Proceso para la preparación de adhesivos utilizando una extrusora planetaria.

Un proceso para la preparación de un adhesivo, cuyo proceso consiste en los pasos de:



a) introducir materias primas primarias que comprenden un elastómero no termoplástico en una sección de alimentación (12) de una extrusora de rodillos planetarios (10);

b) transportar las materias primas primarias desde la sección de alimentación (12) hasta una sección de mezcla (14) de la extrusora de rodillos planetarios (10);

c) mezclar las materias primas primarias en la sección de mezcla (14), en donde la sección de mezcla (14) comprende un husillo principal (26) rodeado y engranado a una pluralidad de husillos planetarios (28,30), en donde al menos uno de los husillos planetarios (28,30) es un doble husillo de mezcla transversal (28) que comprende una pluralidad de filetes helicoidales de corte tangencial (28), y la masticación del elastómero no termoplástico ocurre en su interior;

d) producir una composición adhesiva homogénea; y

e) aplicar la composición adhesiva a un material en forma de banda continua.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/039585.

Solicitante: INTERTAPE POLYMER CORP.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3647 CORTEZ ROAD WEST BRADENTON FL 34210 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: TYNAN,JOHN KINCH JR, ST. COEUR,RICHARD WALTER, KOVACH,DAVID MICHAEL, LOMBARDO,THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01F7/14 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01F MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla de pinturas B44D 3/06). › B01F 7/00 Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes fijos; Amasadoras (B01F 13/04 tiene prioridad). › de agitadores animados de movimiento planetario.
  • B05C11/02 B […] › B05 PULVERIZACION O ATOMIZACION EN GENERAL; APLICACION DE LIQUIDOS U OTRAS MATERIAS FLUIDAS A SUPERFICIES, EN GENERAL.B05C APARATOS PARA LA APLICACION DE LIQUIDOS U OTROS MATERIALES FLUIDOS A LAS SUPERFICIES, EN GENERAL (aparatos de pulverización, aparatos de atomización, toberas o boquillas B05B; instalaciones para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a objetos por pulverización electrostática B05B 5/08). › B05C 11/00 Partes constitutivas, detalles o accesorios no especificados en los grupos B05C 1/00 - B05C 9/00 (B05C 19/00 tiene prioridad; medios para manipular o mantener los artículos B05C 13/00; recintos para aparatos, cabinas B05C 15/00). › Aparatos para extender o repartir líquidos u otros materiales fluidos ya aplicados sobre una superficie (B05C 7/00 tiene prioridad; herramientas manuales para este uso B05C 17/10 ); Regulación del espesor del revestimiento.
  • B05C11/10 B05C 11/00 […] › Almacenaje, suministro o regulación del líquido u otro material fluido; Recuperación del exceso de líquido u otro material fluido.
  • B05C5/02 B05C […] › B05C 5/00 Aparatos en los cuales un líquido u otro material fluido es proyectado, vertido o esparcido sobre la superficie de la pieza (B05C 7/00, B05C 19/00 tienen prioridad). › a partir de un dispositivo de salida en contacto, o casi en contacto, con la pieza (B05C 5/04 tiene prioridad).
  • B05D1/26 B05 […] › B05D PROCEDIMIENTOS PARA APLICAR LIQUIDOS U OTRAS MATERIAS FLUIDAS A SUPERFICIES, EN GENERAL (transporte de objetos en los baños de líquidos B65G, p. ej.. B65G 49/02). › B05D 1/00 Procedimientos para aplicar líquidos u otras materias fluidas a las superficies (B05D 5/00, B05D 7/00 tienen prioridad). › por aplicación de líquidos u otros materiales fluidos, a partir de un orificio en contacto o casi en contacto con la superficie.
  • B05D1/28 B05D 1/00 […] › por transferencia de líquidos u otros materiales fluidos, a partir de la superficie de elementos transportadores, p. ej. pinceles, tampones, rodillos.
  • B05D3/06 B05D […] › B05D 3/00 Tratamiento previo de superficies sobre las que los líquidos u otros materiales fluidos van a ser aplicados; Tratamiento ulterior de los revestimientos aplicados, p. ej. tratamiento intermedio de un revestimiento ya aplicado, para preparar las aplicaciones ulteriores de líquidos u otros materiales fluidos. › por exposición a radiación (B05D 3/02 tiene prioridad).
  • B05D3/12 B05D 3/00 […] › por medios mecánicos.
  • B05D5/10 B05D […] › B05D 5/00 Procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies para obtener efectos, acabados o estructuras de superficie particulares. › para obtener una superficie adhesiva.
  • B29B7/52 B […] › B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL.B29B PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR; FABRICACION DE GRANULOS O DE PREFORMAS; RECUPERACION DE LAS MATERIAS PLASTICAS O DE OTROS CONSTITUYENTES DE MATERIALES DE DESECHO QUE CONTIENEN MATERIAS PLASTICAS.B29B 7/00 Mezcla; Amasado (en general B01F; en combinación con calandrado B29C 43/24, con inyección B29C 45/46, con extrusión B29C 47/36). › con rodillos o similares, p. ej. con calandrias.
  • B29B7/56 B29B 7/00 […] › con rodillos cooperantes.
  • B29C47/42 B29 […] › B29C CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION O UNION DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACION (trabajo análogo a trabajo de metales con máquinas herramientas B23; trabajo con muela o pulido B24; corte B26D, B26F; fabricación de preformas B29B 11/00;  fabricación de productos estratificados combinando capas previamente no unidas para convertirse en un producto cuyas capas permanecerán unidas B32B 37/00 - B32B 41/00). › B29C 47/00 Moldeo por extrusión, es decir, oprimiendo la materia a moldear a través de una matriz o boquilla que le da la forma deseada; Aparatos a este efecto (moldeo por extrusión-soplado B29C 49/04; prensas de extrusión en general B30B 11/22). › utilizando tornillos auxiliares, p. ej. tornillos planetarios.
  • C09J5/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09J ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PEGADO EN GENERAL; PROCEDIMIENTOS DE PEGADO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR; EMPLEO DE MATERIALES COMO ADHESIVOS (adhesivos quirúrgicos A61L 24/00; adhesivos a base de compuestos macromoleculares orgánicos no especificados utilizados como agentes ligantes en productos estratificados B32B; etiquetado sobre tejidos o materiales y objetos comparables, de superficie deformable, utilizando adhesivos y adhesivos termoactibables respectivamente B65C 5/02, B65C 5/04;  preparación de cola o gelatina C09H; etiquetas, fichas o medios análogos de identificación o de indicación G09F 3/10). › Procedimientos de pegado en general; Procedimientos de pegado no previstos en otro lugar , p.ej. relativos a la imprimación.

PDF original: ES-2455128_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Proceso para la preparación de adhesivos utilizando una extrusora planetaria Campo de la invención La presente invención se refiere a un proceso continuo, a baja temperatura, para la masticación y combinación de elastómeros no termoplásticos con resinas taquificantes y puede incluir uno o más de los siguientes: elastómeros termoplásticos, expansores, plastificantes y aceites, activadores, antidegradantes, agentes reticulantes, colorantes, disolventes y agentes espumantes. En un aspecto de la invención, el adhesivo puede aplicarse directamente en un material en forma de banda continua.

El objetivo general de la invención es proporcionar un método para la producción de una composición autoadhesiva mediante la masticación de elastómeros no termoplásticos en una extrusora de rodillos planetarios (ERP) . En una realización, la masticación se consigue mediante el uso de dobles husillos planetarios transversales o “de corte tangencial”, combinados con husillos planetarios de filete completo para producir un adhesivo que pueda ser aplicado a un material en forma de banda continua utilizando una boquilla de ranura ancha.

Antecedentes de la invención Las composiciones adhesivas piezosensibles son mezclas de varias materias primas entre las que cabe incluir elastómeros, resinas, plastificantes y otros aditivos tales como antioxidantes, sustancias de relleno, pigmentos, etc. Dado que estos ingredientes deben mezclarse en la relación correcta para obtener un adhesivo que posea las propiedades deseadas, las materias primas normalmente se mezclan con un mezclador mecánico bajo condiciones controladas como parte de un proceso por lotes para obtener un producto completamente mezclado que posea las cantidades relativas de materias primas apropiadas.

Las extrusoras de rodillos planetarios son conocidas y se han utilizado habitualmente en el procesamiento de termoplásticos como el PVC, por ejemplo, donde principalmente se utilizaban para alimentar a las unidades siguientes, como por ejemplo, calandrias o laminadores. Las extrusoras de rodillos planetarios se han venido utilizando normalmente en el procesamiento de compuestos termosensibles con un mínimo de degradación dado que las capas delgadas del compuesto pueden quedar expuestas a grandes áreas superficiales lo que resulta en un intercambio de calor, mezcla y control de la temperatura eficaces. Las extrusoras de rodillos planetarios se encuentran disponibles en varios diseños y tamaños. Los diámetros de los cilindros de rodillos normalmente son de entre 70 mm y 500 mm, dependiendo del rendimiento deseado.

Las extrusoras de rodillos planetarios normalmente tienen una sección de llenado y una sección de mezcla. La sección de llenado normalmente incluye un tornillo transportador en el que se alimentan de manera continua determinadas materias primas. El tornillo transportador hace pasar entonces las materias a la sección de mezcla. La sección de mezcla incluye un husillo principal accionado y una serie de husillos planetarios que rotan alrededor del husillo principal dentro del cilindro de rodillo con un engranaje helicoidal interno. La velocidad de rotación del husillo principal y, por lo tanto, la velocidad de rotación de los husillos planetarios, puede variarse y es un parámetro que debe controlarse durante el proceso de mezcla. Las materias circulan entre el husillo principal y planetario o entre los husillos planetarios y el engranaje helicoidal de la sección de rodillos, de modo que las materias se dispersen para formar una composición homogénea.

Puede variarse el número de husillos planetarios que rotan en cada cilindro de rodillo y, por lo tanto, adaptarlo a los requisitos del proceso. El número de husillos influye en el volumen libre dentro de la extrusora de rodillos planetarios, el tiempo de permanencia del material en el proceso y también determina el área superficial para el intercambio de calor y de material. A través de la energía dispersiva introducida, el número de husillos planetarios tiene una influencia en el resultado de la mezcla. Dado un diámetro constante del cilindro de rodillo, un número mayor de husillos permite una mejor homogeneización y dispersión o, respectivamente, una mayor producción.

El número máximo de husillos planetarios que puede instalarse entre el husillo principal y el cilindro de rodillo depende del diámetro del cilindro de rodillo y del diámetro de los husillos planetarios utilizados. Cuando se utilizan rodillos de un diámetro relativamente grande, como los necesarios para obtener una producción de gran escala, y/o diámetros relativamente pequeños para los husillos planetarios, en los cilindros de rodillos pueden incluirse un número relativamente elevado de husillos planetarios. Para un rodillo con un diámetro de D=70 mm, normalmente se utilizan hasta siete husillos planetarios, mientras que para un rodillo con un diámetro de D=200 mm pueden utilizarse diez, por ejemplo, y un rodillo con un diámetro de D=400 mm 24 husillos planetarios, por ejemplo. No obstante, estos ejemplos no son en modo alguno restrictivos para aquellos expertos en la materia. Por ejemplo, si el diámetro del husillo principal es menor que el de un husillo principal de mayor tamaño, puede aumentarse el número de husillos planetarios.

En la Patente Estadounidense 6506447 B1 se presenta un proceso para la producción continua sin disolventes y sin masticación de composiciones autoadhesivas basadas en elastómeros no termoplásticos en un aparato de funcionamiento continuo.

En la patente WO 99/42276 A1 se presenta un método para la producción continua con disolventes y sin masticación 5 de materiales autoadhesivos basados en elastómeros no termoplásticos en una unidad de trabajo continuo con una parte de llenado y una de mezcla.

En la Patente Estadounidense US 5536462 A se presenta un proceso para la extrusión de un perfil de PVC rígido, distinto de una tubería, en una extrusora de doble tornillo cónico equipada con tornillos con un alto nivel de cizalla.

Según la presente invención se proporciona un proceso para la preparación de un adhesivo, cuyo proceso consiste en los pasos de: a.) introducir materias primas primarias que comprenden un elastómero no termoplástico en una sección de alimentación de una extrusora de rodillos planetarios;

b.) transportar las materias primas primarias desde la sección de alimentación hasta una sección de mezcla de la extrusora de rodillos planetarios; c.) mezclar las materias primas primarias en la sección de mezcla, en donde la sección de mezcla comprende un husillo principal rodeado y engranado a una pluralidad de husillos planetarios en donde al menos uno de los husillos planetarios es un doble husillo de mezcla transversal que comprende una pluralidad de filetes helicoidales de corte tangencial y la masticación del elastómero no termoplástico ocurre en su interior; d.) producir una composición adhesiva homogénea; y e.) aplicar la composición adhesiva a un material en forma de banda continua.

Ventajosamente, la sección de mezcla comprende de 3 a 24 husillos planetarios.

Convenientemente, la sección de mezcla comprende además husillos planetarios que tienen filetes helicoidales completos.

Preferentemente, los dobles husillos de mezcla transversales suman más del 20 por ciento del número total de los 30 husillos planetarios presentes en la sección de mezcla.

Convenientemente, la sección de mezcla comprende dos veces más dobles husillos transversales que los husillos con filetes helicoidales completos.

Ventajosamente, el proceso consiste además en añadir materias primas secundarias en la sección de mezcla.

Preferentemente, las materias primas secundarias comprenden materias primas sólidas seleccionadas del grupo que consiste en elastómeros termoplásticos, resinas taquificantes, expansores, activadores, reticuladores, colorantes, y mezclas de los mismos.

Convenientemente, las materias primas secundarias comprenden materias primas líquidas seleccionadas del grupo que consiste en elastómeros líquidos, resinas fundidas, aceites, disolventes, y mezclas de los mismos.

Preferentemente el disolvente se selecciona del grupo que consiste en acetona, tolueno, hexano, heptano, y mezclas de los mismos.

Ventajosamente, la sección de mezcla comprende una pluralidad de secciones de hileras de rodillos.

Preferentemente, cada sección de hileras comprende un doble husillo transversal.

Convenientemente, las materias primas primarias comprenden caucho natural y resina taquificante. 50 Ventajosamente, las materias primas primarias comprenden además un activador seleccionado del grupo que consiste en óxido de cinc, óxido de magnesio y combinaciones... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para la preparación de un adhesivo, cuyo proceso consiste en los pasos de: a) introducir materias primas primarias que comprenden un elastómero no termoplástico en una sección de 5 alimentación (12) de una extrusora de rodillos planetarios (10) ; b) transportar las materias primas primarias desde la sección de alimentación (12) hasta una sección de mezcla (14) de la extrusora de rodillos planetarios (10) ; c) mezclar las materias primas primarias en la sección de mezcla (14) , en donde la sección de mezcla (14) comprende un husillo principal (26) rodeado y engranado a una pluralidad de husillos planetarios (28, 30) , en donde 10 al menos uno de los husillos planetarios (28, 30) es un doble husillo de mezcla transversal (28) que comprende una pluralidad de filetes helicoidales de corte tangencial (28) , y la masticación del elastómero no termoplástico ocurre en su interior; d) producir una composición adhesiva homogénea; y

e) aplicar la composición adhesiva a un material en forma de banda continua. 15

2. El proceso de la reivindicación 1, en donde la sección de mezcla (14) comprende de 3 a 24 husillos planetarios (28, 30) .

3. El proceso de la reivindicación 1, en donde la sección de mezcla (14) comprende además husillos planetarios (28, 30) que tienen filetes helicoidales completos (30) .

4.El proceso de la reivindicación 3, en donde los dobles husillos de mezcla transversales (28) suman más del 20 por ciento del número total de los husillos planetarios (28, 30) presentes en la sección de mezcla (14) .

5.El proceso de la reivindicación 4, en donde la sección de retención (14) comprende dos veces más dobles husillos 25 transversales (28) que los husillos (30) que tienen filetes helicoidales Ml.

6.El proceso de la reivindicación 1, que además consiste en añadir materias primas secundarias en la sección de mezcla (14) .

7.El proceso de la reivindicación 6, en donde las materias primas secundarias comprenden materias primas sólidas seleccionadas del grupo que consiste en elastómeros termoplásticos, resinas taquificantes, expansores, activadores, reticuladores, colorantes, y mezclas de los mismos.

8.El proceso de la reivindicación 6, en donde las materias primas secundarias comprenden materias primas líquidas 35 seleccionadas del grupo que consiste en elastómeros líquidos, resinas fundidas, aceites, disolventes, y mezclas de los mismos.

9.El proceso de la reivindicación 8, en donde el disolvente se selecciona del grupo que consiste en acetona, tolueno, hexano, heptano, y mezclas de los mismos.

10.El proceso de la reivindicación 1, en donde la sección de mezcla (14) comprende una pluralidad de secciones de hileras de rodillos (20a, 20b, 20c, 20d) .

11.El proceso de la reivindicación 10, en donde cada sección de hilera (20a, 20b, 20c, 20d) comprende un doble 45 husillo transversal (28) .

12.El proceso de la reivindicación 1, en donde las materias primas primarias comprenden caucho natural y resina taquificante.

13.El proceso de la reivindicación 11, en donde las materias primas primarias comprenden además un activador seleccionado del grupo que consiste en óxido de cinc, óxido de magnesio y combinaciones de los mismos y un expansor seleccionado del grupo que consiste en arcillas, carbonato de calcio, talco, hidratos de aluminio y combinaciones de los mismos.

14.El proceso de la reivindicación 1, en donde el elastómero se mastica de modo que el peso molecular se reduzca a menos de 1.000.000 medido por GPC.

15.El proceso de la reivindicación 1, en donde el elastómero no termoplástico se selecciona del grupo que consiste en caucho natural, poliisopreno sintético, caucho estireno-butadieno, caucho butílico, caucho poliisobutileno, y 60 combinaciones de los mismos.

16.El proceso de la reivindicación 1, en donde el paso de aplicar la composición adhesiva a un material en forma de banda continua comprende un proceso de revestimiento seleccionado del grupo que consiste en un revestimiento con boquilla de ranura ancha, rodillos invertidos, revestimiento con rodillo sobre rodillo y revestimiento con cuchilla sobre rodillo.

17.El proceso de la reivindicación 16, en donde el proceso de revestimiento consiste en un revestimiento con boquilla de ranura ancha utilizando una boquilla de labio giratorio (40) o una boquilla de contacto de labio fijo.

18.El proceso de la reivindicación 1, que además consiste en: 10 f) reticular la composición adhesiva.

19.El proceso de la reivindicación 18, en donde el paso f consiste en reticular la composición adhesiva mediante un proceso seleccionado del grupo que consiste en la reticulación por haz de electrones, reticulación por UV, reticulación térmica y/o química y combinaciones de las mismas.


 

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