BRPI0906178B1 - Processo para fabricar um artigo moldado - Google Patents
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Abstract
processo para fabricar um artigo moldado e sistema para formar um artigo moldado o processo (2) para fabricar um artigo moldado (17), compreendendo as etapas de: misturar a seco (8) uma pluralidade de ingredientes particulados diferentes (11) para formar uma mistura uniforme de partículas; recombinar a mistura de partícula definindo substancialmente um fluxo de massa numa unidade de descarga (19) que inclui um inserto (39, 60) e moldar a mistura de partícula numa máquina de moldar peças (15) para formar o artigo moldado (17).
Description
[0001] A presente invenção refere-se a artigos termoplásticos moldados e a processos para preparar os mesmos e, em um aspecto particular,a artigos de poliolefina moldados que são combinados na prensa antes da moldagem.
[0002] NoS campos das blendas plásticas, continua havendo a necessidade de processos melhorados para combinar materiais plásticos. Existe, por exemplo, a necessidade de reduzir o número de etapas de processamento para produzir uma peça fabricada. No campo das poliolefinas termoplásticas, por exemplo, continua sendo atraente um sistema de material eficaz que reduza a dependência de etapas de combinação pré- fabricação, especialmente aqueles sistemas que sujeitem os materiais de partida a histórico térmico, que requeiram consumo de energia para processamento, ou ambos. Em particular, seria satisfatório se o processo melhorado produzisse peças fabricadas com consistência e qualidade similares às dos processos atuais que frequentemente baseiam-se numa etapa de combinação pré-fabricação. Tal processo melhorado pode ter vantagens, inclusive uma ou mais, como a capacidade de rapidamente alterar a composição do material de mistura, reduzir a degradação térmica do plástico através da eliminação de pelo menos uma etapa de combinação, reduzir os resíduos ou o custo global de processamento. Uma abordagem especialmente atraente de combinação "na prensa" é descrita nos pedidos de patente americana Nos. 11/736.342 e 11/821.706, ambos aqui expressamente incorporados por referência para todas as finalidades. Com essa combinação "na prensa" é possível evitar etapas de pré-combinar juntos e a temperaturas elevadas os ingredientes poliméricos individuais e especialmente evitar uma etapa de pré-combinar uma ou mais poliolefinas entre si ou com material elastomérico tal como poliolefina termoplástica.
[0003] Uma dificuldade potencial encontrada nos esforços para combinação "na prensa"é a tendência à segregação que alguns materiais apresentam devido a diferenças no tamanho da partícula, densidade, elasticidade, condutividade elétrica e outras propriedades. Um ou mais dos materiais podem também formar aglomerações. Outra fonte potencial de dificuldades pode consequentemente ocorrer se um ou mais dos materiais interferirem com os mecanismos de dosificação, tal como interferir com uma válvula que controle a alimentação do material para um funil ou misturador. Não obstante os avanços recentemente constatados no estado da técnica, continua a existir a necessidade de processos melhorados adicionais para evitar uma ou mais das considerações citadas.
[0004] Exemplos da literatura que trata dos processos neste campo incluem pedidos de patente americana publicados Nos. 3.797.707; 4.286.883; 6.111.306; 5.559.099; 6.951.900 e 6.403.691; patente EP No. 958118 B1; WO1997021528 A1; Troxel, T.G., "Modelling and scale-up of tumble blenders for highly segregating materials", AIChE, Spring Nationa Meeting, Conference Proceedings, Orlando, FL, EUA, 23-27 abril, 2006; McGlinchey, D. et al., "Particle Segregation in Pneumatic Conveying lines", IMechE Conference Transactions, 2000; e Tang, P. et al., "Methods for Minimizing Segregation: A Review", Particulate Science and Technology, vol. 22 No. 4, p.321-337; todos aqui incorporados por referência para todos os fins.
[0005] Em um aspecto, a presente invenção refere-se a um processo para fabricar um artigo moldado, compreendendo as etapas de: misturar a seco uma pluralidade de ingredientes particulados diferentes (ex: um primeiro material que inclui uma primeira poliolefina, um segundo material que inclui uma mistura de uma carga particulada e uma segunda poliolefina, um terceiro material que inclui um elastômero, ou material diferente) para formar uma mistura de partícula substancialmente uniforme; recombinar e substancialmente impedir a segregação da mistura de partícula fazendo a mistura de partícula escoar por uma unidade de descarga provida de inserto, sendo que o fluxo dentro do inserto é caracterizado por fluxo de massa e o fluxo fora do inserto é caracterizado por fluxo de massa; introduzir a mistura de partícula recombinada num conjunto de rosca e barril de uma máquina de moldar peças; misturar sob fusão os ingredientes particulados no conjunto de rosca e barril para formar uma mistura sob fusão e moldar a mistura sob fusão na máquina de moldar peças para formar o artigo moldado. O processo é vantajosamente livre de uma etapa de misturar sob fusão a pluralidade de ingredientes particulados diferentes entre a etapa de mistura a seco e a etapa de introduzir a mistura de partícula recombinada no conjunto de rosca e barril da máquina de moldar peças. O artigo moldado tipicamente possui uma massa maior que cerca de 1g.
[0006] É previsto que o processo pode ter uma ou qualquer uma de uma combinação das seguintes características: a pluralidade de ingredientes particulados diferentes inclui um material (ex: um primeiro material) que inclui uma primeira poliolefina; a pluralidade de ingredientes particulados diferentes inclui um material (ex: um segundo material) que inclui uma mistura de uma carga particulada e uma segunda poliolefina; a pluralidade de ingredientes particulados diferentes inclui um material (ex: um terceiro material) que inclui um elastômero; o elastômero é um termoplástico que possui uma temperatura de fusão ou uma temperatura de transição vítrea maior que cerca de 40oC; pelo menos um dos materiais (ex: pelo menos um do primeiro, segundo ou terceiro materiais) inclui ainda i). um aditivo para reduzir a agregação de partículas substancialmente similares; ii). um composto antiestático para reduzir a formação de material ao longo da parede do misturador, reduzindo a segregação inerente de partículas, ou ambas; ou (iii) tanto (i) como ii); pelo menos um dos materiais (ex: pelo menos um do primeiro, segundo ou terceiro materiais) inclui um composto antiestático que é higroscópico; pelo menos um dos materiais (ex: pelo menos um do primeiro, segundo ou terceiro materiais) inclui um composto antiestático selecionado do grupo consistindo de um monoglicerídeo, uma amida de ácido graxo etoxilado e uma dietanolamida; a concentração do composto antiestático é menor que cerca de 5% com base no peso total do material contendo antiestático; o processo compreende ainda uma etapa de pré- combinar no máximo dois do primeiro material, do segundo material e do terceiro material antes da etapa de mistura a seco; a unidade de descarga (ex: uma unidade de descarga do misturador ou de um funil da máquina de moldar peças) inclui uma estrutura externa tendo uma superfície interior inclinada para dentro e para baixo formando um primeiro ângulo com a vertical, e o inserto inclui uma estrutura interna apoiada dentro da estrutura externa e tendo uma superfície exterior inclinada para dentro e para baixo formando um segundo ângulo com a vertical que é menor do que o primeiro ângulo; a superfície exterior inclinada para dentro e para baixo da estrutura externa estende-se até um primeiro orifício geralmente localizado na parte inferior da estrutura externa para descarregar uma primeira porção da mistura de partículas (ex: uma mistura de partícula contendo partículas semelhantes segregadas) e a superfície exterior inclinada para dentro e para baixo da estrutura interna estende-se até um segundo orifício geralmente localizado na parte inferior da estrutura interna descarregando uma segunda porção da mistura de partícula (ex: uma mistura de partículas contendo partículas semelhantes segregadas); num plano horizontal na unidade de descarga, um primeiro fluxo de massa vertical médio, F1, é formado entre a superfície interior da estrutura externa e a superfície exterior da estrutura interna, e um segundo fluxo de massa vertical médio, F2, é formado entre a superfície interna da estrutura interna, sendo que a relação de F1 e F2 é de cerca de 0,1 a cerca de 10; o primeiro ângulo entre uma superfície exterior anular inclinada para dentro e para baixo da estrutura externa e o plano horizontal é maior que cerca de 60 graus; o inserto inclui uma pluralidade de aletas ligadas à superfície interna da estrutura interna para definir o segundo fluxo de massa que inclui pelo menos duas regiões dentro do inserto tendo fluxos de massa diferentes, sendo que os fluxos de massa são medidos no mesmo plano horizontal; o inserto inclui ainda uma estrutura central configurada para permitir uma taxa de fluxo de massa central ao longo da mesma, a estrutura central estendendo-se longitudinalmente para baixo dentro do inserto e tendo uma seção transversal geralmente constante; a superfície interior inclinada para dentro e para baixo da unidade de descarga (ex: a unidade de descarga do misturador), a superfície exterior inclinada para dentro e para baixo do inserto, ou ambas, é um cone que possui uma estrutura anular tronco-cônica fechada, um poliedro tendo paredes convergentes, ou uma combinação de ambos; o processo inclui ainda uma etapa de controlar uma porta corrediça, tendo um inserto de válvula para evitar que um ou mais dos materiais (ex: um ou mais do primeiro, segundo e terceiro materiais) fiquem acumulados na porta corrediça antes da etapa de alimentação ao misturador; o inserto de válvula é cuneiforme ou curvado; o processo compreende ainda uma etapa de transferir a mistura uniforme de partícula do misturador para a máquina de moldar peças; o misturador é um misturador do tipo gravimétrico, a máquina de moldar peças é uma máquina de moldagem por injeção; o processo inclui ainda uma etapa de passar a mistura uniforme de partículas por um misturador estático; a mistura uniforme de partículas compreende um primeiro material que inclui um primeiro termoplástico e um segundo material que inclui uma mistura de uma carga particulada e um segundo termoplástico; o primeiro termoplástico inclui um elastômero, uma poliolefina ou ambos; o segundo termoplástico inclui um elastômero, uma poliolefina, ou ambos; o primeiro material está presente a uma concentração de cerca de 30 a cerca de 90 partes em peso com base no peso total da mistura uniforme de partículas; o segundo material está presente a uma concentração de cerca de 10 a cerca de 50 partes em peso com base no peso total da mistura uniforme de partículas; a mistura uniforme de partículas inclui uma concentração total de elastômero maior que cerca de 3% em peso, com base no peso total da mistura uniforme de partículas; a mistura uniforme de partículas inclui uma concentração total de poliolefina (ex: polipropileno) maior que cerca de 30% em peso com base no peso total da mistura uniforme de partículas; o processo inclui ainda uma etapa de alimentar individualmente, de pelo menos uma fonte de suprimento cada, ao misturador i) cerca de 30 a cerca de 90 partes em peso de um primeiro material que inclui uma primeira poliolefina; ii). até cerca de 50 partes em peso de um segundo material que inclui uma mistura de uma carga particulada, uma segunda poliolefina, e um agente antiestático tendo um monoestearato de glicerol, uma amina de ácido graxo etoxilado, uma dietanolamida, ou qualquer combinação dos mesmos e iii) cerca de 3 a cerca de 40 partes em peso de um terceiro material que inclui um elastômero; o inserto é coaxialmente apoiado pela superfície externa; o misturador é um misturador centralizado e o processo inclui uma etapa de transferir a mistura uniforme de partículas para uma pluralidade de máquinas de moldar peças; e etapa de transferência inclui transferir a mistura uniforme de partículas por um tubo geralmente fechado tendo um orifício de saída na área de admissão da unidade de descarga, sendo que o ângulo entre a direção de fluxo médio da mistura de partícula no orifício de saída e a direção vertical descendente é menor que cerca de 30o; ou a etapa de transferência inclui passar a mistura uniforme de partícula por um distribuidor na área de admissão da unidade de descarga, sendo que o distribuir altera a velocidade média da mistura uniforme de partículas, o desvio padrão da velocidade.
[0007] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se a um sistema para formar um artigo moldado compreendendo: um misturador em comunicação com fontes separadas do primeiro, segundo e terceiro materiais; uma unidade de descarga (ex: uma unidade de descarga do misturador, ou um funil da máquina de moldar peças) em comunicação com o misturador, sendo que a unidade de descarga inclui uma estrutura externa tendo uma superfície interior inclinada para dentro e para baixo formando um primeiro ângulo com a vertical, e a unidade de descarga inclui um inserto tendo uma estrutura interna apoiada dentro da estrutura externa e tendo uma superfície exterior inclinada para dentro e para baixo formando um segundo ângulo com a vertical que é menor do que o primeiro ângulo; e uma máquina de moldar peças em comunicação com a unidade de descarga; sendo que o misturador é configurado para misturar o primeiro, segundo e terceiro materiais para formar uma mistura de partículas geralmente uniforme, e o inserto é configurado para recombinar (remisturar) partículas semelhantes segregadas da mistura uniforme de partículas, definindo substancialmente um fluxo de massa na unidade de descarga.
[0008] É previsto que o sistema pode ter uma ou qualquer combinação das seguintes características: uma fonte separada de i) um primeiro material que inclui uma primeira poliolefina; ii). um segundo material que inclui uma mistura de uma carga particulada, uma segunda poliolefina e um agente antiestático tendo um monoestearato de glicerol, uma amina de ácido graxo etoxilado, uma dietanolamida, ou qualquer combinação dos mesmos; e iii) um terceiro material que inclui um elastômero; pelo menos um conjunto de porta corrediça configurado para dosificar um ou mais do primeiro, segundo, e terceiro materiais sendo recebidos pelo misturador, sendo que o pelo menos um conjunto de porta corrediça inclui uma válvula tendo um inserto de válvula que é configurado para substancialmente impedir a blocagem de pelo menos um do primeiro, segundo e terceiro materiais escoando pelo conjunto de porta corrediça; o misturador inclui um cone externo tendo uma superfície interior anular fechada tronco-cônica inclinada para dentro e para fora formando um primeiro ângulo com a vertical, o misturador sendo configurado para misturar o primeiro, segundo e terceiro materiais para formar uma mistura de partículas geralmente uniforme; o inserto é configurado para recombinar partículas semelhantes segregadas da mistura uniforme de partículas definindo substancialmente um fluxo de massa na unidade de descarga; ou o inserto inclui ainda uma pluralidade de aletas que são ligadas ao interior da estrutura interna de forma a produzir, no plano horizontal, um primeiro fluxo de massa vertical entre a superfície interior da estrutura externa e a superfície exterior da estrutura interna, e uma pluralidade de segundos fluxos de massa verticais diferentes entre as aletas e a superfície interna da estrutura interna.
[0009] A Figura 1A mostra um diagrama de fluxo ilustrativo de etapas do processo de um aspecto da presente invenção;
[0010] A Figura 1B mostra um diagrama de fluxo ilustrativo de um sistema de um aspecto da presente invenção;
[0011] As Figuras 2A-2B mostram vistas em perspectiva de um conjunto de porta corrediça ilustrativo numa posição fechada e numa posição aberta, respectivamente;
[0012] A Figura 3 mostra um corte transversal ilustrativo de uma concretização do estado da técnica;
[0013] A Figura 4 mostra um corte transversal ilustrativo de outro aspecto da presente invenção;
[0014] A Figura 5 mostra um corte transversal ilustrativo de outro aspecto da presente invenção;
[0015] As Figuras 6A, 6B e 6C mostram um corte transversal de outro aspecto da presente invenção;
[0016] A Figura 7 mostra um distribuidor ilustrativo;
[0017] A Figura 8 mostra um funil ilustrativo incluindo uma pluralidade de ingredientes particulados no funil;
[0018] A Figura 9 mostra um funil ilustrativo que inclui uma pluralidade de ingredientes particulados no funil; e
[0019] A Figura 10 mostra um funil ilustrativo que inclui partículas tendo uma carga estática.
[0020] Com respeito a uma concretização específica conforme mostram as Figuras 1A e 1B, a presente invenção provê um processo para fabricar um artigo moldado e especialmente um artigo preparado com um composto polimérico. O processo 2 pode incluir uma etapa de alimentação individual 4. A etapa de alimentação 4 tipicamente inclui alimentar os ingredientes do composto polimérico, de cada uma de suas respectivas fontes de suprimento 11, 11', 11", para um misturador 20 ou para um funil de misturador. Conforme aqui utilizado, o termo "ingrediente" significa um ou mais ingredientes ou materiais. Exemplos de ingredientes referência aqui utilizados incluem, porém não se restringem a um primeiro material, um segundo material, e um terceiro material, embora seja previsto o uso de materiais adicionais ou menos materiais. O uso de primeiro, segundo ou terceiro materiais é para fins de diferenciação dentre ou entre os materiais, não pretendendo restringir o escopo da invenção.
[0021] Em geral, o presente processo prevê que o composto polimérico inclui ingredientes de pelo menos duas fontes de suprimento, por exemplo, uma fonte de um ingrediente polimérico e uma fonte de um segundo ingrediente polimérico ou uma fonte de uma carga ou reforço. Um método especialmente preferido consiste em empregar pelo menos três fontes de suprimento, por exemplo, uma fonte de um primeiro polímero (ex: um segundo termoplástico), uma fonte de um segundo polímero (ex: um segundo termoplástico) e uma fonte de uma carga ou reforço (ex: um concentrado de talco). Numa concretização especialmente preferida, os ingredientes são supridos de três fontes, uma para cada de um primeiro material que inclui uma primeira poliolefina, um segundo material incluindo uma mistura de uma carga particulada, um termoplástico (ex: uma segunda poliolefina), e opcionalmente um agente antiestático (tal como um monoestearato de glicerol, um amina de ácido graxo etoxilado, uma dietanolamida, ou qualquer combinação destes) e um terceiro material que inclui um elastômero (ex: uma poliolefina termoplástica).
[0022] O processo pode incluir uma etapa de controlar 6 pelo menos um conjunto de porta corrediça conforme mostra a Figura 1A. As Figs. 2A e 2B mostram um conjunto ilustrativo de porta corrediça 28 numa posição fechada e numa posição aberta, respectivamente. Em um aspecto, o conjunto de porta corrediça 28 pode estar situado debaixo de pelo menos um alimentador de misturador para dosificar pelo menos um dos ingredientes (ex: pelo menos um do primeiro, segundo e terceiro materiais). O conjunto de porta corrediça 28 pode incluir uma porta corrediça 22 e um inserto de válvula 24. O inserto de válvula 24 pode ser cuneiforme, curvado ou configurado de forma diferente para evitar acúmulo de um ou mais do primeiro, segundo e terceiro materiais (ex: aglomeração, emperramento, entalamento, etc) no conjunto de porta corrediça 28 (ex: quando a porta corrediça 28 se move entre a posição fechada (Fig. 2A) e a posição aberta (Fig. 2B)) antes de ser recebido pelo misturador.
[0023] Com referência às Figs. 1A e 1B, é previsto que o processo inclua uma etapa de mistura a seco 8, durante a qual partículas individuais (ex: grânulos) do primeiro, segundo e terceiro materiais, são misturadas no misturador 20 para formar uma mistura de partícula substancialmente uniforme, preferivelmente sem fundir os materiais (ex: a temperatura máxima de mistura a seco está abaixo da temperatura de pico de fusão ou da temperatura de transição vítrea de pelo menos um, preferivelmente de todos do primeiro, segundo e terceiro materiais). Além da etapa de misturação a seco 8, o processo pode ainda incluir uma etapa de descarga 10 da mistura seca de partícula uniforme (ou seja, a mistura de partícula uniforme), por exemplo, através de uma unidade de descarga de misturador 19. Preferivelmente, a mistura uniforme de partícula não é misturada sob fusão até que seja aquecida numa rosca e barril de uma máquina de moldar peças 15 (ex: combinação na prensa). Considera-se que em uma concretização, a mistura de partícula pode incluir somente dois dos três materiais, um material pode incluir o polímero e o outro material pode incluir uma carga ou reforço (ex: um concentrado de talco, um concentrado de fibra de vidro ou ambos). É previsto em outra concretização que a mistura pode incluir um ou mais dos ingredientes adicionais tais como um corante, sucata disponível da retificação de peças moldadas, ou de outra forma conforme aqui descrito. Considera-se também que a etapa de combinação pode ser um processo em batelada, um processo contínuo ou outro, ou qualquer combinação dos mesmos. De forma similar, a etapa de alimentação (ex: dosificação) pode ser um processo em batelada, um processo contínuo, ou outro, e qualquer combinação dos mesmos.
[0024] Para fins de exemplo, conforme mostra a Figura 3, é empregado um misturador típico 30 provido de unidade de descarga 32 (ex: uma unidade de descarga de misturador 19, um funil da máquina de moldagem 5, ou outro) sem inserto. Sem vincular-se a nenhuma teoria, acredita-se que a combinação típica (ex: mistura gravitacional, mistura mecânica ou outra ou qualquer combinação das mesmas) utilizando o aparelho da Figura 3 e vários materiais (ex: grossos, não grossos ou outro) que podem ou não ter tamanhos, formatos, densidades, elasticidades similares, ou diferentes ou qualquer combinação dos mesmos, podem resultar numa pluralidade de taxas de fluxo ou fluxos internos. Mediante descarga da mistura de material do misturador, essas taxas de fluxo ou fluxos internos podem causar alguma segregação dos vários materiais na mistura de material. Como exemplo, a unidade de descarga 32 possui um fluxo de massa caracterizado como um fluxo do tipo "funil", de forma tal que a taxa de fluxo ou o fluxo de massa vertical (ou seja, a taxa de fluxo local por área unitária) de partículas na seção transversal horizontal varia com a distância a partir da superfície interna 34 da unidade de descarga. Um fluxo do tipo "funil" tende a impedir a recombinação dos vários materiais, a causar segregação dos vários materiais, ou ambos. Consequentemente, o fluxo tipo funil tende a congregar as primeiras partículas (ex: partículas grossas) conforme mostrado pelas porções externas 31, na direção das superfícies interiores 34 para definir uma primeira taxa de fluxo e as segundas partículas (ex: partículas finas) tendem a se congregar na direção da porção central 33 para definir a segunda taxa de fluxo, a primeira taxa de fluxo sendo geralmente menor do que a segunda taxa de fluxo. Ao longo do plano horizontal 50, a mistura de partícula escoa num primeiro fluxo de massa vertical 36 próximo à porção externa 31 e num segundo fluxo de massa vertical 38 na direção da porção central 33, o primeiro fluxo de massa vertical 36 sendo geralmente menor do que o segundo fluxo de massa vertical 38. É previsto que as primeiras partículas congregadas de porções 31 podem incluir áreas de fluxo "morto" ou áreas sem fluxo, que podem ainda promover a segregação de partículas semelhantes ou de outra forma. O fluxo em funil resultante inicia-se tipicamente para separar partículas semelhantes da mistura de partícula geralmente uniforme (ex: homogênea) da etapa de combinação, formando assim uma mistura de partícula não uniforme (ex: heterogênea). Por exemplo, em uma concretização tendo um fluxo do tipo funil, considera-se que um material (ex: o material fino) geralmente descarrega-se primeiro ou mais rapidamente, de forma tal que o material inicialmente carregado tenha uma concentração relativamente alta do material fino. Posteriormente, a descarga é uma mistura que tem uma concentração relativamente baixa de um dos materiais (ex: o material fino) e uma concentração relativamente alta de outro material (ex: um material grosso). Assim, considera-se que o fluxo do tipo funil resulta tipicamente numa mistura de partículas tendo composição variável e/ou partes com composição variável.
[0025] Preferivelmente, o processo inclui ainda uma etapa de recombinar (ex: remisturar) partículas semelhantes segregadas da mistura uniforme de partículas (ex: mistura seca). A etapa de recombinação é realizada provendo-se um inserto 39 numa unidade de descarga 44 (ex: uma descarga de misturador, um funil de máquina de moldagem ou outro). Em um aspecto, o inserto 39 é desejavelmente configurado para substancialmente reduzir a segregação radial (ex: lado a lado) das várias partículas diferentes definindo pelo menos um fluxo de massa através da unidade de descarga 44. No fluxo tipo "massa", não existem áreas de fluxo "morto" nem áreas sem fluxo. Como tal, considera-se que o inserto pode ser configurado para substancialmente manter a mistura uniforme de partículas pela unidade de descarga (ou seja, para impedir ou substancialmente reduzir a segregação 12), para permitir a recombinação eficaz (ex: remistura) de uma segregação potencial de partículas semelhantes, impondo-se um fluxo tipo massa no interior da unidade de descarga, ou ambos.
[0026] Conforme mostram as Figs. 4-5, emprega-se uma unidade de descarga 44 (ex: uma unidade de descarga de misturador, um funil de máquina de moldagem, ou de outra forma) provida de um inserto 39, tal como um inserto discutido nas patentes americanas Nos. 3.797.707 (Jenike et al. emitida em 19 de março de 1974) e 4.286.883 (Johanson, emitida em 01 de setembro de 1981) que são aqui incorporadas por referência para todos os fins. Sem se vincular a nenhuma teoria, acredita- se que a superfície interior 48, e a superfície exterior 47 do inserto 44 reduz substancialmente ou elimina o fluxo tipo "funil" causado pela etapa de descarga (ex: uma etapa de descarga do misturador ou uma etapa de descarga do funil da máquina de moldar peças para o conjunto de rosca e barril da máquina de moldar peças) numa unidade de descarga similar livre de insertos. Além disso, acredita-se que o inserto reduz substancialmente ou elimina a segregação de partículas (ex: a segregação das partículas grossas das partículas finas). O inserto pode resultar num fluxo da mistura granular uniforme que é caracterizado como fluxo tipo "massa". Por exemplo, o fluxo dentro e fora do inserto pode ser caracterizado por fluxo tipo massa.
[0027] Com respeito a uma concretização específica conforme mostrado nas Figuras 4-5, é ainda previsto que a unidade de descarga 44 possa incluir uma superfície externa 41 tendo um perímetro fechado (ex: anular ou outro) com uma superfície interior inclinada para dentro e para baixo 43 formando um primeiro ângulo 46 com a vertical. O inserto 39 pode incluir uma estrutura interna 49 apoiada (ex: coaxialmente apoiada) dentro da estrutura externa 41 e tendo um perímetro fechado (ex: anular ou outro) com uma superfície interior inclinada para dentro e para baixo 48 e superfície exterior 47 formando um segundo ângulo 45 com a vertical. Preferivelmente, o segundo ângulo da estrutura interna é menor do que o primeiro ângulo. Por exemplo, em uma concretização, o primeiro ângulo entre uma superfície exterior anular inclinada para dentro e para baixo da superfície externa e a vertical pode ser menor do que cerca de 30 graus (ou seja, o ângulo entre a superfície exterior e o plano horizontal pode ser maior que cerca de 60 graus). Considera-se que as superfícies inclinadas da estrutura externa, da estrutura interna, ou de ambas, podem geralmente formar o modelo de um cone (ex: cone tronco-cônico), um poliedro convergente (ex: tetraedro, pirâmide, ou outro) ou de outra forma.
[0028] Em detalhes mais particulares, conforme observado em um exemplo específico, a Figura 4 mostra uma unidade de descarga (ex: conectada a um misturador 20) tendo uma primeira abertura 35 que é geralmente planar com a segunda abertura 37 do inserto 39. Neste exemplo, o fluxo de massa vertical externo 40 é geralmente similar ao fluxo de massa vertical interno 42 (ex: a taxa de fluxo de massa externo é geralmente similar à taxa de fluxo de massa interno), conforme ilustra a Figura 4 ao longo do plano horizontal 50. O fluxo na unidade de descarga (ex: tanto dentro como fora do inserto) é caracterizado por um fluxo tipo "massa". Em outro exemplo específico, a Figura 5 mostra uma unidade de descarga 44' tendo a segunda abertura 37 geralmente não-planar com a primeira abertura 35 de forma tal que a segunda abertura 37 é deslocada debaixo do plano da primeira abertura 35. Considera-se que a segunda abertura 37 estende-se assim pela primeira abertura 35. Neste exemplo, o tamanho (ex: raio)das aberturas e dos ângulos do inserto e da unidade de descarga (ou seja, o primeiro e segundo ângulos) são iguais como na Figura 4. O posicionamento da segunda abertura 37 com respeito à primeira abertura 35 produz um fluxo de massa vertical externo 40 que é geralmente menor do que o fluxo de massa vertical interno 42 (ex: a taxa de fluxo de massa externo é geralmente menor do que a taxa de fluxo de massa interno) conforme ilustra a Figura 5 ao longo de um plano horizontal 50.
[0029] Conforme ilustrado nos exemplos acima, num dado plano horizontal, a taxa de fluxo de massa vertical médio fora do inserto (ou seja, entre a superfície interior da estrutura externa e a superfície exterior da estrutura interna), F1, pode ser igual ou diferente da taxa de fluxo vertical médio dentro do inserto (ou seja, entre a superfície interna da estrutura interna) F2. Tipicamente, a relação de F1/F2 é de cerca de 0,1 a cerca de 10, mais tipicamente de cerca de 0,2 a cerca de 5 e o mais tipicamente de cerca de 0,25 a cerca de 4 (ex: de cerca de 0,4 a cerca de 2,5). Porém, pode-se utilizar relações mais altas e mais baixas dos fluxos. Conforme ilustrado acima, a relação de F1/F2 pode ser de cerca de 1 (ex: de cerca de 0,8 a cerca de 1,25).
[0030] A área da seção transversal da primeira abertura A1, é a área entre a superfície externa da estrutura interna 47 e a superfície interna 43 da estrutura externa na primeira abertura 35. A área da seção transversal da segunda abertura, A2, é a área delimitada pela superfície interna 48 da estrutura interna na segunda abertura 37. Será apreciado que as taxas de fluxo relativas pela primeira abertura e pela segunda abertura variarão com as áreas A1 e A2. Por exemplo, a relação da taxa de fluxo pela primeira abertura para a taxa de fluxo pela segunda abertura aumentará à medida que aumenta a relação A1/A2. Tipicamente, a relação de A1/A2 é de cerca de 0,1 a cerca de 10, mais tipicamente de cerca de 0,2 a cerca de 5, e o mais tipicamente de cerca de 0,4 a cerca de 2,5. Porém, pode- se utilizar relações mais altas e mais baixas de A1/A2. A relação de A1/A2 pode ser de cerca de 1 (ex: de cerca de 0,8 a cerca de 1,25). Com respeito às Figuras 6A, 6B e 6C, outra concretização da presente invenção é mostrada, provendo-se uma unidade de descarga 44" (ex: uma descarga de misturador, um funil de máquina de moldagem ou outro) tendo um inserto modificado 60. Similarmente aos insertos descritos acima, o inserto modificado 60 pode incluir um perímetro fechado tendo uma superfície interior 63 e uma exterior 65 inclinadas para dentro e para baixo . Considera-se que o inserto modificado 60 pode ser apoiado (ex: apoiado coaxialmente), conectado ou de outra forma ligado à superfície interior 64 da unidade de descarga 44". A Figura 6A ilustra uma unidade de descarga 44"que faz parte de um misturador 20' ou um funil. O inserto modificado pode ainda incluir uma ou mais aletas 66, uma estrutura central 67, ou uma combinação de ambas. As aletas 46 podem ser ligadas à superfície interior 63 do inserto modificado 60,à estrutura central 67 (quando incluída) ou a uma combinação de ambas. A estrutura central 67 pode ser geralmente uma estrutura que se estende longitudinalmente (ex: verticalmente). Em um aspecto, a estrutura central 67 pode incluir um perfil constante, embora não necessariamente. Em outro aspecto, a estrutura central 67 pode ser uma estrutura oca para permitir o fluxo de partículas (ex: em uma concretização específica conforme mostra a Fig. 6B pelo fluxo de massa vertical 52) através da mesma, embora não necessariamente. Em uma concretização específica, conforme mostra a Figura 6B, a estrutura central 67 é uma estrutura oca tendo aletas 46 a ela conectadas.
[0031] As aletas podem incluir superfícies preferivelmente lisas, embora não necessariamente. As aletas 66 podem incluir uma superfície geralmente plana, uma superfície geralmente curva, torcida ou outra, ou qualquer combinação destas. As aletas 66 podem ser similarmente espaçadas ou não. As aletas podem ter comprimentos, larguras, raios ou outros similares, ou podem ser diferentes. Como tal, as aletas 66 podem ser projetadas para criar uma variedade de fluxos de massa verticais ou taxas de fluxo de massa local (ex: em uma concretização específica, conforme mostra a Figura 6B através de taxas de fluxo de massa ou fluxos de massa verticais 53, 54, 55 e 56, que são diferentes). Considera-se que uma taxa de fluxo de massa vertical externo ou fluxo de massa vertical (ex: em uma concretização específica conforme mostra a Fig. 6B através de taxa de fluxo de massa ou fluxo de massa vertical 51) pode ser formada entre a superfície interior 64 da estrutura externa 60 e a superfície exterior 65 do inserto modificado 60. Considera-se ainda que os fluxos de massa verticais ilustrados na Fig. 6B (ex: fluxos de massa verticais 51, 52, 53, 54, e 56) são ainda mostrados na Fig. 6C, que mostra uma seção transversal da unidade de descarga 44" tendo o inserto modificado 60. A Figura 6C ilustra os vários fluxos de massa 61 do material combinado à medida que o material transita entre a superfície interior 64 da estrutura externa e a superfície externa 65 do inserto modificado 60, entre a superfície interior 63 do inserto modificado 60 e a superfície exterior 69 da estrutura central 67, e entre a superfície interior 68 da estrutura central 67.
[0032] Em um aspecto, o inserto modificado 60 pode ser configurado para reduzir substancialmente a segregação radial (ex: lado a lado) das várias partículas diferentes, definindo- se pelo menos um fluxo do tipo massa pela unidade de descarga 44" (ex: descarga de misturador, funil da máquina de moldar ou outro), conforme aqui discutido. Em outro aspecto, considera- se que o inserto modificado pode ser configurado para substancialmente reduzir a segregação axial (ex: do topo ao fundo) das várias partículas diferentes, definindo-se um ou mais fluxos de massa verticais, uma ou mais taxas de fluxo de massa ou ambas, pela unidade de descarga 44". Por exemplo, em processo que resultam em segregação de mistura (tal como pode ser causado pelo fluxo tipo funil, eletricidade estática, um fluxo do tipo turbilhão e similares) pode ser desejável ter uma pluralidade de fluxos para reduzir a variação temporal na composição. Isso pode ser especialmente atraente quando a variação das concentrações dos ingredientes resultar em variações em uma ou mais propriedades. Como tal, ao prover uma pluralidade de fluxos de massa verticais conforme mostram as Figuras 6B e 6C, uma recombinação (ex: uma remistura) de partículas pode ser obtida, reduzindo-se a variância nas propriedades de peças moldadas preparadas em tempos diferentes e/ou em propriedades dos ingredientes particulados similares axialmente.
[0033] Conforme ilustrado nas Figuras 1A e 1B, o processo inclui ainda uma etapa de alimentação 14 para alimentar a mistura uniforme de partículas para uma unidade de descarga, tal como um funil 5 (preferivelmente incluindo um inserto ou um inserto modificado) e para a máquina de moldar peças 15 (ex: introduzindo-se a mistura de partículas no conjunto de rosca e barril da máquina de moldar peças), uma etapa de moldagem 16 para moldar a mistura de partículas na máquina de moldagem e formar o artigo moldado 17 (ex: através de uma ferramenta de moldagem tal como um molde, uma matriz, ou outro dispositivo) ou uma combinação de ambos.
[0034] A etapa de descarga do misturador e a etapa de alimentação para a máquina de moldar peças pode ser conduzida por meio do mesmo aparelho ou etapa (ex: a descarga do misturador e o funil da máquina de moldar peças são integrados conjuntamente ou são os mesmos componentes), ou por meio de aparelhos ou etapas diferentes (ex: a descarga do misturador e o funil da máquina de moldar peças não são integrados ou são componentes diferentes) conforme aqui discutido. O processo pode incluir uma etapa de transferência 18 que inclui transferir pelo menos um do primeiro material, do segundo material, do terceiro material ou qualquer combinação destes, entre uma ou mais das etapas aqui discutidas (ex: de pelo menos uma fonte de suprimento de material para o misturador, da descarga do misturador para o funil, ou de forma diferente).
[0035] A presente invenção também inclui uma máquina de moldar peças 15 que pode ser configurada para aceitar uma mistura de partículas poliméricas sólidas contendo materiais diferentes. Exemplos de uma ou mais características da máquina de moldar peças incluem, porém não se restringem ao uso de energia térmica, energia mecânica, ou ambas para fundir o polímero; prover energia de cisalhamento ou outra para misturar (ex: homogeneizar) os materiais diferentes; moldar o polímero fundido convertendo-o num artigo moldado ou outro, ou qualquer combinação dos mesmos. Exemplos de uma máquina de moldar peças podem incluir, porém não se restringem a uma máquina de moldagem por injeção, uma máquina de moldagem por sopro, uma máquina de extrusão de folha ou película, uma máquina de extrusão de perfil ou outra. Adicionalmente, a máquina de moldar peças pode ser acoplada com outra máquina de moldagem de peças para produzir uma peça que utiliza materiais múltiplos (ex: moldagem por co-injeção, máquina das co-extrusão ou outra, ou qualquer combinação destas).
[0036] Tipicamente, uma máquina de moldar peças pode ser utilizada na fabricação de peças plásticas que pode incluir um conjunto de rosca e barril. O conjunto de rosca e barril pode incluir uma ou mais das seguintes características: possui uma relação de comprimento/diâmetro maior que cerca de 15:1, contrapressão de cerca de pelo menos 0,68 MPa (100 psi) que pode ser aplicada ao primeiro, segundo e terceiro materiais no conjunto de rosca e barril, uma velocidade de rosca de cerca de 25 a cerca de 250 rpm que pode ser empregada no conjunto de rosca e barril, uma temperatura de cerca de 180 a cerca de 270oC, ou qualquer combinação destes. Um processo preferido emprega uma temperatura no conjunto de rosca e barril na qual pelo menos um, mais preferivelmente todos os materiais poliméricos (ex: o primeiro, segundo e terceiro materiais) na mistura uniforme de grânulos encontra-se num estado fundido.
[0037] Conforme discutido nos pedidos de patente americana Nos. 11/736.342 (Jones et al. depositado em 17 de abril de 2007) e 11/821.706 (Wevers et al. depositado em 25 de junho de 2007), ambas aqui incorporadas expressamente por referência, a rosca do conjunto de rosca e barril pode ser adaptada para prover misturação dispersiva e distributiva. Pode, por exemplo, incluir uma pluralidade tanto de canais afluentes e de canais efluentes, um canal de misturação que inclui pelo menos um rebaixo para prover misturação dispersiva, pelo menos um canal de derivação para prover misturação distributiva, ou outros meios comumente conhecidos para misturação dispersiva e para misturação distributiva. É também previsto que a rosca pode ser adaptada com uma combinação dos meios acima para prover misturação dispersiva e distributiva.
[0038] A peça moldada produzida pela máquina de moldar peças pode ter qualquer tamanho ou formato. Preferivelmente, a peça moldada tem uma massa maior que 1g, preferivelmente maior que 3g, e o mais preferivelmente maior que 10g. A peça moldada preferivelmente não é um grânulo ou outra peça que se pretenda processar por fusão num conjunto de rosca e barril adicional.
[0039] A etapa de transferir 13 a mistura de partícula das fontes de suprimento de material para o misturador, do misturador para a máquina de moldar peças ou de outra forma, quando presente, ocorrerá a uma distância de transferência adequada. Além disso, a distância de transferência pode ser tipicamente menor que cerca de 100 metros, embora possivelmente maior, mais tipicamente menor que cerca de 50 metros, e o mais tipicamente menor que cerca de 10 metros. Em uma concretização da invenção, a distância de transferência preferivelmente deve ser menor que 8 metros, mais preferivelmente menor que 5 metros, e o mais preferivelmente menor que 3 metros.
[0040] A etapa de transferir 13 a mistura de partícula do misturador para a máquina de moldar peças pode envolver uma etapa de distribuir (ex: alimentar) a mistura de partículas para máquinas de moldar peças múltiplas. Ou seja, um único sistema fornece ingredientes misturados a seco para uma pluralidade de máquinas de moldagem de peças.
[0041] A etapa de transferência pode incluir transferir a mistura uniforme de partículas utilizando um transportador de partículas 13. Por exemplo, a etapa de transferência pode incluir uma etapa de transportar uma mistura de partícula (ou seja, a mistura uniforme de partículas) por um tubo de transferência provido de um orifício de saída que dá para o interior de um misturador ou funil (ex: um misturador ou funil que inclui uma unidade de descarga provida de um inserto ou inserto modificado), de forma tal que a mistura de partícula escoe para dentro da área de admissão do misturador ou funil. A direção do fluxo médio da mistura de partícula à medida que ele egressa do tubo (ou seja, no orifício de saída do tubo) é preferivelmente num sentido geralmente descendente. Por exemplo, o ângulo entre a direção de fluxo médio e a direção vertical descendente pode ser menor que cerca de 30o, preferivelmente menor que cerca de 10o, mais preferivelmente menor que cerca de 5o, e o mais preferivelmente menor que cerca de 2o. O fluxo da mistura de partícula que egressa do tubo de transferência pode ser substancialmente isento de fluxo tangencial, de forma a não criar essencialmente nenhum turbilhonamento. Por exemplo, o tubo de transferência pode ser conectado à tampa de um funil (ex: no topo da tampa), preferivelmente no ou próximo ao centro da tampa.
[0042] A transferência pode ser realizada através de quaisquer meios apropriados, inclusive, porém não restrito a fluxo por gravidade, transferência pneumática ou uma combinação destes. Preferivelmente, as condições de transferência são tais que a camada superior do material no funil fica substancialmente livre de saltação. Por exemplo, as condições de transferência podem incluir uma taxa de fluxo relativamente baixa, um vácuo relativamente baixo, ou ambos.
[0043] Ao ingressar na área de admissão do misturador ou funil, a mistura granular pode passar através ou sobre um distribuidor ou outro dispositivo para geralmente distribuir o fluxo das partículas de maneira mais uniforme. O distribuidor pode alterar a velocidade média da mistura uniforme de partículas, o desvio padrão da velocidade, ou ambos. Por exemplo, o distribuidor pode reduzir a velocidade média (ex: o componente descendente da velocidade) e/ou aumentar a direção radial da velocidade para fora. O distribuidor pode resultar numa superfície superior da mistura granular no funil que é geralmente horizontal (ex: com um ângulo menor que 20o, preferivelmente menor que cerca de 12o, mais preferivelmente menor que cerca de 8o, e o mais preferivelmente menor que cerca de 4o. O distribuidor pode ser ligado ao funil, a uma tampa do funil, ou ao tubo de transferência. Em geral, o distribuidor está localizado no tubo de transferência, na extremidade do tubo de transferência ou abaixo do orifício de saída do tubo de transferência. Distribuidores apropriados incluem os distribuidores providos de superfície sólida tal como uma placa ou disco plano geralmente horizontal, ou outros que possuem uma superfície inclinada geralmente para cima e para dentro, tal como um cone ou pirâmide apontando para cima e similares. Outros distribuidores apropriados incluem os que possuem uma pluralidade de orifícios (ex: uma malha) de forma tal que menos de 35% (preferivelmente menos de 28%, mais preferivelmente menos de 15%) das partículas passem por qualquer orifício individual. Com referência à Figura 7, o distribuidor 74 pode ser conectado à tampa do funil 70. Por exemplo, o distribuidor pode ser conectado a uma entrada central 76 do funil, tal como uma no fundo da tampa do funil 72. O distribuidor ilustrado na Figura 7 possui quatro orifícios 78, podendo-se, porém, utilizar mais ou menos orifícios (conforme discutido acima, o distribuidor pode não ter orifícios, tal como uma placa ou disco horizontal plano colocado abaixo da entrada). Um distribuidor provido de orifícios preferivelmente inclui pelo menos três orifícios, mais preferivelmente pelo menos 4 orifícios. Os orifícios do distribuidor 78 podem ter tamanho e formato geralmente semelhantes ao ilustrado na Figura 7, ou podem ter tamanho e formato variados.
[0044] O tubo de transferência pode ser fabricado em qualquer material apropriado. Preferivelmente, o tubo de transferência é fabricado em material eletricamente condutor (ex: metal condutor) ou incluir meios de conduzir eletricidade (ex: utilizando um fio ou malha metálica no interior do tubo de transferência).
[0045] Em um aspecto da invenção, pode ser desejável se ter baixa variabilidade da dosificação do primeiro, segundo e terceiro material. Uma medida da variabilidade na dosificação é o coeficiente de variação, que é definido como o quociente obtido dividindo-se o desvio padrão da velocidade de dosificação pela média da velocidade de dosificação; o desvio padrão e a média são obtidos amostrando-se a taxa de dosificação. Em um exemplo específico, o coeficiente de variação da velocidade de dosificação de um ou mais dos materiais no misturador deve ser menor que 5%, e preferivelmente menor que 3%.
[0046] É ainda previsto que em uma concretização da invenção, a mistura de partículas pode ser alimentada diretamente do misturador para a máquina de moldar peças. Preferivelmente, essa etapa de alimentar diretamente a mistura de partícula na máquina de moldar peças pode ser conduzida sem o uso de uma etapa de transferência.
[0047] Um processo preferido na presente invenção pode ser caracterizado como sendo livre de uma etapa de pré-combinar juntos (ou seja, mistura sob fusão)a pluralidade de ingredientes (ex: o primeiro, segundo e terceiro materiais) antes de alimentar a mistura de partícula para o ponto de admissão (ex: o ponto de recepção do funil) da máquina de moldar peças. Porém, considera-se também que o processo pode incluir uma etapa de pré-combinar parte ou todos os ingredientes (ex: no máximo dois do primeiro, segundo e terceiro materiais).
[0048] É previsto que a presente invenção pode ainda incluir introduzir na máquina de moldar peças 15 um ou mais aditivos. O aditivo pode ser incluído em pelo menos um do primeiro material, do segundo material e do terceiro material, ou como um ou mais materiais adicionais. Sem limitação, o aditivo pode reduzir ou até mesmo substancialmente eliminar aglomeração, segregação ou ambos, de pelo menos um da pluralidade de ingredientes particulados diferentes.
[0049] Por exemplo, em uma concretização preferida da invenção, um dos materiais, preferivelmente o segundo material, ou seja, a mistura de uma carga particulada e uma segunda poliolefina, podem adicionalmente incluir pelo menos um agente químico antiestático. O componente antiestático é preferivelmente um antiestático interno, e pode ser iônico (ex: catiônico ou aniônico), não-iônico, ou uma mistura de agentes químicos antiestáticos iônicos e não-iônicos. Em uma concretização preferida, agentes químicos antiestáticos não- iônicos eficazes podem ser higroscópicos, suficientemente pequenos para poderem migrar para a superfície, ou uma combinação de ambos. Após migrar para a superfície, a porção hidrofílica do agente químico eletrostático pode formar ligação de hidrogênio à umidade atmosférica, possivelmente formando assim um fina camada de água na superfície. Acredita- se que essa camada de água possa tipicamente prover as propriedades antiestáticas.
[0050] Exemplos de agentes químicos antiestáticos não- iônicos utilizados em poliolefinas incluem, embora não se restrinjam a monoglicerídeos, aminas de ácido graxo etoxilado, ou de outra forma, ou qualquer combinação destes. Monoglicerídeos são monoésteres que podem ser tipicamente formados pela reação de glicerol e de um ácido graxo.
[0051] Uma formulação geral para um monoglicerídeo ilustrativo é a seguinte:
onde R é um grupo alquila ou arila. Tipicamente R contém cerca de pelo menos 10 átomos de carbono, e preferivelmente R contém cerca de 12 a cerca de 22 átomos de carbono. Em um exemplo específico, o monoglicerídeo é monoestearato de glicerol, onde R é principalmente CH3(CH2)16. Uma dietanolamida representativa é dietanol lauramida.
[0052] Uma estrutura de uma amina de ácido graxo etoxilado ilustrativa é a seguinte:
onde R é um grupo alquila ou arila. Tipicamente R contém pelo menos 10 átomos de carbono, e preferivelmente R contém de cerca de 12 a cerca de 22 átomos de carbono.
[0053] Uma estrutura de uma dietanolamida ilustrativa é a seguinte:
onde é um grupo alquila ou arila. Tipicamente R contém cerca de pelo menos 10 átomos de carbono, e preferivelmente R contém de cerca de 12 a cerca de 22 átomos de carbono.
[0054] Embora o uso de antiestáticos seja bastante conhecido no campo de polimeros, eles são principalmente utilizados para conferir uma característica antiestática específica ao produto acabado. No presente caso, o antiestático é utilizado para reduzir a segregação de partículas antes de fabricar a peça, por exemplo através de moldagem por injeção.
[0055] Se empregado no segundo material, a concentração do agente químico antiestático pode ser menor que cerca de 5% em peso, com base no peso total do segundo material. A concentração do agente químico antiestático, por exemplo, pode variar de cerca de 0,1% a cerca de 2,5% e preferivelmente de cerca de 0,5% a cerca de 2,0% com base no peso total do ingrediente (ex: do primeiro material, do segundo material ou do terceiro material).
[0056] Outro aspecto da presente invenção refere-se à capacidade de se atingir um nível de mistura, consistência ou ambos que possam ser equivalentes às poliolefinas termoplásticas combinadas (TPOs). Por exemplo, as TPOs são tipicamente blendas de a) uma primeira poliolefina (ex: polipropileno ou outro), e b). uma segunda poliolefina (ex: um elastômero ou outro). As TPOs podem ainda incluir aditivos tais como cargas (ex: talco ou outro), agentes de desmoldagem, antioxidantes, estabilizantes de UV, estabilizantes térmicos, auxiliares de processo, ou outros, ou qualquer combinação destes. Todos esses ingredientes pode ser misturados a seco (ou seja, misturado em estado sólido), antes da admissão na máquina de moldar peças. No estado da técnica, o primeiro, segundo e terceiro materiais são todos combinados/misturados no estado fundido antes de serem adicionados à máquina de moldar peças, ou alternativamente, são adicionados à máquina de moldar peças na forma de uma mistura de partículas que pode se tornar não homogênea.
[0057] A primeira poliolefina pode incluir polipropileno ou outro. A segunda poliolefina pode incluir a primeira poliolefina, uma ou mais de outras poliolefinas, ou uma combinação de ambas. Em uma concretização preferida, o segundo material inclui um polipropileno (ex: polipropileno do primeiro material), um elastômero (ex: elastômero do terceiro material) ou uma combinação destes.
[0058] Composições de TPO representativas são descritas nos pedidos de patente americana Nos. 11/736.342 e 11/821.706 e na patente americana No. 5.576.374, todos aqui incorporados por referência.
[0059] A primeira poliolefina é tipicamente relativamente rígida. Sendo assim, a primeira poliolefina pode incluir ou consistir essencialmente de (ex: consistir de pelo menos 70% em peso, mais preferivelmente pelo menos 90% em peso, e o mais preferivelmente pelo menos 95% em peso, com base no peso total da primeira poliolefina) um termoplástico tendo um módulo de flexão (medido através de módulo secante 2% testado de acordo com ASTM D-790) maior que cerca de 200 MPa, preferivelmente maior que cerca de 400 MPa, mais preferivelmente maior que cerca de 600 MPa, e o mais preferivelmente maior que cerca de 700 MPa. A primeira poliolefina pode incluir ou consistir essencialmente de um termoplástico com módulo de flexão menor que cerca de 1800 MPa, preferivelmente menor que cerca de 1400 MPa. A primeira poliolefina pode incluir um homopolímero de polipropileno (ex: polipropileno isotático), um copolímero de polipropileno (ex: copolímero de polipropileno aleatório, copolímero de polipropileno de impacto) ou qualquer combinação. O primeiro material representará tipicamente mais de 20% em peso, mais particularmente mais de 40% em peso, e mais especificamente cerca de 45 a cerca de 90% em peso (ainda mais especificamente cerca de 45 a cerca de 80% em peso do peso total da mistura).
[0060] Em relação ao segundo material, este tipicamente incluirá uma mistura de carga particulada e um segundo polímero termoplástico (ex: uma segunda poliolefina). Embora qualquer uma das várias cargas descritas no estado da técnica possa ser empregada (ex: mica, carbonato de cálcio, argilas, sílica, dióxido de titânio, madeira), uma carga preferida é o talco (ex: um talco consistindo essencialmente de 3MgO.4SiO2.H2O). A carga pode ter qualquer tamanho médio de partícula apropriado, por exemplo, de cerca de 0,01 a 10 micra. A carga tipicamente representará menos de 85% em peso e mais particularmente menos de cerca de 75% em peso do peso total do segundo material. Além disso, a carga representará tipicamente cerca de 2 a cerca de 30% em peso, e mais especificamente cerca de 5 a cerca de 20% em peso do peso total da mistura.
[0061] O elastômero do terceiro material pode incluir um ou mais de qualquer um dos vários elastômeros conhecidos no estado da técnica para prover ao polipropileno resistência ao impacto melhorada. Exemplos de elastômeros incluem, porém não se restringem a borracha de etileno-propileno, borracha EPDM, copolímeros de etileno/alfa-olefina (ex: elastômeros poliolefínicos ENGAGE®), copolímeros ou interpolímeros de etileno lineares (também conhecidos como "LEPs") e copolímeros ou interpolímeros de etileno substancialmente lineares (também conhecidos como "SLEPs"). O elastômero do terceiro material é preferivelmente um termoplástico que possui uma temperatura de fusão ou temperatura de transição vítrea maior que cerca de 40oC, preferivelmente maior que cerca de 50oC (medida através de calorimetria diferencial exploratória a uma velocidade de aquecimento de cerca de 10oC/min após um histórico térmico de resfriamento do fundido a uma velocidade de cerca de 10oC/min). O índice de fusão do terceiro material pode ser de cerca de 0,5 a cerca de 500 dg/min quando testado de acordo com ASTM D1238 com uma carga de 2,16 kg. O elastômero do terceiro material terá tipicamente um módulo de flexão (testado de acordo com ASTM D790, módulo secante 2%) menor que o módulo de flexão da primeira poliolefina. Preferivelmente, o elastômero do terceiro material tem um módulo de flexão menor que cerca de 150 MPa, mais preferivelmente menor que cerca de 100 MPa, ainda mais preferivelmente menor que cerca de 60 MPa, e o mais preferivelmente menor que cerca de 30 MPa. O elastômero do terceiro material pode ter um módulo de flexão maior que cerca de 1 MPa, preferivelmente maior que cerca de 2 MPa, mais preferivelmente maior que cerca de 4 MPa, e o mais preferivelmente maior que cerca de 8 MPa.
[0062] O elastômero tipicamente representará menos que cerca de 80% em peso do peso da mistura de partícula total, embora possivelmente mais. Mais especialmente, o elastômero representará tipicamente menos que cerca de 50% em peso, e o mais preferivelmente menos que cerca de 40% em peso do peso de mistura total. Por exemplo, o elastômero pode estar presente na faixa de cerca de 10 a cerca de 30% em peso do peso de mistura total. A concentração total de poliolefina e elastômero na mistura de partícula pode ser maior que cerca de 55% em peso, preferivelmente maior que cerca de 65% em peso, mais preferivelmente maior que cerca de 70% em peso, e o mais preferivelmente maior que cerca de 80% em peso, (ex: maior que cerca de 90% em peso) com base no peso total da mistura de partícula.
[0063] É ainda considerado que um ou mais dos materiais adicionais podem ser também combinados com um ou mais do primeiro, segundo e terceiro materiais. Exemplos de materiais adicionais podem incluir, porém não se restringem a poliolefinas adicionais, elastômeros adicionais, corantes, material de sucata, aditivos, concentrados aditivos, ou outros, ou qualquer combinação destes.
[0064] Novamente com referência à Figura 1B, a presente invenção pode ainda prover vários sistemas 9 para fabricar um artigo moldado. Um sistema inclui fontes separadas 11, 11', 11" de um primeiro material que inclui uma primeira poliolefina, um segundo material que inclui uma mistura de uma carga particulada e uma segunda poliolefina, e um terceiro material que inclui um elastômero. É previsto que o sistema inclui ainda um misturador 20 que emprega uma estrutura externa (ex: cone tal como um cone tronco-cônico, poliedro convergente tal como uma pirâmide, um tetraedro ou outro) tendo perímetro fechado que incorpora uma superfície interior inclinada para dentro e para baixo que forma um primeiro ângulo com a vertical, e a descarga do misturador. O misturador tipicamente inclui um meio de misturação tal como pás, aletas, ou outros meios conhecidos no estado da técnica para combinar a pluralidade de partículas do primeiro, segundo e terceiro materiais para formar uma mistura geralmente uniforme. O sistema pode ainda incluir um inserto localizado na unidade de descarga do misturador 19, num alimentador (ex: um funil 5) na máquina de moldagem ou uma combinação de ambos. O inserto inclui uma estrutura interna coaxialmente apoiada dentro da superfície externa e tendo um perímetro fechado que incorpora uma superfície exterior inclinada para dentro e para baixo e que forma um segundo ângulo com a vertical. Considera-se que o primeiro ângulo da estrutura externa pode ser maior que o segundo ângulo da estrutura interna, embora isso não seja necessário. Considera-se que o inserto pode ser configurado para substancialmente manter a etapa de pós-combinação de mistura uniforme de partícula (ex: através da unidade de descarga). Opcionalmente, ou como alternativa, o inserto pode ser configurado para permitir a recombinação eficaz (ex: remistura) de uma segregação potencial de partículas semelhantes, impondo-se um fluxo de massa na unidade de descarga. Preferivelmente, manter substancialmente a etapa de mistura de partícula uniforme, da etapa de recombinação ou de ambas, pode ser conduzido por meio de uma ou mais taxas de fluxo de massa de forma a reduzir ou substancialmente eliminar a segregação radial, segregação axial ou ambas, de partículas semelhantes através da unidade de descarga. O sistema pode também incluir uma máquina de moldar peças 15 configurada para moldar a mistura uniforme de partícula num artigo moldado 17, a máquina de moldar peças podendo estar em comunicação com o misturador através da unidade de descarga do misturador 19, com o funil da máquina de moldagem ou uma combinação de ambos.
[0065] É previsto que o sistema pode ainda incluir um meio para transferir 13 os materiais individuais, o material combinado, ou uma combinação de ambos, para e dos respectivos componentes do sistema.
[0066] Em um aspecto da invenção, o segundo material pode incluir uma mistura de uma carga particulada, uma segunda poliolefina, e um agente antiestático tendo um monoestearato de glicerol, uma amina de ácido graxo etoxilado, uma dietanolamida ou qualquer combinação dos mesmos.
[0067] É ainda previsto que o sistema pode incluir pelo menos um conjunto de porta corrediça para dosificar um ou mais dos diferentes ingredientes particulados. Em um aspecto, o material em fase de dosificação está sendo alimentado ao misturador. Quando incluído, o conjunto de porta corrediça pode incluir uma válvula provida de inserto de válvula (ex: cuneiforme, curvado ou de outra forma) configurado para substancialmente impedir a segregação de uma ou mais partículas. A agregação de partículas pode levar ao emperramento da porta corrediça, podendo esta permanecer escorada numa posição aberta, o que causaria falha na alimentação de um ou mais do primeiro, segundo e terceiro materiais através do conjunto de porta corrediça.
[0068] É ainda previsto que a presente invenção pode também ser utilizada num ambiente de mistura centralizado. Esse ambiente pode incluir duas ou mais fontes de suprimento (ex: ingredientes) que são alimentados para um ou mais misturadores (ex: misturadores em larga escala, ou outro) tendo uma unidade de descarga provida de inserto. Conforme aqui discutido, o inserto pode ser configurado para recombinar partículas semelhantes segregadas de uma mistura uniforme de partícula (por meio de um misturador), definindo substancialmente um fluxo de massa na unidade de descarga, preferivelmente a unidade de descarga do misturador. Tipicamente, misturadores de menor escala podem ser empregados no alimentador (ex: funil) de uma máquina de moldagem conforme aqui discutido. Acredita- se que em aplicações que utilizam várias máquinas de moldar peças, a incorporação de um misturador em menor escala a cada máquina de moldar peças pode não ser rentável, especialmente quando um grande número de máquinas de moldar peças é empregado na moldagem de artigos utilizando composições com ingredientes similares. Ao empregar um processo de mistura centralizado, um lote padrão/concentrado de ingredientes, comum em várias aplicações, pode ser misturado utilizando um misturador de maior escala que inclui uma unidade de descarga provida de inserto. Com esse procedimento, a mistura centralizada pode ser capaz de reduzir a segregação da mistura uniforme de partículas por longas distâncias de transferência. Opcionalmente, com um bom sistema de admissão (ex: alimentador ou funil) e a tecnologia de inserto aqui descrita, pode-se utilizar a recombinação no ponto de admissão.
[0069] Algumas das características chave de desempenho das TPOs incluem módulo de tensão, resistência ao impacto, temperatura de distorção térmica, densidade e contração. As medições de módulo de tensão estão de acordo com ASTM D 638, medições de resistência ao impacto Izod com entalhe de acordo com ISO 180/5A, medições de energia de impacto de dardo instrumentado (IDI) de acordo com ASTM 3763-86, medições de temperatura de distorção térmica de acordo com ASTM D 648, medições de densidade de acordo com ASTM D792, e medições de contração de acordo com ASTM D 955. As melhorias na consistência do processo podem ser demonstradas através de uma redução no desvio padrão de qualquer uma das propriedades acima citadas.
[0070] Métodos de teste adicionais para avaliar a consistência da mistura na peça acabada incluem determinação do nível de cinzas e medições de peso da peça. O nível de cinzas é medido aquecendo-se uma amostra de 2-4 g removida da peça acabada e aquecendo-se até 650oC, queimando desta forma os compostos orgânicos e deixando o resíduo inorgânico. O nível de cinzas é definido como a porcentagem em peso do material restante. O peso da peça é obtido simplesmente medindo-se a massa da peça numa escala. Melhorias na consistência do processo podem também ser demonstradas através de uma redução no desvio padrão do nível de cinzas e/ou uma redução no desvio padrão do peso da peça.
[0071] Partículas de polipropileno, elastômero de poliolefina ENGAGE® DA10 (copolímero de etileno-octeno tendo uma densidade de 0,87), um concentrado de talco, e um corante são misturados num misturador gravimétrico. O concentrado de talco contém 60,0% talco, menos de 5% aditivos, e o polipropileno restante. A concentração do ENGAGE®DA 10 na mistura de partícula é de 16%, a concentração do corante é de 2%. Experimentos são conduzidos com a concentração do polipropileno fixada em vários pontos entre 67%-71%, e o concentrado de talco fixado em vários pontos entre 11%-15%. A mistura de partícula é transferida para o funil de uma máquina de moldagem por injeção e então moldada num revestimento de pára-choque.
[0072] Exemplo 1 - No primeiro exemplo, o processo de mistura de partículas é melhorado adicionando-se 1,5% em peso de monoestearato de glicerol ao concentrado de talco. O desvio padrão do nível de cinzas do revestimento de pára-choques moldado por injeção é reduzido de 0,50% para 0,37%.
[0073] Exemplo 2 - No segundo exemplo, a segregação de mistura no funil da máquina de moldagem por injeção é reduzida mediante adição de um BINSERT® no ponto de admissão da máquina de moldagem por injeção. As melhorias do Ex. 1 são também empregadas. O desvio padrão do nível de cinzas é também reduzido de 0,37% para 0,19%.
[0074] Exemplo 3 - No terceiro exemplo, a distância entre o misturador e o funil da máquina de moldagem por injeção é reduzido para cerca de 3,7m. O material é transferido do misturador para a máquina de moldagem por injeção através de transporte pneumático, utilizando gás circulante (geralmente ar) para mover o material num estado sólido através de um cano ou tubo. Se forem necessárias longas distâncias de transporte devido ao layout da planta (ex: caso um misturador suprir material para máquinas de moldagem por injeção múltiplas), então poderá ser vantajoso utilizar um inserto de funil (ex: COMBIFLOW® ou um BINSERT® modificado com aletas) no funil da máquina de moldagem por injeção que possa prover taxas de fluxo de massa múltiplas e que recombine eficazmente o material. Esse inserto pode também reduzir a variação na peça (ex: coeficiente de variação do nível de cinzas, peso da peça e resistência ao impacto) devido a variações de dosificação.
[0075] Exemplo 4 - No quarto exemplo, uma porta corrediça utilizada na válvula para dosificar um elastômero (Engage DA10), não abre totalmente quando o elastômero fica entalado entre a porta móvel e a parede fixa da válvula. Um inserto cuneiforme é colocado sobre a parede da válvula para evitar que as partículas de elastômero (ex: grânulos) fiquem entaladas quando a porta corrediça for aberta. Esse inserto pode reduzir bastante o coeficiente de variação da concentração de elastômero na mistura.
[0076] Exemplo 5 - A mistura de partícula do Exemplo 1 é transferida para um funil limpo utilizando-se um tubo transportador que é conectado à lateral da tampa do funil, para que a mistura de partículas ingresse tangencialmente. O tubo transportador é formado com elastômero termoplástico e possui um fio de cobre para controlar a eletricidade estática. Um vácuo relativamente alto (produzindo uma taxa de fluxo de ar de cerca de 5600 pés/min) é utilizado para transferir a mistura de partícula. Forma-se um turbilhão no funil. O vácuo é desligado quando o funil atinge 75% da carga. A mistura de partículas na área de admissão 80 do funil 5 é ilustrada na Figura 8. A camada superior de partículas 84 no funil encontra- se num ângulo (com o plano horizontal) de cerca de 30oe a segregação de partículas é visualmente observada, de tal forma que uma primeira região 86 apresenta uma concentração relativamente baixa das partículas de concentrado (partículas de cor escura) e uma segunda região 88 tem uma concentração relativamente alta de partículas de concentrado. Não se observa nenhuma partícula substancialmente ligada à parede vertical interna do funil 82, tal como por carga estática.
[0077] Exemplo 6 - A mistura de partícula do Exemplo 1 é transferida para um funil limpo utilizando-se um tubo de transferência conectado à parte central superior de uma tampa de funil, para que a mistura de partículas ingresse num sentido vertical para baixo. O tubo de transferência é formado de elastômero termoplástico e possui um fio de cobre para controlar a eletricidade estática. Um distribuidor é colocado abaixo do orifício de saída do tubo de transferência. Um vácuo relativamente baixo (produzindo uma taxa de fluxo de ar de cerca de 4500 pés/min) é utilizado para transferir a mistura de partículas. Durante a transferência da mistura de partículas não se observa formação de turbilhão.
[0078] O vácuo é desligado quando o funil atinge 75% da carga. A mistura de partículas na área de admissão 80 do funil 5 é ilustrada na Figura 9. A camada superior de partículas 84' no funil é quase plana (ou seja, horizontal). Nenhuma segregação de partículas é observada visualmente e a concentração das partículas do concentrado é essencialmente constante nas várias regiões(ex: regiões 90, 90'). Não se observa nenhuma partícula substancialmente ligada à parede vertical interna do funil 82, tal como por carga estática.
[0079] Exemplo 7 - As condições do Exemplo 6 são repetidas utilizando-se um tubo de transferência fabricado em material eletricamente isolado e que não contém fio de cobre ou outros meios de condução elétrica. Somente as partículas de polipropileno que não contenham antiestático são transferidas e alimentadas no funil. Conforme ilustra a Figura 10, partículas de polipropileno ficam aderidas às paredes internas 82 do funil 5. A altura do polipropileno é maior próximo à parede interna 94 do que próximo à região central 92.
[0080] Exemplo 8 - As condições do Exemplo 7 são repetidas, exceto pelo uso de uma mistura de um primeiro material que contém antiestático e de um segundo material que não contém antiestático. Espera-se que a concentração do segundo material seja relativamente mais alta próximo às paredes 82 do funil e relativamente baixa próximo à região central 90.
[0081] Quaisquer valores numéricos aqui citados incluem todos os valores desde o mais baixo até o mais alto em incrementos de uma unidade, contanto que exista um intervalo de pelo menos 2 unidades entre qualquer valor mais baixo e qualquer valor mais alto. Como exemplo, se for citado que a quantidade de um componente ou um valor de uma variável do processo, tal como, por exemplo, temperatura, pressão, tempo e similar for, por exemplo, de 1 a 90, preferivelmente de 20 a 80, mais preferivelmente de 30 a 70, pretende-se que valores tais como de 15 a 85, de 22 a 68, de 43 a 51, de 30 a 32, etc. sejam expressamente enumerados neste relatório. Para valores menores que um, considera-se uma unidade como sendo 0,0001, 0,001 ou 0,1, conforme apropriado. Esses são apenas exemplos do que se pretende especificamente e todas as possíveis combinações de valores numéricos entre o valor mais baixo e o valor mais alto enumerado devem ser consideradas como expressamente citadas neste relatório de forma semelhante. Conforme se pode observar, a citação de quantidades expressas como "partes em peso"também prevê as mesmas faixas expressas em termos de porcentagem em peso. Sendo assim, uma expressão na Descrição Detalhada da Invenção de uma faixa em termos de "partes xz em peso da composição de mistura polimérica resultante" também prevê a descrição de faixas da mesma quantidade citada de "x" em porcentagem em peso da composição de mistura polimérica resultante".
[0082] Salvo se especificamente citado, todas as faixas incluem os dois pontos extremos e todos os números entre os pontos extremos. O uso da expressão "cerca de" ou "aproximadamente" em relação a uma faixa aplica-se aos dois extremos da faixa. Assim, a expressão "cerca de 20 a 30" pretende abranger "cerca de 20 a cerca de 30", inclusive, pelo menos dos pontos extremos especificados.
[0083] As descrições de todos os artigos e referências, inclusive de pedidos e publicações de patente, são incorporados por referência para todas as finalidades. O termo "consistindo essencialmente de" para descrever uma combinação deverá incluir os elementos, ingredientes, componentes ou etapas identificados, e tais outros elementos, ingredientes, componentes, ou etapas que não afetem substancialmente as características básicas e novas da combinação. O uso dos termos "compreendendo" ou "incluindo" para descrever combinações de elementos, ingredientes, componentes ou etapas aqui citados também abrange concretizações consistindo essencialmente de elementos, ingredientes, componentes ou etapas.
[0084] Elementos, ingredientes, componentes ou etapas plurais podem ser providos através de um elemento, ingrediente, componente ou etapa integrado único. Alternativamente, um elemento, ingrediente, componente ou etapa integrado único deve ser dividido em elementos, ingredientes, componentes ou etapas plurais separados. A descrição de "um/uma" para descrever um elemento, ingrediente, componente ou etapa não pretende excluir elementos, ingredientes, componentes ou etapas adicionais. Todas as referências aqui citadas a elementos ou metais pertencentes a um certo Grupo referem-se à Tabela Periódica de Elementos publicada e protegida por direitos autorais pela CRC Press, Inc. 1989. Qualquer referência ao Grupo ou Grupos deverá aplicar-se ao Grupo ou Grupos conforme refletido nessa Tabela Periódica de Elementos utilizando o sistema IUPAC para enumerar os grupos.
[0085] Conforme aqui utilizado, os termos "polímero"e "polimerização" são genéricos e podem incluir qualquer um ou ambos dos casos mais específicos de "homo" e "copolímero"e de "homo" e "copolimerização", respectivamente.
[0086] Fica entendido que a descrição acima pretende ser ilustrativa e não restritiva. Muitas concretizações, bem como muitas aplicações além dos exemplos fornecidos, serão evidentes aos habilitados na técnica, através da leitura da descrição acima. O escopo da invenção deve, portanto, ser determinado não com referência à descrição acima, mas sim determinado com referência às reivindicações em anexo, juntamente com o amplo escopo de equivalentes ao qual se referem tais reivindicações. As descrições de todos os artigos e referências, inclusive de pedidos de patente e publicações, são incorporados por referência para todas as finalidades. A omissão nas reivindicações a seguir de qualquer aspecto do objeto da invenção aqui descrito não constitui negação de tal objeto, não devendo também ser considerada como se os inventores não considerassem tal objeto como parte integrante do objeto da invenção descrito.
Claims (15)
1. Processo para fabricar um artigo moldado, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a) misturar a seco (8) uma pluralidade de ingredientes particulados diferentes em um misturador (20) para formar uma mistura uniforme de partícula; a1) transferir (18) a mistura uniforme de partícula do misturador (20) para uma máquina de moldar peças (15) tendo uma unidade de descarga (5, 44, 44', 44”); b) recombinar e impedir a segregação da mistura de partícula escoando a mistura através da unidade de descarga (5, 44, 44', 44”) sendo que a unidade de descarga (5, 44, 44', 44”) tem uma estrutura externa (41) e um inserto (39), sendo que o inserto (39) resulta em um fluxo de mistura de pelota uniforme dentro do inserto (39) e um fluxo de mistura de pelota uniforme fora do inserto (39), sendo que o fluxo dentro do inserto (39) é caracterizadopelo fato de o fluxo de massa e o fluxo fora do inserto (39) ser definido pelo fluxo de massa; c) introduzir a mistura de partícula recombinada num conjunto de rosca e barril de uma máquina de moldar peças (15); d) misturar sob fusão os ingredientes particulados no conjunto de rosca e barril para formar uma mistura sob fusão; e e) moldar (16) a mistura sob fusão na máquina de moldar peças (15) para formar o artigo moldado (17), sendo que o processo é livre de uma etapa de misturar sob fusão a pluralidade de ingredientes particulados diferentes entre a etapa de mistura a seco (8) e da etapa de introduzir a mistura de partícula recombinada no conjunto de rosca e barril da máquina de moldar peças (15), e o artigo moldado (17) tem uma massa maior que 1 g.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pluralidade de ingredientes particulados diferentes incluir: - um primeiro material que inclui uma primeira poliolefina; - um segundo material que inclui uma mistura de uma carga particulada e uma segunda poliolefina; e - um terceiro material que inclui um elastômero, sendo que o elastômero é um termoplástico tendo uma temperatura de fusão ou uma temperatura de transição vítrea maior que 40 oC.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de pelo menos um do primeiro, segundo ou terceiro materiais incluir ainda: i) um aditivo para reduzir a agregação de partículas semelhantes; ii) um composto antiestático para reduzir a formação de material ao longo da parede da unidade de descarga (5, 44, 44z, 44”), reduzindo a segregação inerente de partículas, ou ambos; ou iii) ambos (i) e (ii).
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de pelo menos um do primeiro, segundo ou terceiro materiais incluir um composto antiestático selecionado a partir do grupo consistindo de um monoglicerídeo, uma amina de ácido graxo etoxilado, e uma dietanolamida, sendo que a concentração do composto antiestático é menor que 5% com base no peso total do material contendo antiestático.
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 4, caracterizado pelo fato de antes da etapa de misturar a seco (8), o processo compreender ainda uma etapa de pré- combinar no máximo dois do primeiro material, do segundo material e do terceiro material.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de a unidade de descarga (5, 44, 44 ', 44”) incluir uma estrutura externa (41) tendo uma superfície interior inclinada para dentro e para baixo (43) formando um primeiro ângulo (46) com a vertical, o inserto (39) inclui uma estrutura interna (49) apoiada dentro da superfície externa (41) e tendo uma superfície exterior inclinada para dentro e para baixo (47) formando um segundo ângulo (45) com a vertical, que é menor que o primeiro ângulo (46), e sendo que o primeiro ângulo (46) entre uma superfície exterior anular inclinada para dentro e para baixo da estrutura externa (41) e o plano horizontal é maior que 60 graus.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a superfície exterior inclinada para dentro e para baixo da superfície externa (41) estender-se até um primeiro orifício (35) geralmente localizado na parte inferior da estrutura externa (41) para descarregar uma primeira porção da mistura de partícula, e a superfície exterior inclinada para dentro e para baixo (47) da estrutura interna (49) estende-se até um segundo orifício (37) geralmente localizado na parte inferior da estrutura interna (49) descarregando uma segunda porção da mistura de partícula.
8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de, num plano horizontal (50) através da unidade de descarga (5, 44, 44', 44”), um primeiro fluxo de massa vertical médio, F1, ser formado entre a superfície interior (43) da estrutura externa (41) e a superfície exterior (47) da estrutura interna (49), e um segundo fluxo de massa vertical médio, F2, ser formado entre a superfície interna da estrutura interna (49), sendo que a relação de F1 e F2 é de 0,1 a 10; sendo que a unidade de descarga (5, 44, 44', 44”) alimenta um conjunto de rosca e barril.
9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de o inserto (39) incluir ainda uma estrutura central (67) configurada para permitir uma taxa de fluxo de massa central ao longo da mesma, a estrutura central (67) estendendo-se longitudinalmente para baixo dentro do inserto (39) e tendo uma seção transversal constante.
10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma etapa de controlar uma porta corrediça (22), tendo um inserto de válvula (24) para evitar que um ou mais do primeiro, segundo e terceiro materiais fiquem acumulados na porta corrediça (22) antes da etapa de alimentação ao misturador (20), sendo que o inserto de válvula (24) é cuneiforme ou curvado.
11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma etapa de transferir (18) a mistura uniforme de partícula do misturador (20) para a máquina de moldar peças (15), sendo que a etapa de transferir (18) inclui: 1. transferir a mistura uniforme de partícula por um tubo fechado tendo um orifício de saída na área de recepção da unidade de descarga (5, 44, 44', 44”), sendo que o ângulo entre a direção de fluxo médio da mistura de partícula no orifício de saída e a direção vertical descendente é menor que 30°; 11. passar a mistura uniforme de partícula por um distribuidor (74) na área de recepção da unidade de descarga (5, 44, 44', 44”), sendo que o distribuidor (74) altera a velocidade média da mistura uniforme de partículas, o desvio padrão da velocidade, ou ambos; ou iii) ambos (i) e (ii).
12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de: - o misturador (20) ser um misturador do tipo gravimétrico, - a máquina de moldar peças (15) ser uma máquina de moldagem por injeção, ou - o misturador (20) ser um misturador do tipo gravimétrico, e a máquina de moldar peças (15) ser uma máquina de moldagem por injeção.
13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizado pelo fato de a alimentação para a máquina de moldar peças (15) incluir uma etapa de passar a mistura uniforme de partículas por um misturador estático (20).
14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fato de a mistura uniforme de partículas compreender um primeiro material que inclui um primeiro termoplástico e um segundo material que inclui uma mistura de uma carga particulada e um segundo termoplástico; o primeiro termoplástico inclui um elastômero, uma poliolefina ou ambos; o segundo termoplástico inclui um elastômero, uma poliolefina, ou ambos; o primeiro material está presente a uma concentração de 30 a 90 partes em peso e o segundo material está presente a uma concentração de 10 a 50 partes em peso com base no peso total da mistura uniforme de partículas; e a mistura uniforme de partículas inclui uma concentração total de elastômero maior que 3 % em peso, e uma concentração total de poliolefina maior que 30 % em peso com base no peso total da mistura uniforme de partículas.
15. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o processo incluir ainda as etapas de: a) alimentar individualmente, de cada pelo menos uma fonte de suprimento, a um misturador (20): i) 30 a 90 partes em peso de um primeiro material que inclui uma primeira poliolefina; ii) até 50 partes em peso de um segundo material que inclui uma mistura de uma carga particulada, uma segunda poliolefina, e um agente antiestático tendo um monoestearato de glicerol, uma amina de ácido graxo etoxilado, uma dietanolamida, ou qualquer combinação dos mesmos; e iii) 3 a 40 partes em peso de um terceiro material que inclui um elastômero; b) controlar pelo menos uma porta corrediça (22), tendo um inserto de válvula (24) cuneiforme configurado para impedir que um ou mais do primeiro, segundo e terceiro materiais se acumule na pelo menos uma porta corrediça (22) antes de ser recebido pelo misturador (20); e c) transferir a mistura uniforme de partícula do misturador (20) para a máquina de moldar peças (15); sendo que a etapa de mistura inclui misturar uma pluralidade de partículas do primeiro, segundo e terceiro materiais para formar uma mistura uniforme de partícula no misturador (20); sendo que a unidade de descarga (5, 44, 44', 44”) inclui um cone externo tendo uma superfície interior tronco-cônica anular fechada inclinada para dentro e para baixo formando um primeiro ângulo com a vertical e o inserto (39) inclui um cone interno coaxialmente apoiado dentro do cone externo e tendo uma superfície exterior anular fechada inclinada para dentro e para baixo formando um segundo ângulo com a vertical que é menor que o primeiro ângulo; e sendo que a superfície exterior inclinada para dentro e para baixo do cone exterior estende-se até um primeiro orifício (35) geralmente localizado na parte inferior do cone externo para descarregar o primeiro, segundo e terceiro materiais, e a superfície exterior inclinada para dentro e para baixo do cone interno estende-se até um segundo orifício (37) localizado na parte inferior do cone interno que descarrega o primeiro, segundo e terceiro materiais, o primeiro e segundo orifícios (35, 37) sendo posicionados de forma comum ou não comum entre si.
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