Sistemas de introducción de agente de soplado.

Un sistema (10) de introducción del agente de soplado que comprende:

un acumulador (16) que tiene una entrada conectable a una fuente (22) de agente de soplado y una salida conectable a unpuerto (24) del agente de soplado de un extrusor (12);

una válvula de entrada (28) asociada con la entrada del acumulador

un dispositivo (81) regulador de presión posicionado entre la fuente (22) de agente de soplado y la entrada del acumulador(16), el dispositivo (81) regulador de presión diseñado para controlar la presión del agente de soplado entregado alacumulador en momentos en los que dicha válvula de entrada está en una configuración abierta;

un dispositivo (90) de medición de presión construido y dispuesto para medir la presión del agente de soplado en elacumulador (16);

un segundo dispositivo (86) de medición de presión construido y dispuesto para medir la presión del material polímero en elextrusor;

una válvula de salida (30) asociada con la salida del acumulador (16); y

un sistema de control (29) capaz de recibir una primera señal de entrada desde el dispositivo (90) de medición de presiónrepresentativo de la presión del agente de soplado en el acumulador (16), recibir una segunda señal desde el segundodispositivo (86) de medición de presión representativo de la presión del material polímero en el extrusor y enviar una primeraseñal de salida al dispositivo regulador de presión para controlar la presión del agente de soplado entregado en el acumuladora un valor mayor que el de la presión del material polímero en el extrusor, una segunda señal de salida para abrir la válvula desalida para permitir la introducción del agente de soplado desde el acumulador (16) al material polímero en el extrusor (12), y

en el que el sistema de control es capaz de enviar una tercera señal de salida que mueve la válvula de entrada a dichaconfiguración abierta.

Sistemas de introducción de agente de soplado ANTECEDENTES DEL INVENTO

Campo Del Invento El presente invento se refiere en general al tratamiento de esponja de polímeros y, más particularmente, a un sistema para introducir el agente de soplado en el material polímero en un proceso de esponja polimérica.

Descripción de la Técnica Relacionada Los materiales polímeros son tratados utilizando una variedad de técnicas. Muchas técnicas emplean un extrusor que incluye un tornillo de tratamiento de polímero que gira dentro de un cilindro para plastificar un material polímero. Algunas técnicas de tratamiento, tales como moldeo por inyección y moldeo por soplado, pueden ser discontinuas. Es decir, durante la operación, el tornillo no plastifica el material polímero de manera continua. Los procesos discontinuos pueden tener ciclos repetitivos que incluyen un periodo de plastificación, en el que el tornillo gira y el material polímero es acumulado, seguido por un período de inyección (o eyección) , en el que el tornillo no gira y el material polímero acumulado es inyectado a un molde (o eyectado a través de una matriz) . Los materiales de esponja polimérica, incluyendo materiales microcelulares, pueden ser tratados introduciendo un agente de soplado físico en el material polímero dentro del extrusor a través de un puerto de agente de soplado en el cilindro. Muchos sistemas convencionales de introducción de agente de soplado introducen agentes de soplado continuamente en el material polímero dentro del cilindro. En procesos discontinuos, incluyendo ciertos procesos de moldeo por inyección y de moldeo de soplado, tales sistemas de introducción continua pueden provocar una falta de control sobre el porcentaje de agente de soplado inyectado en el material polímero y pueden conducir a una distribución desigual del agente de soplado en el material polímero. En particular, el material polímero en la proximidad del puerto del agente de soplado, cuando el tornillo cesa de plastificar el material polímero, puede contener cantidades más elevadas de agente de soplado debido a su tiempo de residencia incrementado en la proximidad del puerto de inyección del agente de soplado. La distribución desigual del agente de soplado puede dar como resultado variaciones de viscosidad dentro del material polímero en el extrusor que pueden provocar inconsistencias de salida y otros problemas. Tales efectos pueden reducir generalmente el control sobre el proceso y pueden estrechar la ventana de tratamiento.

En algunos procesos de polímero, incluyendo algunos procesos discontinuos, tales sistemas convencionales de introducción de agente de soplado pueden ser adecuados. Sin embargo, en otros procesos, tales como procesos discontinuos que requieren un control relativamente preciso sobre la introducción del agente de soplado, los sistemas de introducción convencionales pueden perjudicar el proceso por una o más de las razones descritas antes. En particular, ciertos procesos para producir pequeños artículos moldeados y/o artículos de esponja microcelular pueden ser afectados negativamente si el agente de soplado no es controlado de manera precisa.

El documento WO 02/14044 describe una un sistema de dosificación de agente de soplado y un método para utilizar en el tratamiento de esponja polimérica. El sistema de dosificación incluye una restricción de orificio y un puerto de agente de soplado. El sistema de dosificación mide el diferencial de presión cuando el agente de soplado fluye a través del orificio de restricción desde la fuente del puerto y puede medir también la temperatura del agente de soplado. Un controlador del sistema ajusta la presión aguas arriba del orificio de restricción en respuesta a las entradas de la variable medida para mantener un diferencial de presión a través del orificio que proporciona el caudal deseado de agente de soplado.

RESUMEN DEL INVENTO

El invento proporciona un sistema de introducción de agente de soplado para introducir agente de soplado en un sistema de tratamiento de esponja polimérica de acuerdo con la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes describen realizaciones preferidas.

Otras ventajas, características nuevas, y objetos del invento resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones no limitativas del invento cuando es considerada en unión con los dibujos adjuntos, que son esquemáticos y que no pretenden estar dibujados a escala. En las figuras, cada componente idéntico o casi idéntico que está ilustrado en las distintas figuras típicamente está representado por un solo número. Con propósitos de claridad, no todos los componentes están etiquetados en cada figura, ni cada componente de cada realización del invento mostrado en la ilustración es necesario para permitir que los expertos en la técnica comprendan el invento. En los casos en los que la memoria actual y un documento incorporado como referencia incluyen una descripción en conflicto, mandará la presente memoria.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se describirán realizaciones no limitativas del presente invento a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La fig. 1 ilustra esquemáticamente un sistema de introducción de agente de soplado utilizado para introducir agente de soplado en un extrusor de un sistema de moldeo por inyección;

La fig. 2 ilustra esquemáticamente otro sistema de introducción de agente de soplado utilizado para introducir agente de soplado en un extrusor de un sistema de moldeo por inyección;

La fig. 3 ilustra esquemáticamente otro sistema de introducción de agente de soplado utilizado para introducir agente de soplado en un extrusor de un sistema de moldeo inyección;

La fig. 4 ilustra esquemáticamente una sección de un cilindro extrusor que incluye múltiples puertos de agente de soplado conectados a un conducto de un sistema de introducción de agente de soplado;

La fig. 5 ilustra esquemáticamente un conjunto de válvula del sistema de introducción de agente de soplado posicionado en un cilindro extrusor;

Las figs. 6A y 6B son copias de fotos SEM que muestran secciones transversales representativas de piezas producidas en el Ejemplo 3;

Las figs. 7A y 7B son copias de fotos SEM que muestran secciones transversales representativas de piezas producidas en el Ejemplo 3; y

Las figs. 8A y 8B son copias de fotos SEM que muestran secciones transversales representativas de piezas producidas en el Ejemplo 3.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

El presente invento proporciona sistemas de introducción de agente de soplado para introducir el agente de soplado en sistemas de tratamiento de esponja polimérica. Es adecuado para introducir una o más dosis de agente de soplado en el material polímero en un extrusor durante un período de plastificación de un ciclo de moldeo. Antes de la introducción, una dosis es confinada en un acumulador que, por ejemplo, tiene un volumen definido entre una válvula de entrada y una válvula de salida. Como se ha descrito adicionalmente a continuación, un sistema de control puede recibir entradas relacionadas con los parámetros del sistema (por ejemplo, presión del material polímero en el extrusor, posición axial del tornillo en el cilindro, si el tornillo está girando, y similar) y basado en las entradas coordina la operación de las válvulas para confinar e introducir la o las dosis de agente de soplado. Los sistemas de introducción pueden ser utilizados en procesos de plastificación discontinuos, tales como moldeo por inyección y moldeo por soplado, y pueden ser particularmente útiles en procesos que utilizan cantidades precisas de agente de soplado.

Con referencia a la fig. 1, una realización ilustrativa de un sistema 10 de introducción de agente de soplado de acuerdo con el invento está mostrada conectada a un extrusor 12 de un sistema 14 de moldeo por inyección. El sistema 10 de introducción introduce agente de soplado desde una fuente 22 a través de un puerto 24 de agente de soplado en el material polímero en el extrusor 12. El conducto 26 conecta la fuente del agente de soplado a distintos componentes del sistema de introducción y al puerto de agente de soplado. Aguas abajo de la fuente 22, el sistema de introducción incluye una bomba 85 para aumentar la presión del agente de soplado, un depósito 83 de alta presión para almacenar agente de soplado, y un dispositivo de regulación de presión (por ejemplo, un regulador 81 reductor de presión) para regular el agente de soplado aguas abajo del dispositivo a un valor fijo. El sistema de introducción incluye también un acumulador 16 que tiene un volumen definido entre una válvula de entrada 28 y una válvula de salida... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (10) de introducción del agente de soplado que comprende:

un acumulador (16) que tiene una entrada conectable a una fuente (22) de agente de soplado y una salida conectable a un puerto (24) del agente de soplado de un extrusor (12) ;

una válvula de entrada (28) asociada con la entrada del acumulador

un dispositivo (81) regulador de presión posicionado entre la fuente (22) de agente de soplado y la entrada del acumulador (16) , el dispositivo (81) regulador de presión diseñado para controlar la presión del agente de soplado entregado al acumulador en momentos en los que dicha válvula de entrada está en una configuración abierta;

un dispositivo (90) de medición de presión construido y dispuesto para medir la presión del agente de soplado en el acumulador (16) ;

un segundo dispositivo (86) de medición de presión construido y dispuesto para medir la presión del material polímero en el extrusor;

una válvula de salida (30) asociada con la salida del acumulador (16) ; y

un sistema de control (29) capaz de recibir una primera señal de entrada desde el dispositivo (90) de medición de presión representativo de la presión del agente de soplado en el acumulador (16) , recibir una segunda señal desde el segundo dispositivo (86) de medición de presión representativo de la presión del material polímero en el extrusor y enviar una primera señal de salida al dispositivo regulador de presión para controlar la presión del agente de soplado entregado en el acumulador a un valor mayor que el de la presión del material polímero en el extrusor, una segunda señal de salida para abrir la válvula de salida para permitir la introducción del agente de soplado desde el acumulador (16) al material polímero en el extrusor (12) , y en el que el sistema de control es capaz de enviar una tercera señal de salida que mueve la válvula de entrada a dicha configuración abierta.

2. El sistema según la reivindicación 1, en que la válvula de salida (30) está posicionada dentro de menos de aproximadamente 2, 54 cm desde el puerto (24) del agente de soplado.

3. El sistema según la reivindicación 1, en que el sistema de control (29) envía la primera señal de salida en respuesta a la primera señal de entrada representativa de una posición axial de un tornillo en el extrusor (12) durante la plastificación.

4. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el sistema de control (29) envía la primera señal de salida en respuesta a una tercera señal de entrada representativa de un momento después del comienzo de la rotación del tornillo en el extrusor (12) .

5. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el sistema de control (29) es capaz de enviar la segunda señal de salida para abrir la válvula de salida (30) cuando la presión del agente de soplado en el acumulador (16) es mayor que la presión del material polímero en el extrusor (12) en la proximidad del puerto (24) del agente de soplado.

6. El sistema según la reivindicación 5, en que el sistema de control (29) envía la segunda señal de salida cuando la presión en el acumulador (16) es mayor que la presión del material polímero en el extrusor (12) en la proximidad del puerto (24) del agente de soplado en al menos 1, 379 MPa (200 psi) .

7. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el volumen del acumulador es menor de aproximadamente 10 centímetros cúbicos.

8. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en que un segundo dispositivo (86) de medición de presión mide indirectamente la presión del material polímero en el extrusor (12) .

9. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un dispositivo (94) de medición de temperatura asociado con el acumulador (16) , en que el dispositivo (94) de medición de temperatura envía señales al controlador representativas de la temperatura del agente de soplado en el acumulador (16) .

10. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el acumulador tiene un volumen sustancialmente fijo.