the toy and the container
have increased, as a higher quantity of electricity in
the injection process of these materials compaerd to
convention polymers is consumed.
Nevertheless, the use of more fluid biodegradable
matrixes results in 25 % shorter injection cycles and
would provide more positive environmental data than
those achieved with the masterbatch with PLA matrix,
as checked by measuring the injection cycles of the
formulation of the injected pieces with PLA+starch+4 %
masterbatch of PLA+starch with almond shell.
As stated before, previous results could be notably
improved (up to 80 %) with the application of some
energetic saving measures.
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