Procedimiento para la producción de concentrados de colorante-plástico.

Procedimiento para la producción de concentrados de colorante-plástico, que comprende las siguientes etapas: - proporcionar una instalación de procesamiento

(1) de

-- una máquina de tornillo sin fin principal (3), que comprende al menos las siguientes zonas:

--- una zona de entrada (36),

--- dos zonas de tratamiento (37, 39, 41) dispuestas aguas abajo de la zona de entrada (36) en una dirección de transporte (6), y

--- una zona de transferencia (38, 40) dispuesta entre las zonas de tratamiento (37, 39, 41), y

-- una máquina de tornillo sin fin lateral (4, 5), que desemboca en la zona de transferencia (38, 40) de la máquina de tornillo sin fin principal (3),

- alimentar material de plástico (34) y colorante (51) a la máquina de tornillo sin fin principal (3), alimentándose un primer porcentaje (K1) de al menos el 50 % en peso del material de plástico alimentado total (34) antes de la zona de tratamiento (39) dispuesta aguas arriba de la zona de transferencia (40) en una dirección de transporte (6),

- homogeneizar el material de plástico alimentado (34) y el colorante alimentado (51) en la zona de tratamiento (39) dispuesta aguas arriba de la zona de transferencia (40) en la dirección de transporte (6) para producir una mezcla (86),

- alimentar material de plástico adicional (34) a la mezcla (86) en la zona de transferencia (40) por medio de la máquina de tornillo sin fin lateral (5), alimentándose un segundo porcentaje (K2) de al menos el 5 % en peso del material de plástico alimentado total (34) en la zona de transferencia (40), y

- homogeneizar la mezcla (86) y el material de plástico alimentado (34) en la zona de tratamiento (41) dispuesta aguas abajo de la zona de transferencia (40) en la dirección de transporte (6) para dar un concentrado de colorante-plástico (2).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12151929.

Solicitante: Coperion GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Theodorstrasse 10 70469 Stuttgart ALEMANIA.

Inventor/es: FEUERLEIN,UTE, WEINMANN,MATTHIAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR;... > B29B7/00 (Mezcla; Amasado (en general B01F; en combinación con calandrado B29C 43/24, con inyección B29C 45/46, con extrusión B29C 47/36))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR;... > Fabricación de gránulos (en general B01J; aspectos... > B29B9/06 (en forma de filamentos, p. ej. combinados con la extrusión)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR;... > Mezcla; Amasado (en general B01F; en combinación... > B29B7/48 (con dispositivos de engrane, p. ej. con tornillos que engranan)

PDF original: ES-2497916_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción de concentrados de colorante-plástico La invención se refiere a un procedimiento para la producción de concentrados de colorante-plástico.

Los concentrados de colorante-plástico sirven para la tinción de productos de plástico y se denominan en general habitualmente mezclas madre de colorante. En el caso de mezclas madre de colorante se trata en la mayoría de los casos de concentrados en forma de granulado de colorantes y/o pigmentos y opcionalmente aditivos, que se incorporan en una matriz de plástico o de polímero. Las mezclas madre de colorante permiten una adición libre de polvo y fiel a la formulación de colorantes y opcionalmente aditivos en plásticos o compuestos.

La producción o el procesamiento de mezclas madre de colorante es difícil desde el punto de vista de la técnica de las máquinas, dado que deben incorporase altos porcentajes de colorante en la matriz de plástico. Esto es válido, en particular, cuando como colorante se usan pigmentos, por ejemplo en forma de negro de humo, dado que las partículas de pigmento, debido a sus pequeños tamaños de partícula, presentan marcadas fuerzas de atracción, que dificultan una distribución homogénea de las partículas de pigmento en la matriz de plástico. La producción se dificulta adicionalmente cuando adicionalmente deben incorporarse aditivos. Dado que para la incorporación de las partículas de pigmento en la matriz de plástico son necesarias fuerzas elevadas, en este sentido se produce un calentamiento indeseado de la matriz de plástico. Esto es desventajoso dado que en el caso de un calentamiento no permitido se dañan y degradan térmicamente componentes sensibles a la temperatura, mediante lo cual se perjudica considerablemente la calidad del producto de la mezcla madre de colorante.

Por el documento US 5 711 904 A se conoce una instalación de procesamiento así como un procedimiento correspondiente para la producción de mezclas madre de elastómero. En una máquina de tornillo sin fin se alimentan a través de una alimentación de material, material elastomérico y aditivos, tales como por ejemplo negro de humo. El material elastomérico y los aditivos se mezclan entre sí en la máquina de tornillo sin fin. Por medio de una máquina de tornillo sin fin lateral se alimentan los aditivos adicionales a la máquina de tornillo sin fin y se incorporan a la mezcla.

Por el documento WO 2007/033 328 A2 se conoce una instalación de procesamiento para el procesamiento de una mezcla de un material polimérico y un material orgánico.

Por el documento US 2004/0196734 A1 se conoce un procedimiento y un dispositivo para mezclar un aditivo con una masa fundida. El aditivo y la masa fundida se mezclan en una mezcladora estática o dinámica.

La invención se basa en el objetivo de crear un procedimiento para la producción de mezclas madre de colorante o concentrados de colorante-plástico, que permita de manera sencilla y cuidadosa para el producto la incorporación de altos porcentajes de colorante o de pigmento en el material de plástico.

Este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1. En el procedimiento de acuerdo con la invención para la producción de concentrados de colorante-plástico o mezclas madre de colorante se alimenta en primer lugar una primera parte del material de plástico y el colorante que va a incorporarse a la máquina de tornillo sin fin principal y se homogeneíza en una zona de tratamiento entre sí para dar una mezcla o mezcla de colorante-plástico. A continuación se alimenta a la zona de transferencia una segunda parte del material de plástico aguas abajo de la zona de tratamiento y después de la adición del colorante por medio de la máquina de tornillo sin fin lateral y se funde en una zona de tratamiento adicional dispuesta aguas abajo de la zona de transferencia y se homogeneíza con la mezcla para dar el concentrado de colorante-plástico. El material de plástico se alimenta preferentemente en forma sólida, en particular como granulado y/o polvo. Mediante este procedimiento de acuerdo con la invención se reduce claramente la temperatura de la mezcla o del concentrado de colorante-plástico en comparación con procedimientos convencionales con artículos de mezcla comparables. La temperatura del concentrado de colorante-plástico disminuye, dado que la fusión de la segunda parte del material de plástico tiene lugar en su mayor parte con la entalpía de la mezcla que se encuentra en la máquina de tornillo sin fin principal. Con ello pueden incorporarse altos porcentajes de colorante o partículas de pigmento de manera sencilla y cuidadosa para el producto en el material de plástico o la matriz de plástico. Se evitan daños térmicos y una degradación térmica, mediante lo cual se aumenta claramente la calidad del producto. El colorante presenta en el concentrado de colorante-plástico acabado un porcentaje de al menos el 30 % en peso, en particular de al menos el 35 % en peso, en particular de al menos el 40 % en peso y en particular de al menos el 50 % en peso con respecto al concentrado de colorante-plástico.

Aguas abajo de la instalación de procesamiento está dispuesto en la dirección de transporte preferentemente una válvula de arranque, una bomba de engranajes, un dispositivo de tamizado y/o un dispositivo de granulación. Por medio del dispositivo de tamizado se homogeneíza opcionalmente de manera adicional el concentrado de coloranteplástico y se filtra al mismo tiempo. En el dispositivo de granulación siguiente se granula el concentrado de colorante-plástico que se encuentra como masa fundida. El granulado o el granulado de mezcla madre generados pueden utilizarse como producto semiacabado en la producción de productos de plástico o productos finales.

Un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 5 garantiza una alta flexibilidad en la producción de mezclas madre de colorante y con ello una alta calidad del producto. En función del material de plástico y colorante se ajustan de manera flexible el primer porcentaje alimentado antes de la zona de transferencia y el segundo porcentaje del material de plástico alimentado en la zona de transferencia.

Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6 garantiza la producción de mezclas madre de colorante a base de los más diversos polímeros.

Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 garantiza una adición cuidadosa con el producto del colorante. Preferentemente el colorante se alimenta por medio de una máquina de tornillo sin fin lateral después de la fusión del primer porcentaje del material de plástico en una primera zona de transferencia y se mezcla en una zona de tratamiento posterior con el material de plástico fundido, antes de que se alimente por medio de una segunda máquina de tornillo sin fin lateral el segundo porcentaje del material de plástico en una segunda zona de transferencia. El porcentaje restante del colorante puede alimentarse en la zona de entrada y/o después de la zona de tratamiento. Preferentemente se alimenta todo el colorante en la primera zona de transferencia.

Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 garantiza en especial medida una producción sencilla y cuidadosa con el producto de mezclas madre de colorante, dado que las partículas de pigmento, debido a sus pequeños tamaños de partícula, presentan marcadas fuerzas de atracción, que llevan a aglomerados de pigmento especialmente difíciles de homogeneizar. La homogeneización o dispersión de aglomerados de pigmento es difícil desde el punto de vista de la técnica de las máquinas y requiere en el caso de procedimientos convencionales una alta entrada de energía en el material de plástico. La entrada de energía necesaria... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de concentrados de colorante-plástico, que comprende las siguientes etapas:

- proporcionar una instalación de procesamiento (1) de --una máquina de tornillo sin fin principal (3) , que comprende al menos las siguientes zonas:

- --una zona de entrada (36) , ---dos zonas de tratamiento (37, 39, 41) dispuestas aguas abajo de la zona de entrada (36) en una dirección de transporte (6) , y ---una zona de transferencia (38, 40) dispuesta entre las zonas de tratamiento (37, 39, 41) , y --una máquina de tornillo sin fin lateral (4, 5) , que desemboca en la zona de transferencia (38, 40) de la máquina de tornillo sin fin principal (3) , -alimentar material de plástico (34) y colorante (51) a la máquina de tornillo sin fin principal (3) , alimentándose un primer porcentaje (K1) de al menos el 50 % en peso del material de plástico alimentado total (34) antes de la zona de tratamiento (39) dispuesta aguas arriba de la zona de transferencia (40) en una dirección de transporte (6) , -homogeneizar el material de plástico alimentado (34) y el colorante alimentado (51) en la zona de tratamiento (39) dispuesta aguas arriba de la zona de transferencia (40) en la dirección de transporte (6) para producir una mezcla (86) , -alimentar material de plástico adicional (34) a la mezcla (86) en la zona de transferencia (40) por medio de la máquina de tornillo sin fin lateral (5) , alimentándose un segundo porcentaje (K2) de al menos el 5 % en peso del material de plástico alimentado total (34) en la zona de transferencia (40) , y -homogeneizar la mezcla (86) y el material de plástico alimentado (34) en la zona de tratamiento (41) dispuesta aguas abajo de la zona de transferencia (40) en la dirección de transporte (6) para dar un concentrado de colorante-plástico (2) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que un primer porcentaje (K1) de al menos el 60 % en peso y en particular de al menos el 70 % en peso del material de plástico alimentado total (34) se alimenta antes de la zona de tratamiento (39) dispuesta aguas arriba de la zona de transferencia (40) .

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que un primer porcentaje (K1) de como máximo el 95 % en peso, en particular de como máximo el 90 % en peso y en particular de como máximo el 85 % en peso del material de plástico alimentado total (34) se alimenta antes de la zona de tratamiento (39) dispuesta aguas arriba de la zona de transferencia (40) .

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que un segundo porcentaje (K2) de al menos el 10 % en peso y en particular de al menos el 15 % en peso del material de plástico alimentado total (34) se alimenta en la zona de transferencia (40) .

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que un segundo porcentaje (K2) de como máximo el 50 % en peso, en particular de como máximo el 40 % en peso y en particular de como máximo el 30 % en peso del material de plástico alimentado total (34) se alimenta en la zona de transferencia (40) .

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el material de plástico

(34) es un polímero del grupo polietileno, polipropileno, poliamida, poliestireno, policarbonato, poli (tereftalato de etileno) , acrilonitrilo-butadieno-estireno y poli (tereftalato de butileno) .

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que un porcentaje (F1) de al menos el 60 % en peso, en particular de al menos el 80 % en peso y en particular de al menos el 90 % en peso del colorante alimentado total (51) se alimenta antes de la zona de tratamiento (39) dispuesta aguas arriba de la zona de transferencia (40) .

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el colorante (51) contiene un porcentaje de al menos el 50 % en peso, en particular de al menos el 70 % en peso, y en particular al menos del 90 % en peso de partículas de pigmento, en particular de negro de humo.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el colorante (51) con respecto al concentrado de colorante-plástico (2) se alimenta con un porcentaje de al menos el 30 % en peso, en particular de al menos el 40 % en peso y en particular de al menos el 50 % en peso.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la instalación de procesamiento (1) comprende:

- la máquina de tornillo sin fin principal (3) con --la zona de entrada (36) , --una primera zona de tratamiento (37) dispuesta aguas abajo de la zona de entrada (36) , --una primera zona de transferencia (38) dispuesta aguas abajo de la primera zona de tratamiento (37) , --una segunda zona de tratamiento (39) dispuesta aguas abajo de la primera zona de transferencia (38) , --una segunda zona de transferencia (40) dispuesta aguas abajo de la segunda zona de tratamiento (39) , --una tercera zona de tratamiento (41) dispuesta aguas abajo de la segunda zona de transferencia (40) , -una primera máquina de tornillo sin fin lateral (4) , que desemboca en la primera zona de transferencia (38) , y -una segunda máquina de tornillo sin fin lateral (5) , que desemboca en la segunda zona de transferencia (40) .

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que el primer porcentaje (K1) del material de plástico (34) se alimenta en la zona de entrada (36) . 15

12. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por que el colorante (51) se alimenta por medio de la primera máquina de tornillo sin fin lateral (4) en la primera zona de transferencia (38) .

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que el segundo 20 porcentaje (K2) del material de plástico (34) se alimenta por medio de la segunda máquina de tornillo sin fin lateral (5) en la segunda zona de transferencia (40) .

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que a la máquina de tornillo sin fin principal (3) se alimenta al menos un aditivo (35) y se mezcla con el material de plástico (34) así como 25 el colorante (51) .

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que al menos la máquina de tornillo sin fin principal (3) es una máquina de doble tornillo sin fin corrotante y estrechamente engranada.