BR112018072308B1

BR112018072308B1 - METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING OBJECTS MADE OF POLYMERIC MATERIAL

Info

Publication number: BR112018072308B1
Application number: BR112018072308-8A
Authority: BR
Inventors: Fiorenzo Parrinello; Fabrizio Pucci
Original assignee: Sacmi Cooperativa Meccanici Imola Societa' Cooperativa
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2023-06-20

Abstract

Aparelho para produzir um objeto a partir de um material polimérico possuindo uma temperatura de fusão (TF) compreende:- um dispositivo de fusão (2) para fundir o material polimérico,- um permutador de calor (6) para arrefecer o material polimérico fundido pelo dispositivo de fusão (2) abaixo da temperatura de fusão (TF),- um molde disposto a jusante do permutador de calor (6) para formar o objeto a partir do material polimérico, enquanto o material polimérico tem uma temperatura inferior à referida temperatura de fusão (TF),- um dispositivo de recuperação de calor (16) associado ao permutador de calor (6), o dispositivo de recuperação de calor (16) sendo configurado para recuperar pelo menos parte do calor liberado pelo material polimérico para o permutador de calor (6).Apparatus for producing an object from a polymeric material having a melting temperature (TF) comprising:- a melter (2) for melting the polymeric material,- a heat exchanger (6) for cooling the molten polymeric material by melting device (2) below the melting temperature (TF),- a mold arranged downstream of the heat exchanger (6) to form the object from the polymeric material, while the polymeric material has a temperature lower than said melting temperature fusion (TF), - a heat recovery device (16) associated with the heat exchanger (6), the heat recovery device (16) being configured to recover at least part of the heat released by the polymeric material to the heat exchanger heat (6).

Description

[0001] A invenção refere-se a um método e a um aparelho para produzir objetos feitos a partir de material polimérico, particularmente por meio de moldagem por compressão.[0001] The invention relates to a method and an apparatus for producing objects made from polymeric material, particularly by means of compression molding.

[0002] Os objetos que podem ser produzidos por meio do método e do aparelho de acordo com a invenção podem, por exemplo, compreender tampas para recipientes, pré- formas para obter recipientes por meio de moldagem por sopro ou moldagem por sopro por estiramento, ou recipientes.[0002] The objects that can be produced by means of the method and apparatus according to the invention may, for example, comprise lids for containers, preforms for obtaining containers by means of blow molding or stretch blow molding, or containers.

[0003] O material polimérico que pode ser processado por meio do método e do aparelho de acordo com a invenção pode ser qualquer material utilizável em moldagem por compressão, em particular um material semicristalino tal como polipropileno (PP), polietileno de alta densidade (HDPE) ou tereftalato de polietileno (PET). Mais geralmente, o método e o aparelho de acordo com a invenção podem ser utilizados para processar qualquer material polimérico que tenha uma temperatura de fusão superior à sua temperatura de cristalização e/ou temperatura de transição vítrea.[0003] The polymeric material that can be processed by means of the method and apparatus according to the invention can be any material usable in compression molding, in particular a semi-crystalline material such as polypropylene (PP), high-density polyethylene (HDPE ) or polyethylene terephthalate (PET). More generally, the method and apparatus according to the invention can be used to process any polymeric material that has a melting temperature higher than its crystallization temperature and/or glass transition temperature.

[0004] Convencional mente, os objetos obtidos por materiais poliméricos semicristalinos de moldagem por compressão são produzidos por inserção, em um molde, de uma dose de material polimérico possuindo uma temperatura superior à respectiva temperatura de fusão. A dose é conformada entre um elemento macho e um elemento fêmea do molde, de modo a obter o objeto desejado, o qual é então arrefecido dentro do molde e finalmente extraído do último.[0004] Conventionally, objects obtained by compression molding semi-crystalline polymeric materials are produced by inserting, in a mold, a dose of polymeric material having a temperature higher than the respective melting temperature. The dose is formed between a male and a female element of the mold, in order to obtain the desired object, which is then cooled inside the mold and finally extracted from the latter.

[0005] O documento EP 1265736 descreve um método para produzir um objeto por moldagem por compressão de um material polimérico semicristalino, no qual o material polimérico é aquecido, dentro de uma extrusora, até que o material polimérico atinja uma temperatura superior à respectiva temperatura de fusão. Subsequentemente, o material polimérico é arrefecido a uma temperatura de trabalho inferior à temperatura de fusão, mas superior à temperatura inicial de cristalização, na qual a cristalização inicia durante o arrefecimento. A partir do material polimérico assim arrefecido, as doses são obtidas com uma massa preestabelecida. Estas doses são introduzidas nos respectivos moldes nos quais eles são conformados entre um elemento macho e um elemento fêmea. Enquanto o material polimérico está sendo conformado no molde, sua temperatura é mantida a um valor próximo da temperatura inicial de cristalização. Subsequentemente, o objeto obtido pela conformação do material polimérico é arrefecido e então extraído do molde.[0005] Document EP 1265736 describes a method for producing an object by compression molding a semicrystalline polymeric material, in which the polymeric material is heated, inside an extruder, until the polymeric material reaches a temperature higher than the respective temperature of Fusion. Subsequently, the polymeric material is cooled to a working temperature lower than the melting temperature, but higher than the initial crystallization temperature, at which crystallization starts during cooling. From the thus cooled polymeric material, doses are obtained with a pre-established mass. These doses are introduced into the respective molds in which they are formed between a male element and a female element. While the polymeric material is being shaped in the mold, its temperature is maintained at a value close to the initial crystallization temperature. Subsequently, the object obtained by forming the polymeric material is cooled and then extracted from the mold.

[0006] O método descrito na EP 1265736 permite que o tempo de ciclo seja reduzido se comparado com os métodos convencionais em que a dose foi introduzida dentro do molde a uma temperatura superior à temperatura de fusão. Introduzindo a dose de material polimérico no molde a uma temperatura de trabalho que é inferior à temperatura de fusão, mas um pouco mais alta que a temperatura inicial de cristalização, há uma redução no tempo necessário para arrefecer o objeto moldado a partir da temperatura de trabalho para uma temperatura na qual o objeto moldado pode ser extraído do molde sem ser danificado.[0006] The method described in EP 1265736 allows the cycle time to be reduced compared to conventional methods in which the dose was introduced into the mold at a temperature higher than the melting temperature. Introducing the dose of polymeric material into the mold at a working temperature that is lower than the melting temperature, but slightly higher than the initial crystallization temperature, there is a reduction in the time required to cool the molded object from the working temperature. to a temperature at which the molded object can be extracted from the mold without being damaged.

[0007] No entanto, o método descrito no documento EP 1265736 pode ainda ser melhorado, acima de tudo, no que diz respeito à eficiência de energia do aparelho utilizado para realizar esse método.[0007] However, the method described in EP 1265736 can still be improved, above all with regard to the energy efficiency of the apparatus used to carry out this method.

[0008] O documento WO 01/66327 descreve um aparelho para a produção de um objeto em material polimérico com uma temperatura de fusão, o aparelho compreendendo: uma extrusora para fundir o material polimérico; um misturador estático de troca térmica para resfriar o material polimérico; e um molde disposto a jusante do misturador estático de troca térmica. Este documento não cita o que ocorre com o fluido de refrigeração que circula pelo misturador estático após o fluido de refrigeração ter reduzido a temperatura do material polimérico.[0008] WO 01/66327 describes an apparatus for producing an object of polymeric material with a melting temperature, the apparatus comprising: an extruder for melting the polymeric material; a heat exchange static mixer for cooling the polymeric material; and a mold disposed downstream of the thermal exchange static mixer. This document does not mention what happens to the coolant flowing through the static mixer after the coolant has reduced the temperature of the polymeric material.

[0009] O documento EP 2266777 descreve um equipamento de injeção compreendendo um molde lateral fixo e um móvel no qual são formadas passagens para um meio térmico Um equipamento de regulação de temperatura é associado as partes do molde. Este é ligado as passagem por meio de dutos de alimentação e de retorno. Um trocador térmico de recuperação de calor é interposto entre os dutos de retorno. O calor recuperado pelo trocador térmico é empregado no pré-aquecimento da resina contida na tremonha a montante do cilindro de injeção.[0009] Document EP 2266777 describes an injection equipment comprising a fixed lateral mold and a movable one in which passages for a thermal medium are formed. Temperature regulation equipment is associated with the mold parts. This is connected to the passages by means of supply and return ducts. A heat recovery heat exchanger is interposed between the return ducts. The heat recovered by the heat exchanger is used to preheat the resin contained in the hopper upstream of the injection cylinder.

[0010] O documento JP 2009/208261 descreve uma injetora comprendendo uma tremonha para a resina e para alimenta-la a um cilindro de injeção. Meios de recuperação de calor guiam o calor gerado na injetora para a tremonha, na forma de ar quente.[0010] Document JP 2009/208261 describes an injection molding machine comprising a hopper for the resin and for feeding it to an injection cylinder. Heat recovery means guide the heat generated in the injection molding machine to the hopper in the form of hot air.

[0011] O documento JP 2005/007736 descreve um dispositivo de ajuste de temperatura compreendendo uma bomba térmica a qual transfere calor de um meio refrigerante a um meio de aquecimento via circulação de dióxido de carbono como meio operacional.[0011] Document JP 2005/007736 describes a temperature adjustment device comprising a heat pump which transfers heat from a cooling medium to a heating medium via the circulation of carbon dioxide as an operating medium.

[0012] O documento EP 2447037 descreve um dispositivo para condicionar pré- formas de plástico e um método de manufatura. Um dispositivo de alimentação fornece as pré-formas enquanto que um equipamento de descarga as descarrega. Uma unidade de transporte transporta as pré-formas de plástico do dispositivo de alimentação para a unidade de descarga enquanto a temperatura das pré-formas de plástico é mantida constante durante um período de tempo.[0012] Document EP 2447037 describes a device for conditioning plastic preforms and a manufacturing method. A feeding device delivers the preforms while a discharging device unloads them. A transport unit transports the plastic preforms from the feeding device to the discharge unit while the temperature of the plastic preforms is kept constant over a period of time.

[0013] O documento US 2012/0256341 e o WO 2010/072361, da mesma família, descreve um dispositivo para granular plástico, no qual o plástico fundido é alimentado por uma linha de alimentação para uma câmara de processamento, ou granulador submerso. Nesta, o plástico passa através de uma placa perfurada e cortado por um rotor de corte para se obter um granulado. O dispositivo ainda compreende uma seção de refrigeração para resfriar a mistura de granulados, um fluido de processamento para resfriar a mistura e um trocador térmico para recuperar a energia térmica contida no fluído de processamento.[0013] Document US 2012/0256341 and WO 2010/072361, from the same family, describe a device for granulating plastic, in which molten plastic is fed through a feed line to a processing chamber, or submerged granulator. In this, the plastic passes through a perforated plate and is cut by a cutting rotor to obtain a granulate. The device further comprises a cooling section to cool the mixture of granulates, a processing fluid to cool the mixture and a heat exchanger to recover the thermal energy contained in the processing fluid.

[0014] O documento US 2010/0170659 descreve um dispositivo para o pré- aquecimento de materiais moldáveis, antes da moldagem, utilizando o calor recuperado do processo de moldagem.[0014] Document US 2010/0170659 describes a device for preheating moldable materials, before molding, using heat recovered from the molding process.

[0015] O documento US 2014/0239530 descreve uma linha de extrusão parta extrusar perfis. A linha de extrusão compreende uma extrusora dotada de um molde de extrusão para conformar os perfis, além de dispositivos de calibração e de resfriamento.[0015] Document US 2014/0239530 describes an extrusion line for extruding profiles. The extrusion line comprises an extruder equipped with an extrusion mold to shape the profiles, in addition to calibration and cooling devices.

[0016] O documento US 4305902 descreve um dispositivo para a produção de um objeto a partir de um material polimérico com uma temperatura de fusão. O dispositivo compreende um trocador de calor dotado de passagens de refrigeração para um fluido de troca térmica que resfria o material polimérico; e regiões de injeção por sopro disposta a jusante do trocador de alor.[0016] Document US 4305902 describes a device for producing an object from a polymeric material with a melting temperature. The device comprises a heat exchanger provided with cooling passages for a heat exchange fluid which cools the polymeric material; and blown injection regions arranged downstream of the alor exchanger.

[0017] O documento WO 2008/097880 e o US 2010/0129622, da mesma família, descrevem um dispositivo para produzir coberturas matizadas a cobertura apresentando riscas ou ondas em uma matriz não clara e não opaca, com o dispositivo apresentando uma região de alimentação por fuso para fundir o material misturado; um trocador de calor para resfriar o material; e um região de pós-formação para formar a fase opaca da matriz a jusante da região de resfriamento.[0017] Document WO 2008/097880 and US 2010/0129622, of the same family, describe a device for producing tinted coatings the coverage having stripes or waves in a non-clear and non-opaque matrix, with the device having a feed region by melting to melt the mixed material; a heat exchanger to cool the material; and a post-forming region for forming the opaque phase of the matrix downstream of the cooling region.

[0018] O documento US 2008/0268141 descreve um dispositivo para a formação de uma folha sobre um membro alongado, com o dispositivo compreendendo uma extrusora para fundir o material polimérico, um trocador de calor para resfriar o material polimérico e um cabeço conectado a jusante do trocador de calor para realizar um membro alongado com uma folha envolvendo o membro alongado.[0018] Document US 2008/0268141 describes a device for forming a sheet on an elongated member, with the device comprising an extruder for melting the polymeric material, a heat exchanger for cooling the polymeric material and a header connected downstream of the heat exchanger to make an elongated member with a sheet surrounding the elongated member.

[0019] O documento EP 0807011 descreve um dispositivo para formar um produto oco a partir de um material termoplástico, o dispositivo compreendendo uma extrusora aquecida par fundir o material polimérico, um dispositivo de refrigeração para fazer passar um meio refrigerante internamente ao produto, e uma região de conformação do produto.[0019] Document EP 0807011 describes a device for forming a hollow product from a thermoplastic material, the device comprising an extruder heated to melt the polymeric material, a cooling device for passing a cooling medium internally to the product, and a product conformation region.

[0020] O documento CN 202114890U descreve uma injetora compreendendo um aquecedor disposto em um cilindro de fusão para fundir o plástico e um tambor de secagem para desumidificar e secar o plástico. O ar quente proveniente do tambor de secagem, que contém certa quantidade de particulados e poeira, é desumidificado e filtrado. Parte deste ar é enviado para o cilindro de fusão e é aquecido pelo calor gerado pelo aquecedor da injetora antes de ser enviado de volta para o tambor de secagem.[0020] Document CN 202114890U describes an injection molding machine comprising a heater arranged in a melting cylinder to melt the plastic and a drying drum to dehumidify and dry the plastic. The hot air from the drying drum, which contains a certain amount of particulates and dust, is dehumidified and filtered. Part of this air is sent to the melting cylinder and is heated by the heat generated by the injector heater before being sent back to the drying drum.

[0021] O documento WO 2008/064140 descreve uma linha de extrusão compreendendo uma extrusora dotada de um molde de extrusão para conformar uma forma predeterminada, e uma mesa de calibração incluindo um ou mais calibradores, apta a dispersar o calor por condução do extrudado.[0021] Document WO 2008/064140 describes an extrusion line comprising an extruder equipped with an extrusion die to conform a predetermined shape, and a calibration table including one or more calibrators, capable of dispersing heat by conducting the extrudate.

[0022] O documento US 2007/001339 descreve um dispositivo para a produção de pellets de resinas plásticas e aditivos, compreendendo uma extrusora para fundir a resina plástica e os aditivos adicionados, e um molde em uma extremidade da extrusora. A jusante do molde é previsto um peletizador submerso para obter os pellets do extrudado por meio do corte imediatamente após o extrudado passar pelo molde. A água quente que deixa o peletizador flui para a camisa de um agitador que que aquece o plástico que está sendo misturado no agitador. A água quente então passa por um trocador de calor, no qual é resfriada antes de ser reenviada para o peletizador.[0022] Document US 2007/001339 describes a device for producing pellets of plastic resins and additives, comprising an extruder for melting the plastic resin and the added additives, and a mold at one end of the extruder. Downstream of the mold, a submerged pelletizer is provided to obtain the pellets from the extrudate by means of cutting immediately after the extrudate passes through the mould. Hot water leaving the pelletizer flows into the jacket of an agitator which heats the plastic being mixed in the agitator. The hot water then passes through a heat exchanger, where it is cooled before being sent back to the pelletizer.

[0023] O documento EP 2918388 descreve um sistema para reciclar material em plástico expandido, compreendendo: uma unidade extrusora para fundir o produto bruto em fluxo, o qual contém um primeiro agente de expansão, de modo a formar um material plástico expandido fundido; uma unidade misturador e trocador de calor para resfriar o material plástico expandido fundido; uma bomba em comunicação com as unidades anteriores para controlar a pressão de fusão do material plástico expandido fundido; e uma unidade de injeção para moldar o material plástico expandido fundido de modo a formar um produto expandido moldado.[0023] EP 2918388 describes a system for recycling expanded plastics material, comprising: an extruder unit for melting the flowing raw product, which contains a first blowing agent, to form a molten expanded plastics material; a mixing unit and heat exchanger to cool the molten expanded plastic material; a pump in communication with the above units to control the melting pressure of the molten expanded plastic material; and an injection unit for molding the molten expanded plastics material to form a molded expanded product.

[0024] Um objetivo da invenção é melhorar os métodos e os aparelhos para produzir objetos, em particular por doses de moldagem por compressão de material polimérico, especialmente material termoplástico semicristalino.[0024] An object of the invention is to improve methods and apparatus for producing objects, in particular by compression molding doses of polymeric material, especially semi-crystalline thermoplastic material.

[0025] Um objetivo é aumentar a eficiência de energia dos métodos e dos aparelhos para produzir objetos, em particular por doses de moldagem por compressão de material polimérico, especialmente material termoplástico semicristalino.[0025] One objective is to increase the energy efficiency of methods and apparatus for producing objects, in particular by compression molding doses of polymeric material, especially semi-crystalline thermoplastic material.

[0026] Outro objetivo é prover um método e um aparelho que permitam acelerar a produção de objetos feitos de material polimérico, particularmente por meio de moldagem por compressão, assegurando simultaneamente uma economia de energia em relação ao estado da técnica.[0026] Another objective is to provide a method and an apparatus that allow accelerating the production of objects made of polymeric material, particularly by means of compression molding, while ensuring energy savings in relation to the state of the art.

[0027] Em um primeiro aspecto da invenção, é provido um aparelho para produzir um objeto a partir de um material polimérico com uma temperatura de fusão, o aparelho compreendendo: - um dispositivo de fusão para fundir o material polimérico; - um permutador de calor para arrefecer o material polimérico fundido pelo dispositivo de fusão abaixo da temperatura de fusão; - um molde para formar o objeto a partir do material polimérico, enquanto o segundo tem uma temperatura inferior à referida temperatura de fusão, caracterizado por o aparelho compreender ainda um dispositivo de recuperação de calor associado ao permutador de calor, o dispositivo de recuperação de calor sendo configurado para recuperar pelo menos parte do calor liberado pelo material polimérico para o permutador de calor.[0027] In a first aspect of the invention, an apparatus is provided for producing an object from a polymeric material with a melting temperature, the apparatus comprising: - a melter for melting the polymeric material; - a heat exchanger for cooling the polymeric material melted by the melter below the melting temperature; - a mold for forming the object from the polymeric material, while the second has a temperature lower than said melting temperature, characterized in that the apparatus further comprises a heat recovery device associated with the heat exchanger, the heat recovery device being configured to recover at least part of the heat released by the polymeric material to the heat exchanger.

[0028] O dispositivo de recuperação de calor permite que pelo menos parte do calor liberado pelo material polimérico fundido no permutador de calor seja disponibilizado para uso posterior, impedindo assim que esta parte do calor seja dispersa no ambiente. Assim, é possível obter um aparelho com alta eficiência de energia.[0028] The heat recovery device allows at least part of the heat released by the molten polymeric material in the heat exchanger to be made available for later use, thus preventing this part of the heat from being dispersed into the environment. Thus, it is possible to obtain a device with high energy efficiency.

[0029] Em outras palavras, tira-se partido do fato de o material polimérico ser arrefecido entre o dispositivo de fusão e o molde, a fim de recuperar pelo menos parcialmente o calor liberado pelo material polimérico, de modo que o calor recuperado possa ser endereçado a outros usos.[0029] In other words, it takes advantage of the fact that the polymeric material is cooled between the melter and the mold, in order to at least partially recover the heat released by the polymeric material, so that the recovered heat can be addressed to other uses.

[0030] Além disso, o aparelho de acordo com o primeiro aspecto da invenção permite que a produtividade seja consideravelmente aumentada em relação aos aparelhos conhecidos. Em particular, o tempo necessário para produzir um objeto feito de material polimérico conformando o material polimérico no interior do molde, é drasticamente reduzido em relação ao estado da técnica.[0030] Furthermore, the apparatus according to the first aspect of the invention allows the productivity to be considerably increased over known apparatuses. In particular, the time required to produce an object made of polymeric material by conforming the polymeric material inside the mold is drastically reduced compared to the state of the art.

[0031] De fato, ao inserir o material polimérico no molde a uma temperatura inferior à temperatura de fusão, verifica-se uma diminuição no tempo necessário para arrefecer o objeto formado a uma temperatura na qual ele pode ser manuseado e depois extraído do molde sem sofrer danos. Portanto, há uma redução do tempo de ciclo.[0031] In fact, by inserting the polymeric material into the mold at a temperature lower than the melting temperature, there is a decrease in the time required to cool the formed object to a temperature at which it can be handled and then extracted from the mold without suffer damage. Therefore, there is a reduction in cycle time.

[0032] Em uma modalidade, o dispositivo de recuperação de calor está configurado para disponibilizar o calor recuperado para uso posterior no referido aparelho.[0032] In one embodiment, the heat recovery device is configured to make the recovered heat available for later use in said apparatus.

[0033] Desta forma, é possível diminuir a quantidade de energia que deve ser fornecida ao aparelho a partir do exterior para permitir que o aparelho funcione adequadamente.[0033] In this way, it is possible to decrease the amount of energy that must be supplied to the appliance from the outside to allow the appliance to function properly.

[0034] Nem uma modalidade, o dispositivo de recuperação de calor está conectado a um dispositivo de preaquecimento para preaquecimento de grânulos do referido material polimérico a montante do dispositivo de fusão.[0034] In one embodiment, the heat recovery device is connected to a preheating device for preheating granules of said polymeric material upstream of the melting device.

[0035] Deste modo, há uma redução na energia que deve ser fornecida ao dispositivo de fusão, para que o dispositivo de fusão possa fundir o material polimérico. Com efeito, o dispositivo de fusão recebe os grânulos de material polimérico a uma temperatura superior à temperatura ambiente, o que implica uma redução do calor que deve ser fornecido aos grânulos para os levar ao ponto de fusão.[0035] In this way, there is a reduction in the energy that must be supplied to the melter, so that the melter can melt the polymeric material. Indeed, the melting device receives the granules of polymeric material at a temperature higher than the ambient temperature, which implies a reduction in the heat that must be supplied to the granules to bring them to the melting point.

[0036] Em uma modalidade, o dispositivo de recuperação de calor é conectado ao dispositivo de fusão de modo a liberar calor diretamente para o dispositivo de fusão.[0036] In one embodiment, the heat recovery device is connected to the melter so as to release heat directly to the melter.

[0037] Também neste caso, a energia que precisa ser fornecida de fora do aparelho para o dispositivo de fusão é diminuída, uma vez que uma parte do calor necessário para fundir o material polimérico no dispositivo de fusão é recuperada do calor que o material polimérico fundido libera para o permutador de calor.[0037] Also in this case, the energy that needs to be supplied from outside the apparatus to the melter is decreased, since a part of the heat required to melt the polymeric material in the melter is recovered from the heat that the polymeric material molten releases to the heat exchanger.

[0038] Em uma modalidade, o molde é configurado para moldar por compressão o objeto a partir de uma dose do material polimérico.[0038] In one embodiment, the mold is configured to compression mold the object from a dose of the polymeric material.

[0039] Em particular, o aparelho pode compreender um elemento de separação para separar uma dose de material polimérico de um fluxo de material polimérico proveniente do permutador de calor.[0039] In particular, the apparatus may comprise a separating element for separating a dose of polymeric material from a flow of polymeric material from the heat exchanger.

[0040] Em um segundo aspecto da invenção, é provido um método para produzir um objeto a partir de um material polimérico com uma temperatura de fusão, o método compreendendo as etapas de: - fundir o material polimérico, - arrefecer o material polimérico fundido abaixo da temperatura de fusão, - formar o objeto a partir do material polimérico, enquanto o último tem uma temperatura inferior à referida temperatura de fusão, caracterizado por pelo menos parte do calor liberado pelo material polimérico durante a referida etapa de arrefecimento, o material polimérico fundido ser recuperado e disponibilizado para utilização posterior.[0040] In a second aspect of the invention, a method is provided for producing an object from a polymeric material with a melting temperature, the method comprising the steps of: - melting the polymeric material, - cooling the molten polymeric material below of the melting temperature, - forming the object from the polymeric material, while the latter has a temperature lower than said melting temperature, characterized by at least part of the heat released by the polymeric material during said cooling step, the molten polymeric material retrieved and made available for further use.

[0041] O método provido pelo segundo aspecto da invenção permite obter as vantagens, em termos de eficiência de energia e diminuição do tempo de ciclo, que foram descritas acima com referência ao aparelho de acordo com o primeiro aspecto da invenção.[0041] The method provided by the second aspect of the invention allows to obtain the advantages, in terms of energy efficiency and cycle time reduction, which have been described above with reference to the apparatus according to the first aspect of the invention.

[0042] A invenção pode ser melhor compreendida e realizada com referência aos desenhos anexos, que ilustram uma modalidade exemplificativa e não limitativa da mesma, na qual: - A figura 1 é uma vista esquemática de um aparelho para produzir objetos por moldagem por compressão; - A figura 2 é um gráfico que mostra como a cristalização de um tipo particular de polipropileno varia em função do tempo; - A figura 3 é um gráfico que mostra, para o polipropileno da figura 2, como a porcentagem de massa cristalizada varia em função do tempo; - A figura 4 é um gráfico que mostra, para o polipropileno da figura 2, como o tempo necessário para obter a cristalização de 50% da massa do material varia em função da temperatura; e - A figura 5 é um gráfico que mostra esquematicamente como a temperatura de um material polimérico varia, no aparelho da figura 1, em função do tempo.[0042] The invention can be better understood and carried out with reference to the attached drawings, which illustrate an exemplary and non-limiting embodiment thereof, in which: - Figure 1 is a schematic view of an apparatus for producing objects by compression molding; - Figure 2 is a graph showing how the crystallization of a particular type of polypropylene varies as a function of time; - Figure 3 is a graph that shows, for the polypropylene in figure 2, how the percentage of crystallized mass varies as a function of time; - Figure 4 is a graph showing, for the polypropylene in Figure 2, how the time required to obtain the crystallization of 50% of the mass of the material varies as a function of temperature; and - Figure 5 is a graph that schematically shows how the temperature of a polymeric material varies, in the apparatus of Figure 1, as a function of time.

[0043] A figura 1 mostra um aparelho 1 para produzir um objeto por moldagem por compressão de uma dose de material polimérico.[0043] Figure 1 shows an apparatus 1 for producing an object by compression molding a dose of polymeric material.

[0044] O objeto produzido por meio do aparelho 1 pode ser uma tampa para um recipiente, ou um recipiente, ou uma pré-forma para obter um recipiente por meio de moldagem por sopro ou moldagem por sopro por estiramento, ou mais geralmente qualquer objeto com uma forma côncava ou plana.[0044] The object produced by means of the apparatus 1 can be a lid for a container, or a container, or a preform to obtain a container by means of blow molding or stretch blow molding, or more generally any object with a concave or flat shape.

[0045] O material polimérico utilizado pelo aparelho 1 pode ser qualquer material polimérico que possa ser moldado por compressão, em particular um material semicristalino tal como polipropileno (PP), polietileno de alta densidade (HDPE) ou tereftalato de polietileno (PET).[0045] The polymeric material used by apparatus 1 can be any polymeric material that can be compression molded, in particular a semi-crystalline material such as polypropylene (PP), high density polyethylene (HDPE) or polyethylene terephthalate (PET).

[0046] Materiais semicristalinos são materiais que exibem, no seu estado sólido, uma fração de massa cristalina e uma fração de massa amorfa.[0046] Semicrystalline materials are materials that exhibit, in their solid state, a crystalline mass fraction and an amorphous mass fraction.

[0047] Para materiais poliméricos semicristalinos, pode ser definida uma temperatura de fusão TF e uma temperatura de cristalização TC.[0047] For semicrystalline polymeric materials, a melting temperature TF and a crystallization temperature TC can be defined.

[0048] Em particular, a temperatura de fusão TF é a temperatura na qual um material polimérico que é aquecido passa do estado sólido para o estado fundido.[0048] In particular, the melting temperature TF is the temperature at which a polymeric material that is heated passes from the solid state to the molten state.

[0049] A temperatura de cristalização TC é a temperatura na qual uma fração do material cristaliza durante o arrefecimento. A temperatura de cristalização TC é inferior à temperatura de fusão TF.[0049] The crystallization temperature TC is the temperature at which a fraction of the material crystallizes during cooling. The crystallization temperature TC is lower than the melting temperature TF.

[0050] Para ser mais preciso, o processo de cristalização não ocorre a uma temperatura específica, mas dentro de um intervalo de temperatura que é definido entre uma temperatura inicial de cristalização TIC e uma temperatura final de cristalização TFC.[0050] To be more precise, the crystallization process does not take place at a specific temperature, but within a temperature range that is defined between an initial crystallization temperature TIC and a final crystallization temperature TFC.

[0051] Além disso, a temperatura de cristalização TC, bem como a diferença existente entre a temperatura inicial de cristalização TIC e a temperatura final de cristalização TFC, não são constantes para um dado material, mas dependem das condições segundo as quais o material é arrefecido. Em particular, quanto menor a temperatura a que o material polimérico fundido for mantido, mais rapidamente ocorre a sua cristalização. Além disso, quanto mais rapidamente o material polimérico fundido for manuseado, mais o intervalo de temperaturas em que ocorre a cristalização diminui.[0051] In addition, the crystallization temperature TC, as well as the difference between the initial crystallization temperature TIC and the final crystallization temperature TFC, are not constant for a given material, but depend on the conditions under which the material is cooled. In particular, the lower the temperature at which the molten polymeric material is maintained, the faster its crystallization occurs. Furthermore, the faster the molten polymeric material is handled, the more the range of temperatures over which crystallization occurs decreases.

[0052] Isto é confirmado pela figura 2, que mostra os resultados de uma análise realizada por calorimetria diferencial de varrimento (DSC) em amostras de polipropileno. As amostras de material analisadas foram levadas a uma temperatura superior à temperatura de fusão, temperatura na qual as amostras foram mantidas durante alguns minutos de modo a fundir todos os cristais ali presentes. As amostras foram então arrefecidas até uma temperatura predeterminada e mantidas a essa temperatura durante o tempo necessário para cada amostra ser cristalizada. Assim, os tempos e modos de cristalização foram testados para cada amostra.[0052] This is confirmed by figure 2, which shows the results of an analysis performed by differential scanning calorimetry (DSC) on polypropylene samples. The material samples analyzed were taken to a temperature above the melting temperature, a temperature at which the samples were kept for a few minutes in order to melt all the crystals present there. The samples were then cooled to a predetermined temperature and held at that temperature for the time required for each sample to crystallize. Thus, times and crystallization modes were tested for each sample.

[0053] A figura 2 mostra a energia liberada pelas amostras analisadas em função do tempo, durante a etapa de cristalização.[0053] Figure 2 shows the energy released by the analyzed samples as a function of time during the crystallization step.

[0054] Em particular, a curva indicada por A refere-se à amostra que foi arrefecida até à temperatura mais baixa, nomeadamente 108 °C. Nesta amostra, a cristalização ocorreu em um tempo mais curto e dentro de um intervalo de temperatura mais baixo do que as outras amostras analisadas. A curva A exibe um pico de cristalização exotérmica que é o mais estreito entre todas as amostras analisadas. Isto significa que a diferença entre a temperatura inicial de cristalização TIC e a temperatura final de cristalização TFC para essa amostra é mínima em relação a todas as outras amostras analisadas.[0054] In particular, the curve indicated by A refers to the sample that has been cooled down to the lowest temperature, namely 108°C. In this sample, crystallization occurred in a shorter time and within a lower temperature range than the other analyzed samples. Curve A displays an exothermic crystallization peak that is the narrowest among all analyzed samples. This means that the difference between the initial crystallization temperature TIC and the final crystallization temperature TFC for this sample is minimal compared to all other analyzed samples.

[0055] A curva referida com B é, em vez disso, relativa à amostra que foi arrefecida até à temperatura mais alta, isto é, a uma temperatura de 115 °C. Nesta amostra o processo de cristalização não ocorreu, pois a alta temperatura na qual a amostra foi mantida não permitiu a formação de cristais durante o período de tempo em que a amostra foi observada.[0055] The curve referred to with B is instead relative to the sample that has been cooled down to the highest temperature, i.e. to a temperature of 115 °C. In this sample, the crystallization process did not occur, since the high temperature at which the sample was kept did not allow the formation of crystals during the period of time in which the sample was observed.

[0056] Isso prova que o material polimérico cristaliza mais rapidamente se uma temperatura mais baixa for mantida.[0056] This proves that polymeric material crystallizes faster if a lower temperature is maintained.

[0057] Um raciocínio semelhante aplica-se ao processo de fusão e à temperatura de fusão relacionada.[0057] Similar reasoning applies to the melting process and the related melting temperature.

[0058] A figura 3, com base nos dados obtidos na figura 2, mostra como a porcentagem de massa cristalizada varia em uma amostra em função do tempo. Cada curva refere-se a uma temperatura diferente até cuja amostra ter sido resfriada, após o que a temperatura da amostra foi mantida constante. Em particular, a temperatura de cada amostra aumenta movendo-se da esquerda para a direita no gráfico. Observa-se que, quanto menor a temperatura na qual a amostra é resfriada, mais reduzido é o tempo necessário para que ocorra 100% de cristalização da massa da amostra.[0058] Figure 3, based on the data obtained in Figure 2, shows how the percentage of crystallized mass varies in a sample as a function of time. Each curve refers to a different temperature until the sample was cooled down, after which the sample temperature was held constant. In particular, the temperature of each sample increases by moving from left to right across the graph. It is observed that the lower the temperature at which the sample is cooled, the shorter the time required for 100% crystallization of the sample mass to occur.

[0059] Pode ser definido um tempo de semicristalização t1/2, que é o tempo necessário para uma amostra ter metade da sua massa cristalizada. A figura 4, com base nos dados das figuras 2 e 3, mostra o tempo de meia cristalização t1/2 em função da temperatura à qual a amostra foi mantida. Note-se que, após o aumento da temperatura à qual a amostra foi mantida, o tempo de semicristalização t1/2 aumenta.[0059] A semicrystallization time t1/2 can be defined, which is the time required for a sample to have half of its mass crystallized. Figure 4, based on the data from figures 2 and 3, shows the half-crystallization time t1/2 as a function of the temperature at which the sample was kept. Note that, after increasing the temperature at which the sample was kept, the semicrystallization time t1/2 increases.

[0060] Em resumo, o comportamento de um polímero semicristalino durante a sua fusão e cristalização não pode ser determinado univocamente, mas é afetado pelas condições de arrefecimento, após as quais o polímero é arrefecido. Em particular, quanto menor a temperatura a que o material polimérico fundido é mantido, mais rapidamente ocorre a cristalização.[0060] In summary, the behavior of a semicrystalline polymer during its melting and crystallization cannot be univocally determined, but is affected by the cooling conditions, after which the polymer is cooled. In particular, the lower the temperature at which the molten polymeric material is maintained, the faster crystallization occurs.

[0061] As considerações acima derivam de estudos sobre o comportamento de materiais poliméricos semicristalinos que foram realizados sob condições estáticas, ou seja, enquanto a amostra analisada não sofreu qualquer deformação. A cristalização que ocorre nessas condições é chamada de cristalização quiescente.[0061] The above considerations derive from studies on the behavior of semicrystalline polymeric materials that were carried out under static conditions, that is, while the analyzed sample did not undergo any deformation. Crystallization that occurs under these conditions is called quiescent crystallization.

[0062] No entanto, quando um material polimérico semicristalino está sujeito à deformação, como acontece quando o material polimérico é manuseado em uma máquina, por exemplo, para ser submetido à moldagem por compressão, ocorre um fenômeno denominado Cristalização Induzida por Fluxo. Enquanto o material flui, cristalitos anisotrópicos são formados, os quais são orientados na direção do fluxo, e isto modifica a cinética de cristalização do material em relação à condição sob a qual a única cristalização quiescente ocorre.[0062] However, when a semicrystalline polymeric material is subject to deformation, as happens when the polymeric material is handled in a machine, for example, to undergo compression molding, a phenomenon called Flow Induced Crystallization occurs. As the material flows, anisotropic crystallites are formed, which are oriented in the flow direction, and this modifies the crystallization kinetics of the material relative to the condition under which only quiescent crystallization occurs.

[0063] Quando um material polimérico é arrefecido abaixo da temperatura de fusão TF e ao mesmo tempo é deformado, a cristalização quiescente e a cristalização induzida por fluxo combinam-se, provocando assim uma cristalização global mais rápida do material.[0063] When a polymeric material is cooled below the melting temperature TF and at the same time is deformed, quiescent crystallization and flow-induced crystallization combine, thus causing a faster overall crystallization of the material.

[0064] Foi observado que, ao deslocar rapidamente um material polimérico fundido, a sua temperatura de cristalização diminui e o intervalo de temperatura dentro do qual ocorre a cristalização se estreita. Isto deve-se ao fato de, mantendo o material polimérico fundido em um estado agitado, as cadeias poliméricas do material polimérico têm menos capacidade de organização e solidificação em uma configuração ordenada.[0064] It has been observed that by rapidly displacing a molten polymeric material, its crystallization temperature decreases and the temperature range within which crystallization occurs narrows. This is because by keeping the molten polymeric material in an agitated state, the polymeric chains of the polymeric material are less able to organize and solidify into an ordered configuration.

[0065] Os fenômenos descritos acima podem ser utilizados para melhorar a moldagem por compressão de um polímero semicristalino, particularmente em um aparelho 1 do tipo mostrado na figura 1.[0065] The phenomena described above can be used to improve the compression molding of a semicrystalline polymer, particularly in an apparatus 1 of the type shown in figure 1.

[0066] O aparelho 1 compreende um dispositivo de fusão 2, que pode compreender um dispositivo extrusor 3, adequado para fusão e extrusão do material polimérico.[0066] The apparatus 1 comprises a melter 2, which may comprise an extruder device 3, suitable for melting and extruding the polymeric material.

[0067] A montante do dispositivo de fusão 2, é provido um recipiente de alimentação 4, o recipiente de alimentação 4 sendo adequado para conter uma quantidade de grânulos do material polimérico a ser processado para alimentar continuamente o dispositivo de fusão 2. Em particular, o recipiente de alimentação 4 pode ser conectado ao dispositivo de fusão 2 por meio de uma tremonha 5. Neste caso, os grânulos de material polimérico descem do recipiente de alimentação 4 para a tremonha 5 e, a partir daqui, para o dispositivo de fusão 2.[0067] Upstream of the melter 2, a feed container 4 is provided, the feed container 4 being suitable for containing a quantity of granules of the polymeric material to be processed to continuously feed the melter 2. In particular, the supply container 4 can be connected to the melter 2 via a hopper 5. In this case, the granules of polymeric material run down from the feed container 4 into the hopper 5 and from there to the melter 2 .

[0068] No dispositivo de fusão 2, o material polimérico é aquecido até atingir uma temperatura TM superior ou igual à temperatura de fusão TF. O material polimérico desta maneira passa do estado sólido granulado para o estado fundido.[0068] In the melter 2, the polymeric material is heated until it reaches a temperature TM greater than or equal to the melting temperature TF. The polymeric material in this way passes from the granular solid state to the molten state.

[0069] A jusante do dispositivo de fusão 2, é provida uma zona de arrefecimento que, no exemplo descrito, é definida dentro de um permutador de calor 6. A zona de arrefecimento está configurada para arrefecer o fluxo de material polimérico proveniente do dispositivo de fusão 2 para uma temperatura intermediária TINT inferior à temperatura de fusão TF, mas superior à temperatura de cristalização TC.[0069] Downstream of the melter 2, a cooling zone is provided which, in the example described, is defined within a heat exchanger 6. The cooling zone is configured to cool the flow of polymeric material from the melter 6. melting 2 for an intermediate temperature TINT lower than the melting temperature TF, but higher than the crystallization temperature TC.

[0070] O permutador de calor 6 pode compreender um misturador estático. Este último pode compreender um conduíte através do qual passa o material polimérico, no qual está disposto um elemento de mistura.[0070] The heat exchanger 6 may comprise a static mixer. The latter may comprise a conduit through which the polymeric material passes, in which a mixing element is arranged.

[0071] O elemento de mistura compreende uma pluralidade de barras de desvio dispostas em uma posição estacionária para homogeneizar o fluxo de material polimérico, tanto do ponto de vista térmico como, quando apropriado, do ponto de vista da composição. Em particular, as barras de desvio podem dividir o fluxo principal do material polimérico em uma pluralidade de fluxos secundários que se misturam um com o outro ao longo do seu percurso no interior do misturador estático.[0071] The mixing element comprises a plurality of diverter bars arranged in a stationary position to homogenize the flow of polymeric material, both from a thermal point of view and, where appropriate, from a compositional point of view. In particular, the diverter bars can divide the main flow of polymeric material into a plurality of secondary flows which mix with one another along their path within the static mixer.

[0072] O permutador de calor 6 pode estar associado a um circuito 17, no qual circula um fluido de condicionamento, por exemplo, óleo diatérmico, água, vapor ou outro, de modo a controlar a temperatura do fluxo de material polimérico a jusante do dispositivo de fusão 2.[0072] The heat exchanger 6 may be associated with a circuit 17, in which a conditioning fluid circulates, for example, diathermic oil, water, steam or other, in order to control the temperature of the flow of polymeric material downstream of the fusion device 2.

[0073] Mais em detalhe, o circuito 17 no qual circula o fluido de condicionamento pode compreender uma bobina 7, que envolve o conduíte no qual o material polimérico passa quando flui através do permutador de calor 6.[0073] In more detail, the circuit 17 in which the conditioning fluid circulates may comprise a coil 7, which surrounds the conduit in which the polymeric material passes when flowing through the heat exchanger 6.

[0074] No exemplo representado, o permutador 6 é um permutador de calor de contracorrente. Por outras palavras, o fluido de condicionamento entra na bobina 7 em um ponto disposto a jusante de um outro ponto a partir do qual o fluido de condicionamento sai da bobina 7, em relação a uma direção de avanço F de acordo com o qual o material polimérico avança no permutador de calor 6.[0074] In the example shown, the exchanger 6 is a countercurrent heat exchanger. In other words, the conditioning fluid enters the coil 7 at a point disposed downstream of another point from which the conditioning fluid leaves the coil 7, with respect to a direction of advance F according to which the material polymeric advances in heat exchanger 6.

[0075] Ao longo do circuito 17, no qual circula o fluido de condicionamento do permutador de calor 6, pode ser provido uma bomba 15 para movimentar o fluido de condicionamento na direção desejada.[0075] Along the circuit 17, in which the conditioning fluid of the heat exchanger 6 circulates, a pump 15 can be provided to move the conditioning fluid in the desired direction.

[0076] O aparelho 1 compreende ainda um dispositivo de recuperação de calor 16 configurado para cooperar com o permutador de calor 6. O dispositivo de recuperação de calor 16 está configurado para recuperar pelo menos parte do calor liberado pelo material polimérico fundido para o permutador de calor 6, de modo que o calor recuperado possa ser disponibilizado para uso posterior.[0076] The apparatus 1 further comprises a heat recovery device 16 configured to cooperate with the heat exchanger 6. The heat recovery device 16 is configured to recover at least part of the heat released by the molten polymeric material to the heat exchanger heat 6, so that recovered heat can be made available for later use.

[0077] Em particular, o calor recuperado pelo dispositivo de recuperação de calor 16 pode ser reutilizado no mesmo aparelho 1 no qual o dispositivo de recuperação de calor 16 é inserido, de modo a diminuir a quantidade de energia que deve ser provida a partir do exterior para permitir a operação do aparelho 1.[0077] In particular, the heat recovered by the heat recovery device 16 can be reused in the same apparatus 1 in which the heat recovery device 16 is inserted, so as to decrease the amount of energy that must be provided from the outside to allow the operation of the device 1.

[0078] O dispositivo de recuperação de calor 16 pode ser configurado como um permutador de calor de recuperação para remover calor do fluido de condicionamento que circula no circuito 17 associado ao permutador de calor 6. Tal fluido de condicionamento que arrefeceu o material polimérico vindo do dispositivo de fusão 2 a uma temperatura relativamente alta e pode aquecer um fluido recuperador de calor que circula no dispositivo de recuperação de calor 16.[0078] The heat recovery device 16 can be configured as a recovery heat exchanger to remove heat from the conditioning fluid circulating in the circuit 17 associated with the heat exchanger 6. Such conditioning fluid that cooled the polymeric material coming from the melter 2 at a relatively high temperature and can heat a heat recovery fluid circulating in the heat recovery device 16.

[0079] O dispositivo de recuperação de calor 16 pode, por exemplo, compreender um invólucro 18 que aloja um circuito de recuperação 19. No interior do invólucro 18, também está disposta uma parte do circuito 17 associada ao permutador de calor 6. O circuito 17 e o circuito de recuperação 19 podem ficar frente a frente, por exemplo, perto das respectivas bobinas, ou em qualquer caso, ser dispostas próximas umas das outras, de modo a permitir a passagem de calor do fluido de condicionamento que circula no circuito 17 para o fluido recuperador de calor que circula no dispositivo de recuperação de calor 16.[0079] The heat recovery device 16 may, for example, comprise a housing 18 which houses a recovery circuit 19. Inside the housing 18, a part of the circuit 17 associated with the heat exchanger 6 is also arranged. 17 and the recovery circuit 19 can face each other, for example, close to the respective coils, or in any case, be arranged close to each other, in order to allow the passage of heat from the conditioning fluid that circulates in the circuit 17 for the heat recovery fluid circulating in the heat recovery device 16.

[0080] Deste modo, o dispositivo de recuperação de calor 16 permite recuperar, a partir do permutador de calor 6, o calor que de outro modo seria perdido, aumentando consequentemente a eficiência de energia do aparelho 1.[0080] In this way, the heat recovery device 16 makes it possible to recover, from the heat exchanger 6, the heat that would otherwise be lost, consequently increasing the energy efficiency of the device 1.

[0081] No exemplo mostrado na figura 1, o dispositivo 16 de recuperação de calor está conectado a um dispositivo de preaquecimento 20 para pré-aquecer o material polimérico destinado a entrar no dispositivo de fusão 2, por exemplo, para o preaquecimento dos grânulos que estão presentes no recipiente de alimentação 4. Para este fim, o dispositivo de preaquecimento 20 pode ser conformado como um enrolamento que envolve uma parede lateral do recipiente de alimentação 4. Tal enrolamento está conectado ao circuito de recuperação 19, tal que o calor recuperado no dispositivo de recuperação 16 de calor pode ser transferido para o dispositivo de preaquecimento 20.[0081] In the example shown in figure 1, the heat recovery device 16 is connected to a preheating device 20 to preheat the polymeric material destined to enter the melting device 2, for example, for preheating the granules that are present in the supply container 4. For this purpose, the preheating device 20 can be shaped as a winding that surrounds a side wall of the supply container 4. Such winding is connected to the recovery circuit 19, such that the heat recovered in the heat recovery device 16 can be transferred to preheating device 20.

[0082] Uma outra bomba 21 pode ser provida para mover, em direção ao recipiente de alimentação 4, o fluido de recuperação de calor que foi aquecido pelo fluido de condicionamento associado ao permutador de calor 6.[0082] Another pump 21 can be provided to move, towards the feed container 4, the heat recovery fluid that has been heated by the conditioning fluid associated with the heat exchanger 6.

[0083] O aparelho 1 compreende ainda um dispositivo de separação 8 para separar quantidades doseadas ou doses de material polimérico do fluxo de material polimérico proveniente do permutador de calor 6.[0083] Apparatus 1 further comprises a separating device 8 for separating metered amounts or doses of polymeric material from the flow of polymeric material from heat exchanger 6.

[0084] Em particular, o dispositivo de separação 8 permite que as doses sejam separadas do fluxo de material polimérico que sai de um bocal 9 disposto a jusante do permutador de calor 6. No exemplo representado, o bocal 9 está direcionado para cima. Em particular, o bocal 9 pode ser configurado de uma maneira tal que o fluxo do material polimérico que sai do bocal 9 é direcionado ao longo de uma direção vertical.[0084] In particular, the separation device 8 allows the doses to be separated from the flow of polymeric material leaving a nozzle 9 arranged downstream of the heat exchanger 6. In the example shown, the nozzle 9 is directed upwards. In particular, the nozzle 9 can be configured in such a way that the flow of polymeric material exiting the nozzle 9 is directed along a vertical direction.

[0085] Outros arranjos do bocal 9 também são possíveis, no entanto.[0085] Other arrangements of nozzle 9 are also possible, however.

[0086] O dispositivo de separação 8 pode compreender pelo menos um elemento de coleta 10, por exemplo, em forma de elemento côncavo que se estende em torno de um eixo vertical, adequado para passar próximo do bocal 9, particularmente acima do último, de modo a separar uma dose de material polimérico do mesmo. O elemento de coleta 10 atua, portanto como um elemento de separação para separar a dose do fluxo de material polimérico que sai do bocal 9. A dose permanece ligada ao elemento de coleta 10, que transporta a dose para um molde no qual a dose pode ser conformada então, para obter o objeto desejado.[0086] The separating device 8 can comprise at least one collecting element 10, for example in the form of a concave element that extends around a vertical axis, suitable for passing close to the nozzle 9, particularly above the latter, in order to so as to separate a dose of polymeric material therefrom. The collection element 10 therefore acts as a separation element to separate the dose from the stream of polymeric material exiting the nozzle 9. The dose remains attached to the collection element 10, which transports the dose to a mold in which the dose can be be shaped then, to obtain the desired object.

[0087] O elemento de coleta 10 é rotativo em torno de um eixo de rotação Y, particularmente vertical. Para este fim, pode ser provida uma pluralidade de elementos de coleta 10, suportados por uma estrutura de carrossel 11.[0087] The collection element 10 is rotatable around a rotation axis Y, particularly vertical. For this purpose, a plurality of collection elements 10, supported by a carousel structure 11, can be provided.

[0088] O molde está disposto a jusante do permutador de calor 6.[0088] The mold is arranged downstream of the heat exchanger 6.

[0089] O molde pode compreender um elemento fêmea 13 e um elemento macho 14. O elemento macho 14 pode ser disposto acima do elemento fêmea 13, e ser alinhado com este último ao longo de um eixo vertical. No entanto, outros arranjos mútuos são possíveis para o elemento feminino 13 e o elemento macho 14.[0089] The mold can comprise a female element 13 and a male element 14. The male element 14 can be arranged above the female element 13, and be aligned with the latter along a vertical axis. However, other mutual arrangements are possible for female member 13 and male member 14.

[0090] O aparelho 1 pode compreender uma pluralidade de moldes dispostos em uma região periférica de um carrossel de moldagem 12. O carrossel de moldagem 12 pode ser giratório em torno de um eixo vertical Z.[0090] The apparatus 1 may comprise a plurality of molds arranged in a peripheral region of a molding carousel 12. The molding carousel 12 may be rotatable around a vertical axis Z.

[0091] O aparelho 1 compreende um dispositivo de movimento para mover o elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 em direção um ao outro e, alternativamente, afastar o elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 um do outro. Em particular, o dispositivo de movimento está configurado para mover o elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 em relação um ao outro entre uma configuração aberta, na qual o elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 estão espaçados um do outro, e uma configuração de formação, na qual uma câmara de formação é definida entre o elemento fêmea 13 e o elemento macho 14, a câmara de formação possuindo uma conformação correspondente ao objeto que se deseja obter.[0091] The apparatus 1 comprises a moving device for moving the female element 13 and the male element 14 towards each other and alternatively moving the female element 13 and the male element 14 away from each other. In particular, the moving device is configured to move the female element 13 and the male element 14 relative to each other between an open configuration, in which the female element 13 and the male element 14 are spaced apart from each other, and a configuration of forming, in which a forming chamber is defined between the female element 13 and the male element 14, the forming chamber having a conformation corresponding to the object to be obtained.

[0092] O dispositivo de movimento pode ser associado apenas ao elemento fêmea 13, de modo a mover o elemento fêmea 13 em relação ao elemento macho 14, que é mantido em uma posição estacionária. É também possível associar o dispositivo de movimento ao elemento macho 14, que é assim movido em relação ao elemento fêmea 13, o qual é em vez disso mantido estacionário.[0092] The movement device can be associated only with the female element 13, in order to move the female element 13 with respect to the male element 14, which is maintained in a stationary position. It is also possible to associate the movement device with the male element 14, which is thus moved with respect to the female element 13, which is instead kept stationary.

[0093] Em alternativa, o dispositivo de movimento pode atuar simultaneamente no elemento macho 14 e no elemento fêmea 13, que são ambos movidos.[0093] Alternatively, the movement device can act simultaneously on the male element 14 and on the female element 13, which are both moved.

[0094] O dispositivo de movimento pode, por exemplo, ser do tipo mecânico ou hidráulico. Um exemplo de um dispositivo de movimento mecânico é um dispositivo de came, enquanto um exemplo de um dispositivo de movimento hidráulico é um acionador hidráulico.[0094] The movement device may, for example, be mechanical or hydraulic. An example of a mechanical movement device is a cam device, while an example of a hydraulic movement device is a hydraulic actuator.

[0095] Em qualquer caso, o dispositivo de movimento está configurado para mover o elemento macho 14 e o elemento fêmea 13 em relação um ao outro ao longo de uma direção de moldagem que, no exemplo representado, é vertical.[0095] In any case, the moving device is configured to move the male element 14 and the female element 13 relative to each other along a molding direction which, in the example shown, is vertical.

[0096] O elemento de coleta 10 é, como referido acima, móvel em torno do eixo de rotação Y. Em particular, o elemento de coleta 10 pode estar nem uma posição de coleta, na qual o elemento de coleta 10 está localizado por cima do bocal 9 para remover uma dose de material polimérico daí. A dose, devido ao seu estado fluido altamente viscoso, permanece aderente ao elemento de coleta 10 que, enquanto girando em torno do eixo de rotação Y, transporta a dose para o molde. O elemento de coleta 10 também pode ser uma posição de liberação na qual está disposta acima do elemento 13 fêmea, de modo a liberar - por exemplo, com o auxílio de meios pneumáticos ou mecânicos - a dose de material polimérico dentro de uma cavidade do elemento fêmea 13.[0096] The collection element 10 is, as mentioned above, movable around the axis of rotation Y. In particular, the collection element 10 can be in a collection position, in which the collection element 10 is located above from nozzle 9 to remove a dose of polymeric material therefrom. The dose, due to its highly viscous fluid state, remains adhered to the collection element 10 which, while rotating about the axis of rotation Y, transports the dose into the mould. The collection element 10 can also be a release position in which it is arranged above the female element 13, so as to release - for example with the aid of pneumatic or mechanical means - the dose of polymeric material into a cavity of the element female 13.

[0097] A porção do aparelho 1 interposta entre o permutador de calor 6 e uma boca de saída do bocal 9 é termicamente condicionada, de tal modo que a temperatura do material polimérico que flui através dele permanece, no seu interior, a um valor controlado abaixo da temperatura de fusão TF, por exemplo, a um valor intermediário TINT entre a temperatura de fusão TF e a temperatura inicial de cristalização TIC.[0097] The portion of the apparatus 1 interposed between the heat exchanger 6 and an outlet mouth of the nozzle 9 is thermally conditioned, in such a way that the temperature of the polymeric material flowing through it remains, inside it, at a controlled value below the melting temperature TF, for example at an intermediate value TINT between the melting temperature TF and the initial crystallization temperature TIC.

[0098] O aparelho 1 pode compreender um dispositivo acelerador para acelerar o fluxo de material polimérico proveniente do dispositivo de fusão 2. No exemplo representado, o bocal 9 atua como um dispositivo acelerador, uma vez que está provido de seções de passagem para o material polimérico que diminuem progressivamente na direção de avanço F, de modo a acelerar o fluxo de material polimérico que passa por dentro.[0098] The apparatus 1 may comprise an accelerator device to accelerate the flow of polymeric material from the melter 2. In the example shown, the nozzle 9 acts as an accelerator device, since it is provided with passage sections for the material polymeric material that progressively decrease in the advance direction F, in order to accelerate the flow of polymeric material that passes inside.

[0099] Alternativamente, ou em combinação com o exposto acima, um conduíte no qual o material polimérico passa antes de atingir o bocal 9 pode também atuar como dispositivo acelerador, se as suas seções internas tiverem o tamanho adequado para acelerar o fluxo do material polimérico.[0099] Alternatively, or in combination with the above, a conduit in which the polymeric material passes before reaching the nozzle 9 can also act as an accelerator device, if its internal sections are of adequate size to accelerate the flow of the polymeric material .

[0100] Em uma versão não representada, pode ser provido um dispositivo acelerador diferente, o qual pode ser disposto em qualquer ponto entre o permutador de calor 6 e o bocal 9.[0100] In a version not represented, a different accelerator device can be provided, which can be arranged at any point between the heat exchanger 6 and the nozzle 9.

[0101] Durante a operação, como mostrado na figura 5, os grânulos de material polimérico são aquecidos a uma temperatura de preaquecimento TI pelo dispositivo de preaquecimento 20, enquanto os grânulos estão localizados dentro do recipiente de alimentação 4. A temperatura de preaquecimento TI é superior à temperatura ambiente.[0101] During operation, as shown in Figure 5, the granules of polymeric material are heated to a preheating temperature TI by the preheating device 20, while the granules are located inside the feed container 4. The preheating temperature TI is higher than ambient temperature.

[0102] A partir do recipiente de alimentação 4, passando através da tremonha 5 (se presente), os grânulos preaquecidos entram no dispositivo de fusão 2, que aquece os grânulos até eles atingirem a temperatura TM, superior ou igual à temperatura de fusão TF. Os grânulos são mantidos a essa temperatura por um tempo suficiente para provocar a sua fusão, após o que o material polimérico fundido é extrudado e enviado para o permutador de calor 6. Aqui, o material polimérico fundido é arrefecido até a temperatura TINT, que como indicado acima é compreendido entre a temperatura de fusão TF e a temperatura de cristalização TC. Mais especificamente, a temperatura TINT é superior à temperatura inicial de cristalização TIC.[0102] From the feed container 4, passing through the hopper 5 (if present), the preheated granules enter the melting device 2, which heats the granules until they reach the temperature TM, greater than or equal to the melting temperature TF . The granules are held at that temperature for a time sufficient to cause them to melt, after which the molten polymeric material is extruded and sent to heat exchanger 6. Here, the molten polymeric material is cooled down to the TINT temperature, which as indicated above is comprised between the melting temperature TF and the crystallization temperature TC. More specifically, the TINT temperature is higher than the initial crystallization temperature TIC.

[0103] Subsequentemente, o material polimérico proveniente do permutador de calor 6 atinge o bocal 9, a partir do qual sai um fluxo de material polimérico; o dispositivo de separação 8 separa uma dose do fluxo de material polimérico.[0103] Subsequently, the polymeric material coming from the heat exchanger 6 reaches the nozzle 9, from which a flow of polymeric material comes out; the separation device 8 separates a dose from the flow of polymeric material.

[0104] No bocal 9, e possivelmente também em uma porção do aparelho 1 compreendida entre o permutador de calor 6 e o bocal 9, o fluxo de material polimérico é acelerado, de modo que o fluxo atinge uma velocidade média superior à velocidade média que tinha no permutador de calor 6.[0104] In the nozzle 9, and possibly also in a portion of the apparatus 1 comprised between the heat exchanger 6 and the nozzle 9, the flow of polymeric material is accelerated, so that the flow reaches an average velocity greater than the average velocity that had on heat exchanger 6.

[0105] A dose que o dispositivo de separação 8 separou é transportada por um elemento de coleta correspondente 10, até a dose chegar acima de um elemento fêmea 13 de um molde.[0105] The dose that the separation device 8 has separated is transported by a corresponding collection element 10, until the dose reaches above a female element 13 of a mold.

[0106] Neste momento, o molde está na configuração aberta, na qual o elemento fêmea 13 está afastado do elemento macho 14.[0106] At this time, the mold is in the open configuration, in which the female element 13 is away from the male element 14.

[0107] O elemento de coleta 10 pode, portanto, ser interposto entre o elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 e liberar a dose no elemento fêmea 13.[0107] The collection element 10 can therefore be interposed between the female element 13 and the male element 14 and release the dose in the female element 13.

[0108] Quando o elemento de coleta 10 está por cima do elemento fêmea 13, a dose é separada do elemento de coleta 10 e depositada na cavidade do elemento fêmea 13. O elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 movem-se um em direção ao outro devido ao dispositivo de movimento, até que seja atingida uma configuração de formação, na qual a câmara de formação definida entre o elemento macho 14 e o elemento fêmea 13 tenha uma forma correspondente à forma do objeto a ser obtido. Neste ponto, o elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 são mantidos na posição mútua alcançada de modo a permitir que o objeto seja cristalizado, de modo que o objeto possa alcançar uma resistência suficiente que permita que o objeto seja extraído do molde sem sofrer danos.[0108] When the collection element 10 is on top of the female element 13, the dose is separated from the collection element 10 and deposited in the cavity of the female element 13. The female element 13 and the male element 14 move towards each other to the other due to the movement device, until a forming configuration is reached, in which the forming chamber defined between the male element 14 and the female element 13 has a shape corresponding to the shape of the object to be obtained. At this point, the female element 13 and the male element 14 are held in the mutual position achieved so as to allow the object to be crystallized, so that the object can achieve sufficient strength to allow the object to be extracted from the mold without suffering damage. .

[0109] No final da etapa de formação, o molde é aberto, movendo o elemento macho 14 e o elemento fêmea 13 para longe um do outro. O objeto formado é removido do molde e um novo ciclo de formação pode começar.[0109] At the end of the forming step, the mold is opened, moving the male element 14 and the female element 13 away from each other. The formed object is removed from the mold and a new forming cycle can begin.

[0110] A dose é introduzida no molde a uma temperatura de trabalho TLAV inferior à temperatura de fusão TF do material polimérico constituinte, mas superior à temperatura inicial de cristalização TIC na qual, em condições estáticas, os cristais começam a formar-se. A temperatura de trabalho TLAV pode ser igual à temperatura intermediária TINT ou menor que a última.[0110] The dose is introduced into the mold at a working temperature TLAV lower than the melting temperature TF of the constituent polymeric material, but higher than the initial crystallization temperature TIC at which, under static conditions, crystals begin to form. The working temperature TLAV can be equal to the intermediate temperature TINT or less than the last one.

[0111] Enquanto o material polimérico que constitui a dose é conformado entre o elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 do molde, a sua temperatura é mantida mais alta do que a temperatura inicial de cristalização TIC.[0111] While the polymeric material constituting the dose is formed between the female element 13 and the male element 14 of the mold, its temperature is maintained higher than the initial crystallization temperature TIC.

[0112] Isto não significa que a temperatura do elemento fêmea 13 e do elemento macho 14 do molde seja também superior à temperatura inicial de cristalização TIC. O elemento fêmea 13 e o elemento macho 14 podem ser providos com os respectivos circuitos de arrefecimento, um fluido de arrefecimento que circula dentro de cada um desses circuitos. Mesmo que a temperatura do material polimérico que é conformado seja superior à temperatura inicial de cristalização TIC, a temperatura do fluido de arrefecimento, como a dos respectivos elementos de molde, pode ser inferior à temperatura inicial de cristalização TIC, mesmo significativamente inferior.[0112] This does not mean that the temperature of the female element 13 and the male element 14 of the mold is also higher than the initial crystallization temperature TIC. The female element 13 and the male element 14 can be provided with respective cooling circuits, a cooling fluid circulating within each of these circuits. Even if the temperature of the polymeric material that is shaped is higher than the initial crystallization temperature TIC, the temperature of the cooling fluid, like that of the respective mold elements, can be lower than the initial crystallization temperature TIC, even significantly lower.

[0113] Quando o objeto moldado por compressão tiver atingido sua forma substancialmente definitiva, o objeto é arrefecido abaixo de sua temperatura de cristalização TC. O objeto pode ser arrefecido com uma velocidade de arrefecimento superior a 3,5 °C / s, para que a solidificação ocorra o mais rápido possível.[0113] When the compression molded object has reached its substantially final shape, the object is cooled below its crystallization temperature TC. The object can be cooled with a cooling rate greater than 3.5 °C / s, so that solidification occurs as quickly as possible.

[0114] A inserção da dose no molde a uma temperatura inferior à temperatura de fusão TF permite uma redução no tempo necessário para arrefecer o objeto moldado por compressão a uma temperatura na qual o objeto moldado pode ser extraído do molde e manuseado sem ser significativamente deformado.[0114] Inserting the dose into the mold at a temperature lower than the melting temperature TF allows a reduction in the time required to cool the compression molded object to a temperature at which the molded object can be extracted from the mold and handled without being significantly deformed .

[0115] Além disso, submeter o fluxo de material polimérico a altas velocidades, a montante do molde e/ou dentro do molde, permite aumentar a velocidade de deformação do material polimérico e, portanto, acelerar a cinética de cristalização, pois além da cristalização quiescente que ocorreria em condições estáticas, há também a cristalização induzida por fluxo.[0115] In addition, subjecting the flow of polymeric material to high speeds, upstream of the mold and/or inside the mold, allows increasing the rate of deformation of the polymeric material and, therefore, accelerating the crystallization kinetics, since in addition to crystallization quiescent that would occur under static conditions, there is also flow-induced crystallization.

[0116] No interior do dispositivo de fusão 2, o material polimérico é fornecido com uma quantidade de calor suficiente para aquecer o material polimérico desde a temperatura TI até à temperatura TM. De fato, o material polimérico é trazido da temperatura ambiente para a temperatura TI pelo dispositivo de preaquecimento 20, que explora o calor que o dispositivo de recuperação de calor 16 recuperou do permutador de calor 6.[0116] Inside the melter 2, the polymeric material is supplied with an amount of heat sufficient to heat the polymeric material from the temperature TI to the temperature TM. In fact, the polymeric material is brought from the ambient temperature to the temperature T1 by the preheating device 20, which exploits the heat that the heat recovery device 16 has recovered from the heat exchanger 6.

[0117] Se o dispositivo 16 de recuperação de calor não estivesse presente, as outras condições sendo as mesmas, o material polimérico entraria no dispositivo de fusão a uma temperatura T2 inferior à temperatura TI. Por exemplo, a temperatura T2 pode ser igual à temperatura ambiente. O dispositivo de fusão 2 iria, por conseguinte, aquecer o material polimérico desde a temperatura T2 até a temperatura TM, com um consequente consumo de energia maior.[0117] If the heat recovery device 16 were not present, other conditions being the same, the polymeric material would enter the melter at a temperature T2 lower than the temperature TI. For example, the temperature T2 can be equal to the ambient temperature. The melter 2 would therefore heat the polymeric material from temperature T2 to temperature TM, with a consequent higher energy consumption.

[0118] Assumindo - por uma questão de simplicidade - que as perdas de calor no interior do aparelho 1 são insignificantes, a diferença ΔT entre a temperatura TM e a temperatura intermediária TINT é aproximadamente igual à diferença ΔT entre a temperatura TI e a temperatura T2. Por outras palavras, ainda assumindo que as perdas de calor podem ser ignoradas, o calor liberado pelo material polimérico para o dispositivo de recuperação de calor 16 no permutador de calor 6 corresponde à economia de calor pode ser obtida no dispositivo de fusão 2, pelo preaquecimento do material polimérico por meio do dispositivo 20 de preaquecimento conectado ao dispositivo 16 de recuperação de calor.[0118] Assuming - for the sake of simplicity - that the heat losses inside device 1 are insignificant, the difference ΔT between the temperature TM and the intermediate temperature TINT is approximately equal to the difference ΔT between the temperature TI and the temperature T2 . In other words, still assuming that heat losses can be ignored, the heat released by the polymeric material to the heat recovery device 16 in the heat exchanger 6 corresponds to the heat savings that can be obtained in the melter 2, by preheating of the polymeric material by means of the preheating device 20 connected to the heat recovery device 16.

[0119] Isto permite obter uma redução na quantidade de energia que deve ser fornecida de fora para o aparelho 1.[0119] This allows to obtain a reduction in the amount of energy that must be supplied from outside to device 1.

[0120] O dispositivo 20 de preaquecimento pode utilizar, para o preaquecimento dos grânulos de material polimérico, um fluido de preaquecimento no estado líquido, ou um fluido de preaquecimento no estado gasoso, por exemplo, na forma de ar aquecido. O fluido de preaquecimento usado pelo dispositivo de preaquecimento 20, em qualquer caso, recebe calor a partir do dispositivo de recuperação de calor 16.[0120] The preheating device 20 can use, for preheating the granules of polymeric material, a preheating fluid in liquid state, or a preheating fluid in gaseous state, for example, in the form of heated air. The preheating fluid used by the preheating device 20, in any case, receives heat from the heat recovery device 16.

[0121] Em uma versão não representada, o dispositivo de recuperação de calor 16 pode ser configurado para liberar o calor recuperado diretamente para o dispositivo de fusão 2, em vez de liberar o calor recuperado para o dispositivo de preaquecimento 20. Neste caso, o calor recuperado devido ao dispositivo de recuperação de calor 16 é utilizado para auxiliar o aquecimento do material polimérico no dispositivo de fusão 2. Isto permite ainda economizar a quantidade de energia que, a partir do exterior, deve ser fornecida ao aparelho 1.[0121] In a version not shown, the heat recovery device 16 can be configured to release the recovered heat directly to the melting device 2, instead of releasing the recovered heat to the preheating device 20. In this case, the recovered heat due to the heat recovery device 16 is used to help heating the polymeric material in the melter 2. This also makes it possible to save the amount of energy that, from the outside, must be supplied to the device 1.

[0122] Também é possível otimizar a eficiência de energia do aparelho 1, melhorando o seu isolamento térmico e otimizando o isolamento. Por exemplo, o dispositivo de fusão 2 pode ser inserido dentro de um invólucro de contenção termicamente isolado, a fim de reduzir a dissipação de calor. Também o permutador de calor 6, e/ou o dispositivo de recuperação de calor 16, e/ou o dispositivo de preaquecimento 20 podem ser inseridos dentro do invólucro de contenção acima mencionado.[0122] It is also possible to optimize the energy efficiency of appliance 1, improving its thermal insulation and optimizing insulation. For example, the melter 2 can be inserted into a thermally insulated containment enclosure to reduce heat dissipation. Also the heat exchanger 6, and/or the heat recovery device 16, and/or the preheater device 20 can be inserted inside the aforementioned containment enclosure.

[0123] Em uma modalidade alternativa, o dispositivo de recuperação de calor 16 pode ser associado a um dispositivo de cogeração. O dispositivo de cogeração pode, por exemplo, ser do tipo que opera com gás metano.[0123] In an alternative embodiment, the heat recovery device 16 can be associated with a cogeneration device. The cogeneration device can, for example, be of the type that operates with methane gas.

[0124] Em uma outra modalidade, o dispositivo de recuperação de calor 16 pode ser conectado, inserido ou, em qualquer caso, associado a uma bomba de calor.[0124] In another embodiment, the heat recovery device 16 can be connected, inserted or, in any case, associated with a heat pump.

[0125] Na descrição anterior, foi feita referência a um permutador de calor 6 compreendendo um misturador estático.[0125] In the above description, reference has been made to a heat exchanger 6 comprising a static mixer.

[0126] No entanto, esta condição não é necessária.[0126] However, this condition is not required.

[0127] De fato, o permutador de calor 6 pode ser definido não por um misturador estático, mas por um misturador dinâmico, isto é, um misturador provido de elementos de mistura que são movidos durante a operação.[0127] In fact, the heat exchanger 6 can be defined not by a static mixer, but by a dynamic mixer, that is, a mixer provided with mixing elements that are moved during operation.

[0128] Além disso, o permutador de calor 6 pode ser definido no interior de uma extrusora em cascata ou de uma extrusora planetária, em particular disposta imediatamente a jusante do dispositivo extrusor que funde e expele o material polimérico.[0128] Furthermore, the heat exchanger 6 can be defined inside a cascade extruder or a planetary extruder, in particular arranged immediately downstream of the extruder device that melts and expels the polymeric material.

[0129] O permutador de calor 6 também pode ser definido dentro de uma extrusora de parafuso duplo adequadamente condicionada.[0129] The heat exchanger 6 may also be set within a suitably conditioned twin screw extruder.

[0130] Em teoria, o permutador de calor 6 pode ser definido dentro do mesmo dispositivo de fusão 2 que funde o material polimérico, o qual pode ser provido com uma parte de extremidade configurada para arrefecer o material polimérico fundido.[0130] In theory, the heat exchanger 6 can be defined within the same melter 2 that melts the polymeric material, which can be provided with an end portion configured to cool the molten polymeric material.

[0131] Em geral, toda a seção do aparelho 1 interposta entre o dispositivo de fusão 2 e o dispositivo de separação 8 pode ser termicamente condicionada de modo a arrefecer o material polimérico. Neste caso, a zona de arrefecimento começa imediatamente a jusante do ponto em que o material polimérico é fundido e continua até o bocal 9.[0131] In general, the entire section of the apparatus 1 interposed between the melter 2 and the separation device 8 can be thermally conditioned in order to cool the polymeric material. In this case, the cooling zone starts immediately downstream from the point where the polymeric material is melted and continues to nozzle 9.

[0132] Alternativamente, a zona de arrefecimento pode afetar apenas uma porção do aparelho 1 disposta a jusante do ponto em que o material polimérico é fundido. Neste caso, a zona de arrefecimento termina a montante do bocal 9, e entre a zona de arrefecimento e o bocal 9 interpõe-se uma zona de manutenção na qual a temperatura do material polimérico é mantida nos valores desejados.[0132] Alternatively, the cooling zone may affect only a portion of the apparatus 1 arranged downstream of the point where the polymeric material is melted. In this case, the cooling zone ends upstream of the nozzle 9, and between the cooling zone and the nozzle 9 there is interposed a maintenance zone in which the temperature of the polymeric material is maintained at the desired values.

[0133] Neste caso, a temperatura do material polimérico na zona de manutenção disposta a jusante da zona de arrefecimento pode ser compreendida, ou substancialmente compreendida, entre a temperatura de cristalização TC e a temperatura de fusão TF. Com o termo "substancialmente compreendido" entende-se que pelo menos 90% do material polimérico tem uma temperatura no intervalo compreendido entre a temperatura de cristalização TC e a temperatura de fusão TF. Pequenas porções de material polimérico podem, no entanto, ter uma temperatura superior à temperatura de fusão TF, particularmente perto da superfície do material polimérico que flui em contato com as paredes do aparelho 1.[0133] In this case, the temperature of the polymeric material in the maintenance zone arranged downstream of the cooling zone can be comprised, or substantially comprised, between the crystallization temperature TC and the melting temperature TF. By the term "substantially comprised" is meant that at least 90% of the polymeric material has a temperature in the range comprised between the crystallization temperature TC and the melting temperature TF. Small portions of polymeric material may, however, have a temperature higher than the melting temperature TF, particularly near the surface of the polymeric material flowing in contact with the walls of apparatus 1.

[0134] No exemplo descrito, foi feita referência a uma situação em que a dose é conformada entre um elemento de formação fêmea e um elemento de formação macho pertencente ao molde, isto é, ao elemento fêmea 13 e ao elemento macho 14.[0134] In the example described, reference was made to a situation in which the dose is formed between a female forming element and a male forming element belonging to the mold, that is, the female element 13 and the male element 14.

[0135] Pode acontecer ainda que a dose seja conformada em contato com um objeto que não está integrado no molde, embora se comporte como um elemento de moldagem enquanto a dose está sendo formada. Isto é o que acontece, por exemplo, no caso do chamado revestimento, em que a dose é conformada de modo a formar um revestimento dentro de uma tampa previamente formada. Mais genericamente, a dose pode ser moldada dentro da cavidade de um objeto, de modo a formar um componente ancorado ao objeto.[0135] It may even happen that the dose is formed in contact with an object that is not integrated into the mold, although it behaves as a molding element while the dose is being formed. This is the case, for example, in the case of so-called coating, where the dose is shaped so as to form a coating inside a preformed cap. More generally, the dose can be molded into the cavity of an object to form a component anchored to the object.

[0136] Neste caso, a tampa ou, mais amplamente, o objeto provido de uma cavidade dentro da qual a dose é conformada, atua como um elemento de formação fêmea, enquanto o elemento de formação macho é integrado no molde. Além do elemento de formação macho, o molde também compreende, neste exemplo, um elemento de suporte voltado para o elemento de formação macho e adequado para suportar o objeto dentro do qual a dose tem que ser conformada durante a moldagem.[0136] In this case, the cap or, more broadly, the object provided with a cavity within which the dose is shaped, acts as a female forming element, while the male forming element is integrated into the mold. In addition to the male forming element, the mold also comprises, in this example, a support element facing the male forming element and suitable for supporting the object into which the dose has to be formed during moulding.

[0137] Em termos gerais, pode-se, portanto, afirmar que o molde compreende um elemento de formação macho e um elemento oposto voltado para o elemento de formação macho. O elemento oposto pode ser um elemento de formação fêmea ou, alternativamente, um elemento de suporte para suportar um objeto dentro do qual a dose é conformada.[0137] In general terms, it can therefore be stated that the mold comprises a male forming element and an opposite element facing the male forming element. The opposite element may be a female forming element or, alternatively, a support element for supporting an object into which the dose is formed.

[0138] O que foi anteriormente descrito com referência à modalidade na qual o elemento de formação fêmea é uma parte do molde, deve ser entendido também como referindo-se a uma modalidade na qual a dose é moldada dentro de um objeto que não está integrado no aparelho 1 e que atua como um elemento de formação fêmea.[0138] What was previously described with reference to the embodiment in which the female forming element is a part of the mold, should also be understood as referring to an embodiment in which the dose is molded inside an object that is not integrated in apparatus 1 and which acts as a female training element.

[0139] Na descrição anterior, foi feita referência a um aparelho e a um método para produzir um objeto por moldagem por compressão. O aparelho e o método de acordo com a invenção podem, de fato, também ser utilizados para produzir um objeto por meio de moldagem por injeção ou moldagem por injeção por compressão.[0139] In the foregoing description, reference was made to an apparatus and a method for producing an object by compression molding. The apparatus and method according to the invention can, in fact, also be used to produce an object by means of injection molding or compression injection molding.

[0140] Além disso, em vez de usar um aparelho que compreende uma pluralidade de moldes montados no carrossel de moldagem 12, é possível usar uma pluralidade de moldes montados de acordo com um arranjo diferente de um carrossel, ou um aparelho fornecido com um molde único, como ocorre nas chamadas máquinas de "impressão única".[0140] Furthermore, instead of using an apparatus comprising a plurality of molds mounted on the molding carousel 12, it is possible to use a plurality of molds assembled according to an arrangement other than a carousel, or an apparatus provided with a mold unique, as occurs on so-called "once-print" machines.

Claims

1. Apparatus for producing an object from a polymeric material having a melting temperature (TF), comprising: - a melter (2) for melting the polymeric material; - a heat exchanger (6) for cooling the polymeric material melted by the melter (2) below the melting temperature (TF); - a mold arranged downstream of the heat exchanger (6) to form the object from the polymeric material, while the polymeric material has a temperature lower than said melting temperature (TF), characterized in that the device (1) further comprises a heat recovery device (16) associated with the heat exchanger (6), said heat recovery device (16) being configured to recover at least part of the heat released by the polymeric material to the heat exchanger (6).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the heat recovery device (16) is configured to make the recovered heat available for later use in said apparatus (1).

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the heat recovery device (16) comprises a recovery heat exchanger for withdrawing heat from a conditioning fluid circulating in said heat exchanger (6) to recover, from the conditioning fluid, at least part of the heat received by the conditioning fluid from the polymeric material in said heat exchanger (6).

4. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat recovery device (16) is configured to release the recovered heat to the polymeric material before the polymeric material is melted in the melter (2), so so as to reduce the amount of energy that needs to be provided outside to the melter (2) to melt the polymeric material.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat recovery device (16) is connected to a preheating device (20) for preheating granules of said polymeric material upstream of the melting device (2) ).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the preheating device (20) is configured to act on a feed container (4) intended to feed said granules to the melting device (2).

7. Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the heat recovery device (16) is connected to the melting device (2), so that the recovered heat is released to the polymeric material in the device fusion (2).

Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the heat recovery device (16) is associated with a cogeneration device or a heat pump (21).

9. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the mold is configured to compression mold the object from a dose of polymeric material, which has been separated from a flow of polymeric material from the heat exchanger (6 ).

10. Method for producing an object from a polymeric material having a melting temperature (TF), from an apparatus as defined in claim 1, comprising the steps of: - melting the polymeric material, - cooling the molten polymeric material below the melting temperature (TF), - forming the object from the polymeric material, while the polymeric material has a temperature below the said melting temperature (TF), characterized by at least part of the heat released by the polymeric material during said cooling step the molten polymeric material is recovered and made available for further use.

Method according to claim 10, characterized in that said further use is provided internally to said apparatus (1).

Method according to claim 10 or 11, characterized in that the recovered heat is used to preheat the polymeric material before the melting step of the polymeric material.

Method according to claim 10 or 11, characterized in that the recovered heat is used to melt the polymeric material.