Procedimiento e instalación de tratamiento para la desgasificación de masas fundidas de polímeros.

Procedimiento para la desgasificación de masas fundidas de polímero que comprende las siguientes etapas: - facilitación de una instalación de tratamiento

(1; 1a; 1b) con

-- una primera extrusora (2) que presenta

--- varios primeros árboles (15, 16) que se pueden accionar mediante giro con primeros elementos de tratamiento (20, 21) dispuestos en los mismos y

--- varias primeras zonas de desgasificación (24, 25) con primeras aberturas de desgasificación (26, 27), -- una segunda extrusora (4) dispuesta a continuación de la primera extrusora (2) en una dirección de transporte (3) que presenta

--- varios segundos árboles (40, 41) que se pueden accionar mediante giro con segundos elementos de tratamiento (42, 43) dispuestos en los mismos, siendo el diámetro externo (da) de los primeros elementos de tratamiento (20, 21) menor que el diámetro externo (Da) de los segundos elementos de tratamiento (42, 43) y

--- varias segundas zonas de desgasificación (58, 59, 60) con segundas aberturas de desgasificación (61, 62, 63),

-- una zona de transferencia (50) que une las extrusoras (2, 4),

-- una unidad de desgasificación (48) dispuesta en la zona de transferencia (50), presentando la unidad de desgasificación (48) una placa perforada (54) y un espacio libre (55) dispuesto a continuación en la dirección de transporte (3) y

-- un regulador (51) ajustable que está dispuesto antes de la unidad de desgasificación (48) en la dirección de transporte (3) y está dispuesto en la zona de transferencia (50),

- suministro de una masa fundida de polímeros a la primera extrusora (2), haciéndose funcionar la misma con una primera velocidad de giro (n1) de los primeros árboles (15, 16), de tal manera que los constituyentes volátiles escapan de la masa fundida de polímeros a través de las primeras aberturas de desgasificación (26, 27) y la masa fundida de polímeros se hace más viscosa, pudiéndose modificar el aporte de energía a la masa fundida de polímeros en la primera extrusora (2) mediante el regulador (51) ajustable,

- suministro de la masa fundida de polímeros más viscosa a presión a la unidad de desgasificación (48), teniendo la masa fundida de polímeros después del paso a través de la placa perforada (54) en el espacio libre (55) como mucho lleno en parte una mayor superficie y separándose constituyentes volátiles de la masa fundida de polímeros, escapando estos otros constituyentes volátiles de la masa fundida de polímeros y

- suministro de la masa fundida de polímeros que sale de la unidad de desgasificación (48) en la segunda extrusora (4), haciéndose funcionar la misma con una segunda velocidad de giro (n2) de los segundos árboles (40, 41), y menor en comparación con la primera velocidad de giro (n1), de tal manera que otros constituyentes volátiles escapan de la masa fundida de polímeros a través de las segundas aberturas de desgasificación (61, 62, 63).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10151776.

Solicitante: Coperion GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Theodorstrasse 10 70469 Stuttgart ALEMANIA.

Inventor/es: CONRAD, ULRICH, LECHNER,FRANK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Moldeo por extrusión, es decir, oprimiendo la materia... > B29C47/76 (Medios de ventilación o desgasificación)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Moldeo por extrusión, es decir, oprimiendo la materia... > B29C47/92 (Medida, control o regulación)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Moldeo por extrusión, es decir, oprimiendo la materia... > B29C47/40 (utilizando al menos dos tornillos que engranan)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Moldeo por extrusión, es decir, oprimiendo la materia... > B29C47/50 (utilizando al menos dos tornillos sucesivos, uno después de otro, p. ej. plastificadores para etapas múltiples)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Moldeo por extrusión, es decir, oprimiendo la materia... > B29C47/36 (Medios para plastificar u homogeneizar la materia a moldear o para forzarla a través de la matriz o la hilera)

PDF original: ES-2530819_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento e instalación de tratamiento para la desgasificación de masas fundidas de polímeros La invención se refiere a un procedimiento para la desgasificación de masas fundidas de polímeros. Además, la invención se refiere a una instalación de tratamiento para la desgasificación de masas fundidas de polímeros de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 12.

La desgasificación de masas fundidas de polímeros para mejorar la calidad del polímero es habitual en la producción industrial de plásticos. A partir de las masas fundidas de polímeros se desgasifican constituyentes volátiles, tales como monómeros, oligómeros, coadyuvantes requeridos para la polimerización así como productos secundarios indeseados que alteran la calidad del polímero. Los coadyuvantes típicos son, por ejemplo, disolventes o agentes de suspensión. Gracias a la desgasificación se pueden mejorar, en particular, las propiedades ópticas y mecánicas.

Por el documento EP 1 617 985 B1 (correspondiente al documento US 2006/0245294 A1) o el documento EP 1 473 137 A1 es conocida una instalación de tratamiento así como un procedimiento para la desgasificación de poliolefinas bimodales. En la instalación de tratamiento están dispuestas dos extrusoras de dos árboles que giran en el mismo sentido una detrás de otra, presentando la segunda extrusora vista en la dirección de transporte una zona de desgasificación para la desgasificación de las poliolefinas que van a tratarse. En esta instalación de tratamiento es desventajoso que es reducido el rendimiento de desgasificación, es decir, la magnitud de la parte desgasificada de constituyentes volátiles indeseados.

Por el documento EP 0 861 717 A1 (correspondiente al documento US 6.024.479 A) son conocidos un procedimiento y un dispositivo de extrusión para el procesamiento de materiales de intensa desgasificación. El dispositivo de extrusión presenta una extrusora principal así como dos extrusoras secundarias que desembocan lateralmente en la misma, de tal manera que la corriente de gas que se produce en una zona de evaporación de la extrusora principal se divide en al menos tres subcorrientes que después se evacúan de las extrusoras. Es desventajoso que en este dispositivo de extrusión el paso de material sea reducido en comparación con la complejidad técnica.

El documento WO 2009/136 904 A2 desvela una instalación de tratamiento para masas fundidas de polímeros que presenta una extrusora principal y dos extrusoras laterales. Las extrusoras laterales presentan, respectivamente, una zona de desgasificación y desembocan lateralmente en la extrusora principal. La extrusora principal presenta varias zonas de desgasificación con aberturas correspondientes de desgasificación.

En el documento US 5 804 111 A está desvelada una instalación de tratamiento para la desgasificación de plásticos sólidos, que presenta una primera extrusora que desemboca lateralmente en una segunda extrusora. En el lado terminal de la primera extrusora está dispuesto un sensor de presión mediante el cual se controla el flujo de material entre las extrusoras, de tal manera que se mejora el grado de eficacia de la desgasificación en la segunda extrusora.

Por los documentos US 3 346 919, DD 231 029 A1 y JP 60 124232 A son conocidas instalaciones de tratamiento que presentan entre dos extrusoras una zona de transferencia con una placa perforada. El material se presiona a través de la placa perforada y se divide en una pluralidad de hilos, por lo que se consigue una desgasificación.

Por el documento EP 0 336 520 A1 es conocida una instalación de tratamiento para polímeros que presenta una primera extrusora y una segunda extrusora dispuesta a continuación. En ambas extrusoras tiene lugar una desgasificación. Los constituyentes volátiles se aspiran mediante bombas de vacío de la conducción de unión entre las extrusoras.

Por el documento JP 2002 307 530 A es conocida una instalación de tratamiento con dos extrusoras que están unidas entre sí a través de una bomba de rueda dentada, una conducción de paso, una válvula, una placa perforada y un depósito de desgasificación. El material de plástico que se debe de tratar se pone en la primera extrusora y ahí se funde, añadiéndose en una zona de suministro un fluido supercrítico a la primera extrusora y mezclándose allí con el material de plástico. Para la desgasificación de la masa fundida de plástico que sale de la primera extrusora, la misma se conduce a través de la placa perforada y el depósito de desgasificación, saliendo los constituyentes volátiles y escapando a través de una unidad de aspiración. A continuación, la masa fundida de plástico fluye a la segunda extrusora que presenta una zona de desgasificación para la posterior desgasificación.

Por el documento JP 6 059 440 A es conocida una instalación de tratamiento para la desgasificación de un material fotosensible. La instalación de tratamiento presenta una primera extrusora y una segunda extrusora dispuesta a continuación que están unidas entre sí a través de una conducción de paso. Las extrusoras presentan respectivamente varias zonas de desgasificación con aberturas de desgasificación correspondientes, de las cuales se aspiran los constituyentes desgasificados mediante una bomba de vacío.

Por el documento AT 411 235 B es conocido un dispositivo para el tratamiento de material de plástico termoplástico que presenta un primer recipiente de alojamiento y un segundo recipiente de alojamiento dispuesto a continuación.

Ambos recipientes están unidos entre sí mediante un canal de unión, presentando el canal de unión dos empujadores para la producción de un cierre hermético al vacío entre ambos recipientes. Ambos recipientes así como la cámara de compuerta delimitada por los empujadores están conectados a un equipo de exposición a vacío.

Por el documento GB 1 140 693 A es conocida una extrusora de dos niveles. El material que debe tratarse se pone a través de un empujador en el primer nivel de la extrusora que está separado del segundo nivel de la extrusora mediante elementos de retención. Al final del primer nivel de la extrusora conduce una conducción tubular pasando por encima de los elementos de retención al segundo nivel de extrusora. En la conducción tubular está dispuesta una placa perforada para la desgasificación del material.

Por el documento DE 298 09 023 U1 es conocida una disposición en tándem de dos extrusoras dispuestas una detrás de otra que están unidas entre sí a través de un equipo de regulación y una unidad de desgasificación.

La invención se basa en el objetivo de crear un procedimiento para la desgasificación de masas fundidas de polímeros que posibilite un elevado rendimiento de desgasificación junto con un elevado paso de polímero.

Este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1. La primera extrusora configura un primer nivel de desgasificación y la segunda extrusora, un segundo nivel de desgasificación dispuesto a continuación. Gracias a esta estructura en dos niveles de la instalación de tratamiento se puede conseguir un elevado rendimiento de desgasificación con un paso de polímero al mismo tiempo elevado. En la primera extrusora se selecciona elevada la velocidad de giro, ya que el aporte de energía debido a la viscosidad reducida de la masa fundida de polímeros que se debe desgasificar es reducido. La parte de constituyentes volátiles se reduce considerablemente por esto en las primeras zonas de desgasificación. La energía evacuada por la desgasificación de la masa fundida de polímeros se vuelve a suministrar a la masa fundida de polímeros a través de los primeros elementos de tratamiento o un calentamiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la desgasificación de masas fundidas de polímero que comprende las siguientes etapas:

- facilitación de una instalación de tratamiento (1; 1a; 1b) con --una primera extrusora (2) que presenta ---varios primeros árboles (15, 16) que se pueden accionar mediante giro con primeros elementos de 10 tratamiento (20, 21) dispuestos en los mismos y ---varias primeras zonas de desgasificación (24, 25) con primeras aberturas de desgasificación (26, 27) , --una segunda extrusora (4) dispuesta a continuación de la primera extrusora (2) en una dirección de transporte (3) que presenta ---varios segundos árboles (40, 41) que se pueden accionar mediante giro con segundos elementos de tratamiento (42, 43) dispuestos en los mismos, siendo el diámetro externo (da) de los primeros elementos de tratamiento (20, 21) menor que el diámetro externo (Da) de los segundos elementos de tratamiento (42, 43) y ---varias segundas zonas de desgasificación (58, 59, 60) con segundas aberturas de desgasificación (61, 62, 63) , --una zona de transferencia (50) que une las extrusoras (2, 4) , --una unidad de desgasificación (48) dispuesta en la zona de transferencia (50) , presentando la unidad de desgasificación (48) una placa perforada (54) y un espacio libre (55) dispuesto a continuación en la dirección de transporte (3) y --un regulador (51) ajustable que está dispuesto antes de la unidad de desgasificación (48) en la dirección de transporte (3) y está dispuesto en la zona de transferencia (50) , -suministro de una masa fundida de polímeros a la primera extrusora (2) , haciéndose funcionar la misma con una primera velocidad de giro (n1) de los primeros árboles (15, 16) , de tal manera que los constituyentes volátiles escapan de la masa fundida de polímeros a través de las primeras aberturas de desgasificación (26, 27) y la masa fundida de polímeros se hace más viscosa, pudiéndose modificar el aporte de energía a la masa fundida de polímeros en la primera extrusora (2) mediante el regulador (51) ajustable, -suministro de la masa fundida de polímeros más viscosa a presión a la unidad de desgasificación (48) , teniendo la masa fundida de polímeros después del paso a través de la placa perforada (54) en el espacio libre (55) como mucho lleno en parte una mayor superficie y separándose constituyentes volátiles de la masa fundida de polímeros, escapando estos otros constituyentes volátiles de la masa fundida de polímeros y -suministro de la masa fundida de polímeros que sale de la unidad de desgasificación (48) en la segunda extrusora (4) , haciéndose funcionar la misma con una segunda velocidad de giro (n2) de los segundos árboles (40, 41) , y menor en comparación con la primera velocidad de giro (n1) , de tal manera que otros constituyentes volátiles escapan de la masa fundida de polímeros a través de las segundas aberturas de desgasificación (61, 62, 63) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la masa fundida de polímeros se suministra antes de la entrada en la primera extrusora (2) a presión a otra unidad de desgasificación (29; 29a; 29b) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la presión para el suministro de la masa fundida de polímeros se genera mediante una bomba de masa fundida (33) dispuesta por delante en la dirección de 50 transporte (3) a la otra unidad de desgasificación (29; 29a; 29b) .

4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicacióones 2 o 3, caracterizado por que la otra unidad de desgasificación (29; 29b) presenta una placa perforada (30) y un espacio libre (31) dispuesto a continuación en la dirección de transporte (3) , de tal manera que la masa fundida de polímeros después del paso a través de la placa 55 perforada (30) en el espacio libre (31) como mucho lleno en parte tiene una mayor superficie y se separan constituyentes volátiles de la masa fundida de polímeros.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que la otra unidad de desgasificación (29a; 29b) está configurada como unidad de relajación, de tal manera que la masa fundida de 60 polímeros durante el paso a través de la unidad de desgasificación (29a; 29b) se relaja y se separan constituyentes de bajo peso molecular de la masa fundida de polímeros.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los constituyentes volátiles separados en la al menos una unidad de desgasificación (29, 48; 29a, 48; 29b, 48) escapan a través de una 65 abertura de desgasificación (26, 61) de una de las zonas de desgasificación (24, 58) .

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la segunda velocidad de giro (n2) es al menos tres veces, en particular al menos cuatro veces y en particular al menos cinco veces menor que la primera velocidad de giro (n1) .

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que los primeros árboles (15, 16) se accionan con una primera velocidad de giro (n1) de 200 a 1800 min-1, en particular de 300 a 1500 min-1 y en particular de 400 a 1200 min-1 .

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que los segundos árboles (40, 41) se accionan con una segunda velocidad de giro (n2) de 20 a 600 min-1, en particular de 50 a 450 min-1 y en particular de 100 a 300 min-1 .

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que para la relación entre el diámetro externo (da) de los primeros elementos de tratamiento (20, 21) y el diámetro externo (Da) de los segundos elementos de tratamiento (42, 43) se cumple: 0, 3 â da/Da < 1, 0, en particular 0, 3 â da/Da â 0, 8 y en particular 0, 5 â da/Da â 0, 8.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que los primeros árboles (15, 16) y/o los segundos árboles (40, 41) se accionan mediante giro en el mismo sentido.

12. Instalación de tratamiento para la desgasificación de masas fundidas de polímeros con:

- una primera extrusora (2) que presenta varios primeros árboles (15, 16) que se pueden accionar mediante giro con primeros elementos de tratamiento (20, 21) dispuestos en los mismos, -una segunda extrusora (4) dispuesta a continuación de la primera extrusora (2) en una dirección de transporte (3) , que presenta varios segundos árboles (40, 41) que se pueden accionar mediante giro con segundos elementos de tratamiento (42, 43) dispuestos en los mismos, -una unidad de control (11) , -una zona de transferencia (50) que une las extrusoras (2, 4) , -una unidad de desgasificación (48) dispuesta en la zona de transferencia (50) que presenta una placa perforada

(54) y un espacio libre (55) dispuesto a continuación en la dirección de transporte (3) , de tal manera que la masa fundida de polímeros después del paso a través de la placa perforada (54) en el espacio libre (55) como mucho lleno en parte tiene una mayor superficie y se separan constituyentes volátiles de la masa fundida de polímeros y -un regulador (51) dispuesto en la zona de transferencia (50) y dispuesto antes de la unidad de desgasificación

(48) en la dirección de transporte (3) , cuya posición se puede ajustar mediante la unidad de control (11) ,

caracterizada por que -la primera extrusora (2) presenta varias primeras zonas de desgasificación (24, 25) con primeras aberturas de desgasificación (26, 27) para constituyentes volátiles contenidos en una masa fundida de polímeros, -la segunda extrusora (4) presenta varias segundas zonas de desgasificación (58, 59, 60) con segundas aberturas de desgasificación (61, 62, 63) para otros constituyentes volátiles contenidos en la masa fundida de polímeros, -el diámetro externo (da) de los primeros elementos de tratamiento (20, 21) es menor que el diámetro externo (Da) de los segundos elementos de tratamiento (42, 43) y -la unidad de control (11) está configurada de tal manera que una segunda velocidad de giro (n2) de los segundos árboles (40, 41) es menor que una primera velocidad de giro (n1) de los primeros árboles (14, 15) .

13. Instalación de tratamiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada por que a la primera extrusora (2) en la dirección de transporte (3) está dispuesta por delante otra unidad de desgasificación (29; 29a; 29b) .