Procedimiento para la elaboración de una granza de polietenol de alta fluidez en el que en un primer paso,

se procede efectuando una mezcla de resina de polieteneol (1), un plastificante (2) y una carga (3) en una turbomezladora (4), siendo la mezcla sometida a un proceso térmico en el que, en un principio, se produce un choque térmico controlado entre la resina de polietenol (1) y la turbomezcladora (4) y seguidamente se eleva la temperatura del reactor, y en un segundo paso se procede a la extrusión de esa mezcla en una extrusora de doble husillo (5) con medios de evacuación forzada de gases (6) sobredimensionados, donde, en la fase de fusión, alcanzará un grado de fluidez de entre 10 y 30 gr/10 min, siendo en ese momento extruida y seguidamente cortada en caliente para producir la granza (8)

Procedimiento para la elaboración de una granza de polietenol del alta fluidez y granza de polietenol.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para la elaboración de una granza de polietenol de alta fluidez, apropiada para la realización de piezas hidrosolubles por moldeo y soplado, y la granza obtenida.

Antecedentes de la invención

Una de las propiedades que se le atribuyen tradicionalmente a los plásticos es la de su comportamiento hidrófugo, es decir, su impermeabilidad e insolubilidad en agua. Pero, existen plásticos capaces de disolverse en agua como es el caso del polietenol.

Este material tiene la propiedad de, en determinadas condiciones, disolverse en agua, lo que le hace útil en algunas aplicaciones.

El polietenol es un polímero sintético que se obtiene a partir de otro, el acetato de polivinilo o polietanoato.

Los grupos acetato de la cadena de polietanoato se hidrolizan en condiciones estándar en metanol, quedando grupos hidroxilo en la cadena y desprendiéndose acetato de metilo. Así se obtiene polietenol.

Esta reacción química se puede controlar de forma bastante precisa para hidrolizar un % deseado de grupos acetato (grado de hidrólisis).

El nuevo polímero tiene una estructura muy parecida a la del polietileno. La presencia de los grupos -OH tiene efectos muy importantes. El más importante es que el polímero es hidrófilo cuya solubilidad en agua es función de la proporción de grupos -OH presentes en la cadena y de la temperatura de disolución. Así pues, cuando se han sustituido entre un 80% y un 89% de los grupos acetato por -OH, el polímero resultante es soluble en agua fría; sin embargo, cuando se han sustituido casi el 100% de los grupos acetato, el polímero sólo es soluble a temperaturas superiores a los 85ºC.

Todos los grados de polietenol disueltos son biodegradables y sus derivados no son tóxicos.

Las granzas conocidas de este polímero presentan un índice de fluidez de entre 2 y 7 gr./10 min en su fase plástica, por lo que solo son válidas para técnicas de conformado por extrusión y extrusión-soplado, pudiéndose realizar con ellas películas finas y/o bandas tubulares.

Ejemplos de estas aplicaciones son las descritas en la patente US-3.186.869, COATED FILM FOR LAUNDRY PACKAGE y la patente US-3.322.674 LAUNDRY PACKAGE, que describen películas hidrosolubles y artículos para lavado de ropa. Las películas hidrosolubles de estas referencias están recubiertas internamente con una cera, u otro material, para evitar que el contenido del envase interaccione con el material en forma de película y se degraden sus características de solubilidad.

Otras aplicaciones interesantes del polietenol es la obtención de hilo quirúrgico que es utilizado para suturas en cirugía. Se utilizan distintos tipos de hilos con diferentes grados de solubilidad, en función de la rapidez con la que se quiere que se disuelva. Ejemplo de esta aplicación se describe en la patente E88113740.

Sin embargo, todas estas granzas presentan, en general, un serio inconveniente: es prácticamente imposible utilizarlas con técnicas de inyección debido a su bajo índice de fluidez.

Descripción de la invención

En términos generales, la presente invención se refiere a un procedimiento para la elaboración de una granza de polietenol con un índice de fluidez de entre 10 y 30 gr/10 min en su estado plástico. Este grado de fluidez permite utilizar posteriormente esta granza en procesos de moldeo por inyección y/o soplado por inyección, imposibles de realizar con los valores de fluidez de las granzas convencionales de polietenol, para la obtención de distintos productos solubles en agua.

Para la obtención de la granza, es realizado un compound o mezcla en una turbomezcladora, a partir de resina de polietenol, preferiblemente en polvo, independientemente de su grado de hidrólisis, al menos un plastificante, como por ejemplo propanotriol, y al menos una carga o aditivo, por ejemplo de estearato cálcico, sílice o "irganox", en donde la mezcla es sometida a un proceso térmico en el que, en un principio, se produce un choque térmico controlado entre la resina de polietenol y la turbomezcladora; concretamente, la resina de polietenol tras su vertido en la turbomezcladora, es precalentada hasta alcanzar una temperatura de entre 10ºC y 75ºC, para lo cual, la temperatura de arranque de la turbomezcladora ha de situarse entre 10ºC y 75ºC.

Tras este choque térmico controlado inicial, continúa el proceso añadiendo el resto de componentes de la mezcla, bien a la vez o por fases, y elevándose la temperatura del reactor hasta alcanzar un valor de entre 100 y 168ºC, durante un periodo de tiempo no inferior a 10 minutos.

El compound o mezcla así obtenido, es introducido en una extrusora de doble husillo dotada de medios para evacuación forzada de gases, con una capacidad de evacuación de gases entre un 10% y un 50% superior a la convencional en un polímero no hidrosoluble, dado que el polietenol en su fase plástica genera un volumen de vapor entre un 3 y un 8% superior al de un polímero convencional no soluble en agua.

Otro aspecto a tener en cuenta en este punto es que la geometría de los husillos ha de presentar puntos de cizalla y zonas de machaque agresivos para conseguir una mezcla homogénea del compound o mezcla durante su extrusión, con diferentes distancias y profundidades entre los alabes a lo largo del husillo. Esta geometría específica con la que se diseña el husillo está íntimamente relacionada con el tiempo de permanencia de la granza fundida en la máquina. Este tiempo de permanencia es un parámetro crítico, ya que la granza no se funde totalmente o se degrada si este tiempo es menor o mayor del específico para cada material, respectivamente.

Una vez fundido el compound, el material extruído es cortado en caliente para producir la granza, la cuál tras su período de enfriamiento, ha de presentar un porcentaje de componentes volátiles inferior al 10%.

Descripción de los dibujos

Con el objeto de ilustrar cuanto hasta ahora hemos expuesto, se acompaña a la presente memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, de un conjunto de dibujos en los que se ha representado de manera simplificada y esquemática, un ejemplo de realización práctica únicamente explicativo aunque no limitativo, de la invención.

La figura 1 muestra, de forma resumida y esquemática, el procedimiento para elaboración de granza.

Descripción de un caso práctico

En las figuras que acompañan a la presente memoria se describe, a modo de ejemplo, un caso práctico de realización del procedimiento objeto de la misma.

La presente invención consisten en el procedimiento de elaboración de una granza en base de polietenol apropiada para la realización de piezas hidrosolubles por moldeo y soplado; en un primer paso, se procede a efectuar una mezcla concretamente en una turbomezcladora (4) a partir de un 80% de resina de polietenol (1), preferiblemente en polvo, un 15% de un plastificante, por ejemplo propanotriol (2) y un 5% de carga o aditivo, por ejemplo "irganox" (3), siendo esta mezcla sometida a un proceso térmico en el que, en primer lugar, se produce un choque térmico controlado entre la resina de polietenol (1) en polvo y la turbomezcladora (4), vertiéndose la resina a temperatura ambiente, en la turbomezcladora (4) cuyo vaso se halla a una temperatura de arranque de 35ºC y manteniéndola en el mismo hasta alcanzar 35ºC.

Una vez que el polvo de polietenol ha alcanzado los 35ºC, prosigue el proceso con la incorporación al vaso de la turbomezcladora del resto de componentes, (15% de propanotriol y 5% de "irganox"), elevándose entonces la temperatura de la turbomezcladora (4) hasta alcanzar un valor de 160ºC, durante un periodo de tiempo de 12 minutos. La incorporación a la turbomezcladora de los demás componentes puede realizarse en fases o a la vez.

La mezcla así obtenida, es introducida en una extrusora de doble husillo (5), dotada de medios para evacuación forzada de gases (6) donde se ha previsto un único conducto de salida de gases (7). La geometría de husillos presenta puntos de cizalla y zonas de machaque agresivos, de manera que tras alcanzar en la fase de fusión del polímero un grado de fluidez de 11 gr/10 min, el material extruído es cortado en caliente para producir la granza (8), la cuál tras su período de enfriamiento, presenta un grado de componentes volátiles de un 0,68%.

1. Procedimiento para la elaboración de una granza de polietenol apropiada para la realización de piezas por moldeo y soplado, del tipo en el que, en un primer paso, se procede a efectuar una mezcla de resina de polietenol (1), al menos un plastificante (2) y al menos una carga o aditivo (3) en un reactor, y en un segundo paso se procede a la extrusión de esa mezcla en una extrusora (5), caracterizado porque la mezcla es realizada concretamente en una turbomezcladora (4) a partir de resina de polietenol (1), el al menos un plastificante y al menos una carga, siendo esta mezcla sometida a un proceso térmico en el que, en primer lugar, se produce un choque térmico controlado entre la resina de polietenol (1) y la turbomezcladora (4), donde la resina de polietenol, tras su vertido en la turbomezcladora, es precalentada hasta alcanzar una temperatura de entre 10ºC y 75ºC, para lo cual, la temperatura de arranque de la turbomezcladora ha de situarse entre 10ºC y 75ºC, y tras este choque térmico inicial, continúa el proceso añadiendo el resto de componentes de la mezcla, elevándose la temperatura del reactor hasta alcanzar un valor de entre 100 y 168ºC durante un periodo de tiempo no inferior a 10 minutos, para posteriormente introducir la mezcla así obtenida, en una extrusora de doble husillo (5) dotada de medios para evacuación forzada de gases (6), cuya geometría de husillos presenta puntos de cizalla y zonas de machaque agresivos, para alcanzar en la fase de fusión del polímero un grado de fluidez de entre 10 y 30 gr/10 min, siendo en ese momento extruído y seguidamente cortado en caliente para producir la granza (8), que posteriormente es enfriada.

2. Procedimiento para la elaboración de una granza de polietenol según reivindicación anterior, caracterizado porque la capacidad de evacuación de gases de los conductos de salida de gases (7) previstos en la extrusora de doble husillo (5), es entre un 10% y un 50% superior al establecido para un polímero no hidrosoluble con el mismo grado de fluidez.

3. Granza de polietenol compuesta por una resina de polietenol, al menos un plastificante y al menos una carga o aditivo, caracterizada porque presenta fundida un grado de fluidez de entre 10 y 30 gr/10 min.

4. Granza, según reivindicación 3, caracterizada porque la granza presenta un porcentaje de componentes volátiles inferior al 10%.