ES2223857T3 - Metodo y aparato para unir flujos en forma de hoja o cinta en una proceso de coextrusion. - Google Patents
Metodo y aparato para unir flujos en forma de hoja o cinta en una proceso de coextrusion.Info
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Abstract
Método para la coextrusión de un flujo de material A en forma de hoja o cinta capaz de ser extruido con un flujo de material B en forma de hoja o cinta capaz de ser extruido, en una zona de unión de una matriz de coextrusión (término que incluye un adaptador corriente arriba de la matriz moldeadora del producto final) en la que B se extruye sobre A a través de un puerto (3) y los dos materiales prosiguen juntos a través de un pasaje (7) hacia una salida (8) de la matriz, en donde inmediatamente antes de terminar en el puerto (3), la pared de separación entre dichos flujos tiene forma de compuerta de lengüeta (4) adaptada para actuar como válvula de no retorno para el flujo de B sobre A, caracterizado porque la extrusión de B a través del puerto (3) tiene lugar en pulsos.
Description
Método y aparato para unir flujos en forma de
hoja o cinta en un proceso de coextrusión.
La invención se refiere a un método de
coextrusión del tipo que se define en la parte precaracterizante de
la reivindicación 1 y a una extrusora que comprende una matriz de
coextrusión de acuerdo con la parte precaracterizante de la
reivindicación 27.
Se conocen un método y una extrusora de tipo
similar, por ejemplo, por los documentos
US-A-4 469 475 o
DE-B-1 082 043. Son aplicables en
general a la extrusión de todos los materiales capaces de ser
extruidos, tales como, por ejemplo, polímeros termoplásticos,
pastas inorgánicas, por ejemplo para formar materiales cerámicos, y
varios tipos de alimentos.
La invención comprende tres diferentes aspectos
en conexión con tres objetivos diferentes. Un aspecto ("el primer
aspecto") se refiere al uso de la coextrusión para cubrir, en
uno o ambos lados, un material A capaz de ser extruido el cual
durante la extrusion tiene una alta viscosidad aparente con una
delgada capa o delgadas capas de un material B que tiene una
viscosidad aparente mucho mas baja. En estos casos la cubierta
normalmente se tornará muy irregular o incluso puede llegar a faltar
sobre una parte de la superficie cuando se usa la tecnología
convencional, debido a que la energía que se requiere para hacer
que B fluya en un chorro delgado uniformemente distribuido es mas
alta que la que se requiere para hacer que B fluya en chorros
angostos más gruesos.
Otro aspecto de la invención ("el segundo
aspecto") se refiere a la coextrusión de hojas o tubos en los
cuales los segmentos de un componente se alternan con los segmentos
de otro componente, siendo que la alternancia tiene lugar a lo largo
de la dirección de extrusión. Como un ejemplo importante, éste
puede ser un tubo en el cual los segmentos rígidos alternan con
segmentos flexibles (siendo que la rigidez relativa a la que se
hace referencia se encuentra en el producto).
Otro aspecto mas de la invención ("el tercer
aspecto") se refiere a la coextrusión de un flujo de partículas
sólidas generalmente secas con un flujo de material realmente
fluido de manera que el material fluido se absorbe en el flujo de
partículas sólidas (es decir, se combina con las partículas
sólidas).
Como un ejemplo importante, éste puede ser un
método de combinar partículas de teflón (politetrafluoretileno
PTFE) con poliamida fundida y extruir hojas, cintas o tubos con la
combinación. Además, este aspecto de la invención se puede usar para
producir productos de cerámica especiales, en particular productos
porosos mediante un proceso en el cual las partículas inorgánicas
sólidas que, por ejemplo, comprenden fibras cortas de refuerzo, se
combinan con un prepolímero que posteriormente se cura, o con una
solución o dispersión acuosa de un material inorgánico que después
del secado y tratamiento térmico actuará como un aglutinante. De
manera análoga, el tercer aspecto de la invención se puede usar
para coextruir un cordón de material intermedio que se puede cortar
para formar píldoras.
Los documentos
US-A-3,761,211 (Parkinson),
US-A-4,152,387 (Cloeren),
US-A-4,197,069 (Cloeren) y
US-A-4,533,308 (Cloeren) abordan el
problema de cómo evitar o minimizar lo que en las patentes de
Cloeren se define como "el efecto de cortinaje", es decir, un
perfilado de película coextruida que
aparece como un patrón de líneas transversales que se forma en donde dos flujos con forma de hoja se unen uno con otro si estos flujos tienen diferentes reologías, y en particular si también se coextruyen en cantidades aproximadamente iguales. Estas cuatro patentes recurren al uso de una o varías lengüetas que pueden pivotar y que terminan donde los flujos se unen uno con otro. Las primeras tres patentes mencionadas tienen medios para ajustar las lengüetas, de manera que la relación entre las velocidades de los flujos en donde se encuentran se puede adaptar a las propiedades reológicas y los caudales de los componentes. La patente mencionada en último lugar recurre al uso de una o varias lengüetas pivotantes que flotan libres, las cuales se ajustan automáticamente a diferentes reologías y caudales de los componentes, específicamente de manera que la presión se vuelve la misma en ambos lados de la lengüeta. El "efecto de cortinaje" que contrarrestan estas cuatro patentes es un problema diferente del problema al cual se aboca el primer aspecto de la presente invención (véase lo precedente), y el cual resulta en un estriado longitudinal en lugar de transversal. El inventor de la presente invención descubrió experimentando que las precauciones se revelan en las cuatro patentes mencionadas no resuelven dicho problema.
aparece como un patrón de líneas transversales que se forma en donde dos flujos con forma de hoja se unen uno con otro si estos flujos tienen diferentes reologías, y en particular si también se coextruyen en cantidades aproximadamente iguales. Estas cuatro patentes recurren al uso de una o varías lengüetas que pueden pivotar y que terminan donde los flujos se unen uno con otro. Las primeras tres patentes mencionadas tienen medios para ajustar las lengüetas, de manera que la relación entre las velocidades de los flujos en donde se encuentran se puede adaptar a las propiedades reológicas y los caudales de los componentes. La patente mencionada en último lugar recurre al uso de una o varias lengüetas pivotantes que flotan libres, las cuales se ajustan automáticamente a diferentes reologías y caudales de los componentes, específicamente de manera que la presión se vuelve la misma en ambos lados de la lengüeta. El "efecto de cortinaje" que contrarrestan estas cuatro patentes es un problema diferente del problema al cual se aboca el primer aspecto de la presente invención (véase lo precedente), y el cual resulta en un estriado longitudinal en lugar de transversal. El inventor de la presente invención descubrió experimentando que las precauciones se revelan en las cuatro patentes mencionadas no resuelven dicho problema.
El documento
US-A-4,469,475 (Krysiak) revela una
extrusora adecuada para hacer productos alimenticios que comprenden
un núcleo y una envoltura incrustada. La extrusora comprende una
compuerta para evitar que el material de incrustación fluya al
interior del pasaje a través del cual se extruye el relleno. La
compuerta se encuentra próxima a la salida de la extrusora.
En el documento
WO-A-0060959 se encuentra una
descripción de una extrusora y un método que coincide con el alcance
de las reivindicaciones de la presente solicitud. El objeto tiene
derecho a prioridad a partir de la fecha de depósito de la
solicitud PCT, sobre la cual la presente solicitud reivindica
prioridad. Por tanto, la revelación no constituye técnica anterior
para las reivindicaciones de la presente solicitud.
Los tres objetivos diferentes se logran
básicamente cada uno con medios similares, específicamente al
proporcionar un nuevo método para coextruir un flujo de material A
con forma de hoja o cinta capaz de ser extruido con un flujo de
material B con forma de hoja o cinta capaz de ser extruido en una
zona de unión en una matriz de coextrusión (término éste que
incluye un adaptador corriente arriba de la matriz formadora del
producto final) en la cual B se extruye sobre A a través de un
puerto (3) y los dos materiales prosiguen juntos a través de un
pasaje (7) hacia una salida (8) de la matriz, en donde la pared de
separación entre dichos flujos, inmediatamente antes de terminar en
el puerto (3), está formada como una compuerta de lengüeta (4)
adaptada para actuar como válvula de no retorno para el flujo de B
sobre A, caracterizado porque la extrusion de B a través de
(3) tiene lugar en pulsos.
Además, estos objetivos se consiguen con la
extrusora como se define en la reivindicación 27.
Realizaciones particulares de la invención son el
objeto de las respectivas reivindicaciones dependientes.
En el primer aspecto de la invención las
pulsaciones tienen lugar a manera de choque para que B se
distribuya de manera uniforme sobre A por toda la longitud del
puerto (3), y las irregularidades a lo
largo de la dirección de flujo producidas por has pulsaciones se allanan al menos parcialmente durante el flujo en común de los componentes A y B a través del extremo de la matriz de coextrusión de lo cual nos ocuparemos adicionalmente mas adelante.
largo de la dirección de flujo producidas por has pulsaciones se allanan al menos parcialmente durante el flujo en común de los componentes A y B a través del extremo de la matriz de coextrusión de lo cual nos ocuparemos adicionalmente mas adelante.
En el segundo aspecto de la invención el proceso
se adapta para que la compuerta de lengüeta (o compuertas si se
coextruye material B sobre ambos lados de A) accione como
obturadores que detienen, al menos sustancialmente, el flujo de A
durante cada pulso de extrusión de B. También de ésta adaptación nos
ocuparemos con mayor detalle mas adelante. En el tercer aspecto de
la invención A es impulsado mediante un pistón (22) directamente
corriente arriba de la ubicación en que se unen los flujos.
En la presente memoria una lengüeta o compuerta
de lengüeta se refiere a un componente que pivota o se amarra a lo
largo de un lado y se puede mover alrededor del pivote, por
ejemplo, bajo la influencia de medios de accionamiento o de la
presión que un fluido ejerce sobre la lengüeta. En cada uno de los
tres aspectos de la invención la compuerta de lengüeta
preferiblemente es sustancialmente plana y generalmente es una
lámina elástica, opcionalmente con una sección más gruesa o más dura
en su extremo corriente abajo (reivindicación 2). La lámina
elástica puede ser de acero u otro metal adecuado e inclusive se
puede fabricar de un material de caucho si la temperatura de
extrusión es suficientemente baja para permitirlo. La sección
opcional más gruesa o más dura en el extremo corriente abajo sirve
para estabilizar la abertura y el cierre de la lengüeta y puede
casi ser obligatoria si se selecciona un material de caucho para
actuar como la lámina flexible (articulación). La pulsación en el
flujo B normalmente se lleva a cabo mejor corriente arriba de la
compuerta de lengüeta mediante uno o varios pistones o mediante la
apertura y cierre de válvulas (reivindicación 3). Alternativamente,
esta pulsación se puede efectuar mediante la abertura y/o el cierre
de la compuerta de lengüeta con medios de transmisión mecánicos
(reivindicación 4). La opción mencionada en primer lugar se ilustra
en las figuras 1 y 3c, y la opción mencionada en último lugar en la
figura 4a.
Con el fin de lograr la confluencia mas regular
de los componentes A y B, ambos preferiblemente debieran ser flujos
situados en un plano, al menos en la proximidad inmediata de la
parte en donde se unen, y allí ser generalmente paralelos a la
lengüeta (reivindicación 5).
La invención se puede aplicar inmediatamente a la
coextrusión de una hoja o cinta plana de una matriz de coextrusión
plana (reivindicación 6), en tanto que la aplicación en una matriz
circular puede requerir que se tomen ciertas precauciones
especiales. En estas matrices circulares los componentes usualmente
(pero no en todos los casos) fluyen en una dirección generalmente
axial en el sitio en que se unen, y la pared que separa los
componentes antes de la unión termina en una forma generalmente
circular cilíndrica. En conexión con la presente invención esto
significa que la lámina elástica deberá formar un anillo de forma
generalmente cilíndrica, y esta forma generalmente se resistiría
tanto a la flexión que el componente B quedaría aplicado de manera
irregular sobre el componente A.
Este problema se puede resolver haciendo el
anillo de la compuerta de lengüeta formado con sus superficies
generalmente perpendiculares a este eje (reivindicación 7).
En conexión con esto preferiblemente se hace que
los dos componentes, al menos en la proximidad inmediata del sitio
en que se unen, fluyan generalmente en una dirección radial (la
cual puede ser hacia fuera o hacia dentro vista en relación al eje
de la matriz circular), y a continuación de la unión de los flujos,
este último se puede dirigir a una dirección generalmente axial y
salir generalmente axial de un orificio de salida circular formador
del producto final (reivindicación 8). Sin embargo, la presente
invención también se puede usar en conexión con lo que se conoce
como matrices "periféricas", es decir, matrices en las que el
material se extruye radialmente fuera de una ranura de salida
circular, una ranura en una pared cilíndrica de la matriz. Este tipo
de matrices "periféricas" se conocen de la extrusión de
productos alimenticios. En esta aplicación ambos productos pueden
después de la confluencia proseguir generalmente radiales todo el
trayecto hasta el orificio de salida formador del producto
final.
Como una modalidad preferida de esta extrusión
circular se reivindican un método de extrusión mediante flujos en
espiral (reivindicación 24), y la matriz de extrusión para este
método se reivindica en la reivindicación 39.
Tal y como se mencionó precedentemente, la
extrusión de B tiene lugar en pulsos que normalmente deben
efectuarse corriente arriba de la compuerta de lengüeta (4) y ser
establecidos por uno o varios pistones o mediante la apertura y
cierre de válvulas. Estos dispositivos preferiblemente debieran
estar cerca del sitio en que se unen los componentes. Normalmente
debieran cooperar con medios precedentes de bombeo o extrusión
(convencionales). Si se usa un pistón, preferiblemente se usa una
válvula de no retorno para evitar que el pistón bombee en la
dirección equivocada (reivindicación 9).
El término "válvula de no retorno" en este
documento comprende no solamente una válvula que se cierra en
virtud de la contrapresión, sino que también una válvula que se
activa mediante medios de control para cerrarla en el momento
preciso del ciclo del proceso.
En la mayoría de los casos la invención se puede
utilizar con ventaja para aplicar no solo un flujo B sino también
dos flujos B (B1 y B2) sobre un flujo A, B1 sobre un lado y B2
sobre el otro lado de A. B1 y B2 pueden tener composición idéntica o
diferente (reivindicación 10).
Tal y como se mencionó en la introducción, el
primer aspecto de la invención se refiere a la extrusión que tiene
como finalidad cubrir un material A que durante la extrusión tiene
una alta viscosidad aparente, con delgadas capas de un material B
que tiene una viscosidad aparente mucho más baja.
Los problemas en conexión con esto y la solución
mediante el uso de la presente invención se explicaron en la
introducción. La solución se establece con más precisión en la
reivindicación 11, y se especifica adicionalmente en la
reivindicación 12. La necesidad de una diferencia de presión
sustancial en cada pulso entre el flujo o los flujos B y el flujo A
en otras palabras, la necesidad de pulsaciones a manera de choque
depende de la diferencia en las viscosidades aparentes. La velocidad
de cada flujo B cuando encuentra al flujo A preferiblemente debiera
ser en la mayoría pero no en todos los casos generalmente del mismo
nivel o mas alta que la del flujo A multiplicada por la relación
entre la viscosidad aparente de A y de B (bajo las condiciones
reales). "A manera de choque" se refiere a una pulsación de
corta duración pero alta amplitud, es decir, velocidad.
De esta manera puede resultar económicamente
factible usar incluso copolímeros muy costosos para la modificación
de las propiedades superficiales en polímeros resistentes,
económicos se hace referencia en conexión con esto a las
reivindicaciones 13 y 14.
En estos casos preferiblemente debiera haber un
mínimo de 5 pulsos por segundo.
El término "generalmente uniforme" significa
que B debe cubrir la superficie de A sustancialmente de manera
continua, pero además la relación del espesor de B:A preferiblemente
no debiera variar en más de +/- 50%, y más preferiblemente en no
más de +/- 25% del valor promedio de B:A.
Además, los componentes B1 y B2 aplicados como se
establece en la reivindicación 11 pueden tener un importante efecto
lubricante y mediante ello reducir la contrapresión, por ejemplo,
en las combinaciones que se reivindican en la reivindicación 13 y
14.
El segundo aspecto de la invención que ya fue
tratado en la introducción se define en las reivindicaciones 15, 16
y 17. En este aspecto el pasaje desde la zona de unión a la salida
de la matriz de coextrusión preferiblemente debiera ser corto con el
fin de mantener una estructura de segmentos distintiva.
En el tercer aspecto de la invención, el proceso
en el cual un flujo de partículas sólidas generalmente secas se
coextruyen con un flujo de material realmente fluido, el flujo de
las partículas sólidas que es el componente A es impelido por un
pistón (22) en un conducto (18) que conduce directamente al puerto
o puertos (3) a través del cual se coextruye el material realmente
fluido, el cual es el material B (reivindicación 18 y figuras 5a y
b). Cuando B se une con A, el flujo compuesto de A y B
preferiblemente se somete a combinación y/o compactación mediante
uno o varios pisones o lengüetas (24 y 25) cuya acción es recíproca
en direcciones transversales a la dirección principal de flujo del
compuesto (reivindicación 19) .
En cada uno de los tres aspectos de la invención
el. proceso de coextrusión puede continuar adicionalmente de manera
que se unen varios flujos B/A o B1/A/B2 para formar un
"emparedado plano", un término que indica que la dimensión mas
pequeña en el producto final es paralela a la dimensión mas pequeña
de las capas individuales, o alternativamente los flujos se pueden
unir para formar un "emparedado alto", es decir, la dimensión
mas pequeña en el producto final es generalmente perpendicular a la
dimensión mas pequeña de las capas individuales. En la literatura de
patentes (por ejemplo, las patentes previas del solicitante) nos
referimos al último como "extrusión laminar".
En el caso de que la presente invención se use en
un arreglo de "extrusión laminar", de manera que habrá una
multitud de salidas (8) dispuestas en un arreglo lineal o circular,
los flujos compuestos cuando abandonan estas salidas se pueden
dividir mecánicamente en segmentos y dispersar entremezclados con
segmentos de material diferente que se extruye fuera de otras
salidas del mismo arreglo lineal o circular para formar una
estructura ce tipo celular, tal y como esto se explica en las
solicitudes de patente copendientes del solicitante; véase el
documento WO00/60959.
Como se aprecia por lo precedente, la presente
invención no se limita a la coextrusión de polímeros sintéticos,
sino que en muchos casos también es aplicable a le coextrusión de
componentes alimenticios (reivindicación 20), o la manufactura
mediante coextrusión ya sea de un producto cerámico (reivindicación
22) o de píldoras medicinales (reivindicación 23). En los dos casos
mencionados en último lugar el componente A se puede extruir ya sea
corno un flujo de partículas sólidas generalmente secas impelidas
por un pistón según se explicó en lo precedente, o bien se puede
extruir como una pasta que comprende partículas sólidas.
Con respecto a la coextrusión de componentes
alimenticios, con los medios convencionales frecuentemente puede ser
muy difícil o imposible "confeccionar específicamente" sus
reologías en la medida necesaria para tener una uniformidad
suficiente de espesor de capa, y en estos casos la presente
invención adquiere importancia especial. Así, a puede ser chocolate,
azúcar o caramelo fundido, en tanto que A es un material de mayor
viscosidad aparente (reivindicación 21). Se hace referencia en
conexión con esto al ejemplo en el cual se extruyen delgadas capas
de, chocolate fundido, relativamente fluido sobre mazapán de
consistencia plástica.
Como un ejemplo del uso de la presente invención
en un proceso de coextrusión que forma productos de cerámica se
puede mencionar la manufactura de membranas porosas.
Ahora la invención se describirá con mayor
detalle haciendo referencia a los dibujos, en los que:
La Fig. 1 muestra la parte característica de una
matriz de coextrusión plana en operación de conformidad con la
invención. El dibujo representa una sección paralela a la dirección
de la máquina y perpendicular a las superficies principales de los
flujos A, B1 y B2 formados como hoja o formados como cinta.
Las Figs. 2a y b son esbozos esquemáticos a
manera de diagrama de flujo de matrices circulares para la
coextrusión de tubos de acuerdo a la presente invención. En 2a los
flujos se mueven en general desde el exterior hacia el interior, y
en la Fig. 2b generalmente en la dirección opuesta.
Las Figs. 3a y b muestran construcciones
adecuadas de las secciones de distribución de las Figs. 2a y b
respectivamente. Son vistas a través de los canales de distribución
para el componente A.
La Fig. 3c, la cual es una modificación de la
Fig. 1, muestra la sección para la confluencia (incluyendo pistones
y salida) en la matriz de acuerdo al bosquejo de la Fig. 2a. El
dibujo muestra una sección a través del eje (9) de la matriz
circular, pero se omite la parte de distribución de la matriz. El
dibujo también representa la sección para la confluencia en la
matriz de acuerdo a la Fig. 2b, pero entonces se debe considerar
que el eje (9) queda fuera de la hoja y debajo del dibujo.
Las Figs. 4a, b, c y d muestran diferentes
modificaciones de la sección para la confluencia de los
componentes, siendo que estas modificaciones se relacionan con la
disposición de matriz plana de acuerdo a la Fig. 1 y/o con la
disposición circular de acuerdo a la Fig. 3.
Las Figs. 5a y b muestran una modificación de la
matriz de la figura 1, adaptada para actuar con un componente A en
partículas, generalmente seco, e impelerlo mediante el uso de un
pistón. La figura 5a es una sección que corresponde a aquella de la
figura 1, en tanto que la figura 5b, la cual solo representa el
contorno de este pistón, muestra la sección a-a de
la figura 5a.
En la Fig. 1 los tres componentes A, B1 y B2 se
alimentan al interior de esta parte característica de la matriz de
coextrusión como se muestra mediante las tres flechas. Esta
alimentación se establece con medios de alimentación primarios,
convencionales (extrusoras o bombas), las cuales no se muestran en
el dibujo. Entre estas extrusoras o bombas y el aparato que se
muestra puede haber medios convencionales de distribución para
asegurar que los componentes se distribuyan de manera uniforme a lo
ancho. Normalmente A fluye de manera continua (pero en algunos casos
también se puede extruir en pulsos), en tanto que B1 y B2 se
extruyen en pulsos establecidos por los pistones (1), los cuales se
sobreponen a los flujos producidos por los medios de alimentación
primarios. Las válvulas (2) de no retorno que aseguran que los
pistones trabajan en el sentido correcto se pueden fabricar, por
ejemplo, de láminas elásticas.
En los puertos (3) en donde B1 y B2 entran a la
cámara para A hay dos láminas elásticas (4) que son extensiones de
o están conectadas con la pared (4a) de la cámara para A. Las
láminas (4) se instalan como válvulas de no retorno. Cuando se
encuentran bajo suficiente presión de B1 y/o B2 incluso pueden
actuar como obturadores para A, de manera que después de unir los
flujos los segmentos de A alternarán con segmentos de B1 + B2 (los
dos pueden ser de composición idéntica). Sin embargo, esto no tiene
lugar en la modalidad de la invención que se muestra en el dibujo.
Aquí, B1 y B2 se unen con A como "bultos" (5) en cada una de
sus superficies. Puesto que los flujos A, B1 y B2 se forman como
hoja o se forman como cinta y la forma de la lámina (4) se adapta a
esta, estos "bultos" serán "filamentos" transversales con
su dirección principal perpendicular al plano de observación. El
dibujo muestra la situación al final del pulso, cuando las láminas
(4) están justo a punto de cerrar los puertos (3). Los pistones (1)
todavía están presionando y, por consiguiente, las válvulas (2) de
no retorno están cerradas. El "bulto" previamente coextruido
se muestra como (6). En esta aplicación de la invención las
viscosidades aparentes de B1 y B2 son esencialmente menores que
aquella de A, lo cual tendrá el efecto de que los "bultos"
gradualmente se emplastan o cizallan para dar capas prácticamente
llanas mientras el flujo B1-A-B2 se
mueve a través del pasaje (7) común hacia la salida (8) de la
matriz de extrusión.
Por lo tanto (6) se muestra mas chico que (5) y
no se muestra "bulto" alguno más adelante corriente abajo.
Cada uno de los pistones (1) se puede extender a
todo lo ancho de los flujos B1 y B2 generalmente moldeados como
hoja o moldeados como cinta, o preferiblemente puede haber una
hilera de pistones para B1 y una para B2 (en función de la
construcción mecánica;. Sin embargo, en este aspecto se deberá
asegurar que se establece una presión uniforme de lado a lado en
cada uno de los flujos cuando encuentran el puerto (3). Esto es un
asunto de las dimensiones de las cámaras para B1 y B2, las
distancias entre los pistones, y las presiones de B1 y B2 durante el
proceso.
En el caso de que los pistones (1) se extienden a
todo lo ancho del flujo A, entonces los canales (4b) de admisión
para B1 y B2 corriente arriba de las válvulas (2) también debieran
extenderse de esta manera, pero si la disposición es de hileras de
pistones, entonces cada pistón se debiera preferiblemente alimentar
desde un canal independiente. Es posible que a lo largo de la
longitud de la compuerta de lengüeta (4) sea necesario que la
distancia desde esta lengüeta a la pared opuesta del canal 4b sea
muy corta con relación a la longitud de la lengüeta (4), ya que de
otra manera esta lengüeta puede ser doblada excesivamente hacia la
pared opuesta cuando la presión de B1 o B2 se encuentra en un
mínimo y la presión en A es alta.
En algunos casos, en particular en conexión con
el segundo aspecto de la invención en el cual la frecuencia de las
pulsaciones generalmente no es tan alta como en el primero y el
tercer aspecto es posible usar solo un pistón (1) angosto pulsante
para cada uno de los componentes B para servir a toda la anchura de
la coextrusión, incluso si esta anchura se puede dimensionar,
siempre y cuando se tomen medidas para una distribución eficiente
entre este pistón y el puerto (3) en donde se unen los
componentes.
Los bosquejos 2a y b a manera de diagramas de
flujo indican las secciones sucesivas en matrices adecuadas para la
coextrusión circular de conformidad con la invención, en tanto que
las Fig. 3a y b del dibujo ilustran, como ya se mencionó, el
sistema de distribución correspondiente que se prefiere para el
componente A. Este comienza con un sistema de ramificación que se
describió por primera vez en la patente E.U.A. 2.820.249, patente
en la cual se usa dicho sistema en conexión del recubrimiento de
artículos mediante coextrusión.
El componente A se alimenta a este sistema a
través del puerto (10), luego se ramifica a dos flujos parciales en
los canales (11), continúa como cuatro flujos parciales en el canal
(12) y ocho flujos parciales en los canales (13). (En función de las
dimensiones de la matriz es posible formar un número mayor o menor
de flujos parciales, pero en cada caso una potencia de 2). Los
flujos parciales en (13) continúan en un sistema de distribución en
"espiral", a través de surcos (14) mediante 1c que se
establece un balance correcto mediante cálculos reológicos entre los
flujos a través de los surcos (14) en espiral y un derrame entre
los ultimas que tiene lugar en huecos angostos en los espacios
(15), cuyos inicios se muestran mediante las líneas (16).
Un sistema de ramificación similar se puede usar
convenientemente para los componentes B1 y B2, empero si se usa una
formación circular de pistones, como se muestra, y estos últimos se
encuentran suficientemente próximos entre si no existe la necesidad
para la distribución en espiral de estos componentes debido a que
entonces puede ser más práctico que cada uno de los flujos parciales
que resultan de la división vayan directamente a un pistón. Además,
si las viscosidades de B1 y B2 son mucho mas bajas que la de A será
suficiente un grado más bajo de ramificación de estos dos
componentes.
En la práctica los sistemas de distribución para
A que se muestran en las Figs. 3a y b se pueden llevar a cabo en
una matriz o sección de matriz consistente en dos discos que se
atornillan uno con otro. Los canales (surcos) se pueden formar en
uno solo de estos discos, o preferiblemente una parte de cada canal
se forma en uno y la otra parte en el otro disco, con estas partes
de canal que se acoplan entre si.
Sin embargo, como se mencionó en conexión con la
Fig. 1, puede ser suficiente un pistón para cada componente B en
determinadas circunstancias, pero entonces se requiere un,
distribución eficiente entre este pistón y el puerto (3).
Como se mencionó, la Fig. 3a que muestra en
detalle la "sección para la confluencia" de la Fig. 2a es una
modificación de la Fig. 1. Los números de referencia tienen el
mismo significado. Se debe hacer notar que las láminas elásticas (4)
son planas como en la Fig. 1, pero ahora naturalmente en la forma
de anillos planos con forma de disco.
De manera similar, si las cámaras para B1 y B2
que se encuentran inmediatamente corriente arriba de las válvulas
(2) de no retorno son cámaras circulares alrededor de toda la
matriz, como pueden ser, entonces las dos válvulas (2) también se
forman como anillos planos con forma de disco y se pueden ajustar en
un sistema como el que se muestra aquí aunque, como se desprende de
lo precedente, usualmente es más práctico dejar que cada uno de los
flujos parciales que resultan de la división vayan directamente a
un pistón a través de un conducto individual, y en ese caso también
es aplicable un arreglo corno el que se muestra en la Fig. 1.
Como se muestra en el dibujo, la matriz circular
normalmente se debiera adaptar para extruir el flujo compuesto
B1/A/B2 en una dirección generalmente axial cuando sale de la
salida (8).
Los pistones (1) se pueden operar mediante medios
mecánicos directos, hidráulicos, neumáticos o electromagnéticos. La
operación hidráulica será normalmente la mas conveniente. En el
sistema de extrusión hacia dentro (Fig. 2a) los pistones son
fácilmente accesibles desde el exterior de la matriz, pero en el
sistema de extrusión hacia fuera (Fig. 2b) es necesario operar una
formación de pistones a través del taladro abierto en el centro de
la matriz. Este taladro abierto también se puede usar para otros
conductos o conexiones, por ejemplo, un conducto para la
refrigeración interna del tubo extruido. Es obvio que el ajuste de
la matriz en el que los flujos se mueven hacia dentro (Fig. 2a). es
mejor adecuado para la manufactura de estratificación tubular o
tubos de diámetro relativamente pequeño de hasta 10 mm o menos, en
tanto que el otro ajuste (Fig. 2b) es mejor cuando se quiere un
diámetro relativamente grande del producto, por ejemplo, de hasta 5
m o más.
Cuando se producen tubos en que los segmentos
rígidos alternan con segmentos suaves se debiera usar el ajuste
mostrado en la Fig. 2a.
Las modificaciones que se muestran en las figuras
4b, c y d se pueden considerar como modificaciones de la matriz
plana mostrada en la Fig. 1, y también como modificaciones de la
matriz circular mostrada en la Fig. 3. La modificación que se
muestra en la Fig. 4a se refiere solamente a matrices planas (a la
Fig. 1) en virtud de que una compuerta de lengüeta se vuelve cónica
si se considera circular, y naturalmente que con esa forma no puede
trabajar.
La reducción significante del espesor del flujo
que se aprecia por la Fig. 4a puede ser ventajosa si existe una
necesidad particular de reducir la contrapresión en el componente A
y, todavía con el uso del efecto lubricante de B1 y B2 terminar
teniendo una hoja relativamente delgada.
La Fig. 4a también ilustra la característica de
que la abertura y/o el cierre de la compuerta de lengüeta (4) se
puede efectuar mediante medios (4c) de transmisión mecánicos en
lugar de con variaciones de presión inducidas en el componente B (o
B1 y B2), y además, la Fig. 4a como también las Figs.
4b-d muestran la compuerta de lengüeta (4) como una
lámina flexible que termina en una porción (4b) más gruesa o más
dura para los propósitos de refuerzo y estabilización. De hecho esta
porción (4b) puede ser la parte principal de la lengüeta (4), en
tanto que la parte flexible más corta actúa como una charnela.
Volviendo a los medios (17) de transmisión
mecánica en la Fig. 4a, en este caso ellos se ilustran como
varillas que empujan contra la parte (18) mas gruesa o mas dura de
la compuerta de lengüeta. Cuando se requiere una diferencia de
presión sustancial entre el componente B (o B1 y B2) y el
componente A (véase reivindicación 11), entonces es obvio que la
compuerta de lengüeta (4) se debe adaptar para poder soportar esta
diferencia de presión y mantener el puerto cerrado cuando no se
encuentra mecánicamente activada. Alternativamente (17) se puede
montar de manera articulada en (18), y puede accionar tirando o
empujando y tirando.
Las diferentes disposiciones de los canales
mostradas en las Figs. 4b, c y d se pueden elegir en los casos en
los que pudiera haber problemas de construcción para disponer los
flujos de los componentes A y B generalmente paralelos uno a otro
previamente a la confluencia. Sin embargo, la curvatura abrupta de
los flujos que se muestra en estos bosquejos puede ocasionar un
estancamiento dañino en el caso de presentarse circunstancias
inapropiadas.
En las Fig. 5a y b se alimenta por gravedad desde
una tolva un producto (A) en partículas generalmente seco, el cual
puede ser, por ejemplo, una materia prima para cerámicas,
plásticos, por ejemplo, compuestos de PTFE, alimentos o píldoras
medicinales a través de una cámara (17) de alimentación al canal
(18) de extrusión de A. La tolva preferiblemente se evacua, puesto
que el aire puede ocasionar problemas en los procesos de
coextrusión, combinación y compactación.
En la Fig. 5a se muestran los límites corriente
arriba y corriente abajo del punto de alimentación mediante las
líneas quebradas 19 y 20. La alimentación de A por medio de
gravedad puede ser asistida por un vibrador o mediante otro medio de
agitación (no mostrado). A es impelido a través del canal (18)
mediante un pistón (21). En la posición mas retraída de este pistón
su frente generalmente coincide con el límite posterior (línea
quebrada 19) del punto de alimentación. Antes de mover el pistón
(21) hacia delante para impeler a A, la conexión entre la tolva y
el canal (18) se cierra mediante una obturación (22) deslizante
como se indica mediante la flecha (23).
Los componentes de fluido B1 y B2 (los cuales
normalmente son idénticos) se coextruyen en pulsaciones mediante
los dos pistones (1) a través de los canales (4b) de extrusión de
B1 y B2 al puerto (3) que comprende la válvula (4) de no retorno,
la cual es una compuerta de lengüeta, todo según re explicó en
conexión con la Fig. 1.
Los movimientos de los tres pistones, uno (21)
para A y dos (1) para B1 y B2 pueden ser simplemente recíprocos,
pero en particular para B1 y B2 usualmente será ventajoso trabajar
en series de carreras de avance seguidas de una retracción continua
a la posición de partida. El pistón (21) preferiblemente se
lubrica ya sea con el componente B1/B2 o con un fluido, el cual para los propósitos que dependen del uso a que se quiere destinar el producto final, se pude considerar como compatible con B1 y B2. Este lubricante se puede inyectar desde detrás del pistón o de otro modo de manera bien conocida. Los medios para esto no se muestran.
lubrica ya sea con el componente B1/B2 o con un fluido, el cual para los propósitos que dependen del uso a que se quiere destinar el producto final, se pude considerar como compatible con B1 y B2. Este lubricante se puede inyectar desde detrás del pistón o de otro modo de manera bien conocida. Los medios para esto no se muestran.
El lubricante preferiblemente se debiera bombear
al interior del sistema de coextrusión en cantidades que no son
solo suficientes para lubricar el pistón (21) sino también para
lubricar el flujo impelido de A durante su paso hacia el puerto
(3).
Los componentes de fluido B1 y B2 que se
coextruyen sobre las dos superficies del flujo de partículas seco
pueden ser capaces de penetrar al centro del flujo A sin uso alguno
de medios de combinación mecánicos, pero usualmente se requieren
este tipo de medios si se quiere una combinación razonablemente
homogénea de A, B1 y B2. En el dibujo estos medios son las
lengüetas (24), las cuales vibran rápido de manera mutuamente
sincrónica y mediante ello someten al flujo compuesto a una acción
de corte que es transversal a la dirección principal de flujo. Se
muestran las varillas (24a) de transmisión para estas
vibraciones.
La coextrusión y combinación combinadas de
conformidad con este aspecto de la invención es en particular
ventajosa si la proporción entre los componentes fluidos (B1 y B2)
y el componente (A) en partículas generalmente seco es relativamente
baja, de manera que el producto combinado en total sigue teniendo
apariencia de partículas (a diferencia de una pasta). Cuando el
flujo compuesto tiene este carácter puede existir la necesidad de
compactar el material antes de la salida de la matriz de extrusión.
Si solo se requiere una compresión ligera puede ser suficiente
estrechar el conducto (7), pero la tendencia de los productos en
partículas de este tipo a obstruir un pasaje que se torna estrecho
es muy alta, y un aumento de la presión en el pistón (21) pudiera no
superar este bloqueo. Este problema se resuelve efectuando la
compresión transversal mediante pisones (25) de vibración rápida de
sincronización opuesta de manera que se mueven alternativamente
acercándose y alejándose uno de otro. Estos pisones cubren todo el
ancho del flujo compuesto, y el frente de al menos uno de ellos se
encuentra sesgado con relación a la dirección principal de flujo de
manera que gradualmente reducen el hueco del conducto. En la
posición en que los pisones están más cerca uno de otro
preferiblemente deberían estar ligeramente más próximos que el hueco
de la salida 8.
En lugar de dos pisones (25) puede haber solo
uno.
En este dibujo los medios (24) de combinación se
muestran como lengüetas, pero alternativamente pueden ser pisones
(es decir, comprender un componente que mezcla en una dirección
generalmente rectilínea) y los medios de compresión se muestran
como pisones, pero pueden alternativamente ser lengüetas.
En la Fig. 5a las superficies de las lengüetas
(24) y los frentes de los pisones (25) se encuentran con alguna
aproximación generalmente paralelos a las superficies de las
superficies de las capas de B1 y B2 coextruidas. Sin embargo, este
tercer aspecto de la invención también se puede llevar a cabo que
aparecerá si la parte del aparato que se encuentra corriente abajo
de la línea 26 a rayas se considera como girada en 90º alrededor de
un eje paralelo a la dirección principal de flujo. De esta manera
será posible fabricar un dispositivo de extrusión compuesta con
varias salidas (8) próximas unas a otras en una formación como la
que se requiere para la "coextrusión laminar" que se mencionó
en lo precedente. La "extrusión laminar" usando esta modalidad
de la invención se puede usar, por ejemplo, como un método
perfeccionado para hacer píldoras medicinales que liberan las
sustancias activas en el cuerpo en varias etapas a intervalos de
tiempo predeterminados, una función de las píldoras que en si es
bien conocida.
Este ejemplo demuestra el uso de la invención
para la manufactura de un novedoso producto de confitería del cual
se puede esperar que sea atractivo de comprar, específicamente
hojuelas de mazapán corrugadas (onduladas) cubiertas por ambos
lados con delgadas capas de chocolate oscuro. En principio esto se
pudiera hacer mediante coextrusión ordinaria cuando el chocolate se
encuentra en un estado semifundido de alta viscosidad con una
viscosidad aparente razonablemente cercana a la viscosidad aparente
de la masa plástica de mazapán. Empero, la gama de fusión del
chocolate oscuro es muy estrecha y el chocolate tiene una elevada
tendencia al sobreenfriamiento y por consiguiente permanecer
realmente fluido en lugar de solidificar parcialmente cuando
gradualmente se enfría del estado fundido. Esto significa que es muy
difícil "confeccionar a la medida" la reologia del chocolate
oscuro para una coextrusión de este tipo. Por lo tanto se usa la
presente invención, y el chocolate se mantiene realmente fundido y
fluido mientras se construye con la masa plástica de mazapán.
El proceso se lleva a cabo en una línea de
coextrusión piloto en la cual la matriz se construye esencialmente
como se muestra en la Fig. 1, empero la salida de la matriz,
empezando donde el conducto (7) comienza a estrecharse, se cambia
gradualmente a la forma corrugada, es decir, los lados de la ranura
son paralelos y tienen la forma de una onda, siendo que el ángulo
en los puntos centrales es de aproximadamente 30º con respecto a la
dirección de la onda. El hueco de salida (8) es de 2,5 mm, y la
anchura de éste y de los canales correspondientes en la matriz es de
30 mm. La profundidad del canal (7) antes del estrechamiento es de
4,0 mm, la profundidad del canal para A (mazapán) antes de la
confluencia es de 3,0 mm. La profundidad de los dos canales para el
componente B (chocolate) es de 2,0 mm al principio pero cambia a 1,0
mm a lo largo de las lengüetas (4). Esta poca profundidad se elige
con el fin de asegurar que las lengüetas (4) no se doblen de manera
irregular bajo la presión del componente A. La longitud de las
lengüetas (4) es de 16 mm y el grosor de las últimas es de 0,20 mm
sobre los 5 primeros mm y de 0,40 mm sobre el resto. La longitud del
canal (7) antes del estrechamiento es de 100 mm.
A (mazapán) se alimenta constantemente mediante
una extrusora convencional de pistón de operación hidráulica, y B
(chocolate fundido) también se alimenta primero mediante una
extrusora convencional de pistón (no mostrada), pero en este caso
de operación neumática. La razón por la cual el pistón A se opera
hidráulicamente es la presión relativamente alta que se requiere,
en tango que la razón por la cual el pistón B se opera
neumáticamente es en parte la menor presión requerida y en parte la
necesidad de obtener un determinado efecto "amortiguador", de
manera que la presión en B corriente arriba de las válvulas (2) de
no retorno no aumente excesivamente cuando estas válvulas están
cerradas.
Debido a la muy pequeña anchura de la matriz en
esta línea piloto no se usan medios de distribución entre estos
pistones primarios y las partes de la matriz mostradas en la Fig.
1.
Cada uno de los pistones (1) (secundarios)
inmediatamente corriente arriba de la zona de confluencia cubre la
anchura completa de los flujos. Sus pistones tienen una sección
rectangular con dimensiones de sección transversal de 29.95 mm x
1.95 mm. Sus movimientos se impulsan de manera directa
mecánicamente con carreras ajustables. Ellos llevan a cabo una
serie de diez carreras parciales hacia adelante seguidas del
retorno a la posición de partida.
La temperatura de B se mantiene en 40ºC y la
temperatura de A en 15ºC hasta que estos componentes entran en la
matriz. La razón de usar esta temperatura relativamente baja es
asistir en el enfriamiento de B.
La temperatura de la matriz se mantiene en 32ºC;
en condiciones de equilibrio el chocolate estará parcialmente
fundido a esta temperatura, pero con las condiciones actuales de
esta extrusión llega a estar sobre enfriado y permanece realmente
fluido excepto en donde inmediatamente entra en contacto con el
mazapán frío.
La presión en el pistón A se ajusta para producir
un caudal de 15 g/s. Con las condiciones actuales esto corresponde
a aproximadamente 50 bar (5 \times 1.06 Pa). El pistón B primario
se encuentra extruyendo con una presión de aproximadamente 10 bar
(1 \times 106 Pa).
Los pistones secundarios para B (1) operan con
carreras de duración aproximada de 0,05 s con un período (carrera +
interrupción) de 0,1 segundos que corresponden a 10 carreras por
segundo. La amplitud de las carreras se ajusta para hacer un
recubrimiento de 0,4 mm de chocolate en cada lado del mazapán.
La "cinta" corrugada de mazapán cubierta con
chocolate es relativamente rígida cuando abandona la salida (3) de
la matriz. Viaja 2 mm sin soporte y luego se transporta mediante
una banda. Se sopla aire frío para enfriar. Mientras se encuentra
sobre la banda transportadora la "cinta" se corta a longitudes
cortas.
Claims (45)
1. Método para la coextrusión de un flujo de
material A en forma de hoja o cinta capaz de ser extruido con un
flujo de material B en forma de hoja o cinta capaz de ser extruido,
en una zona de unión de una matriz de coextrusión (término que
incluye un adaptador corriente arriba de la matriz moldeadora del
producto final) en la que B se extruye sobre A a través de un
puerto (3) y los dos materiales prosiguen juntos a través de un
pasaje (7) hacia una salida (8) de la matriz, en donde
inmediatamente antes de terminar en el puerto (3), la pared de
separación entre dichos flujos tiene forma de compuerta de lengüeta
(4) adaptada para actuar como válvula de no retorno para el flujo
de B sobre A, caracterizado porque la extrusión de B a través
del puerto (3) tiene lugar en pulsos.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha compuerta es una lámina elástica,
opcionalmente con una sección más gruesa o más dura en su extremo
corriente abajo (4b en las figuras 4a a d).
3. Método según las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque los pulsos son efectuados por uno o
varios pistones (1) o mediante la apertura y el cierre de válvulas
corriente arriba de la compuerta (4).
4. Método según las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque los pulsos son efectuados mediante la
apertura y/o el cierre de la compuerta (4) con medios mecánicos de
transmisión (4c).
5. Método según cualquier reivindicación
precedente, caracterizado porque al menos en la proximidad
inmediata del puerto (3) los flujos A y B son ambos flujos situados
en un plano, que generalmente son paralelos a la compuerta (4).
6. Método según cualquier reivindicación
precedente, caracterizado porque la matriz de coextrusión es
una matriz plana que extruye una hoja o cinta plana.
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, en el punto de
unión, A y B forman cada uno flujos tubulares, y la matriz de
coextrusión es una matriz circular en la cual la compuerta (4) tiene
forma anular con sus superficies generalmente perpendiculares al
eje de la matriz.
8. Método según la reivindicación 7,
caracterizado porque, al menos en la proximidad inmediata
del puerto (3), A y B fluyen hacía fuera o hacia dentro generalmente
en dirección radial y, después de la unión de los flujos, estos
últimos se dirigen a una dirección generalmente axial y desembocan
en general axiales desde un orificio de salida circular (8)
formador del producto final.
9. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes con el uso de un pistón o pistones (1)
en cooperación con medios precedentes de bombeo o extrusión,
caracterizado porque una válvula de no retorno (2) evita que
el pistón bombee de regreso hacia dichos medios precedentes.
10. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se unen
dos flujos B1 y B2 sobre ambas superficies principales de A.
11. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual B o B1 y B2 tienen menor
viscosidad aparente que A, caracterizado porque durante cada
pulso la diferencia entre la presión en el flujo o los flujos de B
"y" el flujo de A es suficiente para efectuar una deposición
uniforme de B sobre A sobre la longitud del puerto (3), y porque
las dimensiones del pasaje común (7) se adaptan para producir un
esfuerzo cortante suficiente para hacer que el espesor de capa de
B1 y B2 sea generalmente uniforme antes de la desembocadura (8) al
final del pasaje (7).
12. Método según la reivindicación 11,
caracterizado porque el área de la sección transversal del
pasaje (7) se reduce hacia el extremo (8) que se encuentra
corriente abajo.
13. Método según la reivindicación 12,
caracterizado porque A consiste en polietileno de alto peso
molecular o polipropileno de alto peso molecular, y B o B1 y B2
consisten en un polímero o mezcla de polímeros que se adhiere a A en
el producto final y exhibe o exhiben un índice de flujo en fusión
al menos 10 veces y preferiblemente al meros 20 veces más alto que
el de A.
14. Método según la reivindicación 13,
caracterizado porque B1 y B2 conjuntamente ocupan menos del
10% del grosor del flujo unido.
15. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en cada pulso
la presión de A y B sobre la compuerta (3) es suficiente para
sustancialmente detener el flujo de A de manera que se obtiene un
flujo en segmentos de los componentes A y B con relación a la
dirección de extrusión.
16. Método según la reivindicación 15,
caracterizado porque A y B tienen en general la misma
viscosidad aparente.
17. Método según la reivindicación 15 ó 16, en
que el flujo combinado se solidifica después de la extrusión,
caracterizado porque, en la forma sólida final del producto
manufacturado, A y B tienen diferentes coeficientes de
elasticidad.
18. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque A consiste en
partículas sólidas generalmente secas y B consiste en un material
realmente fluido, y el flujo de A es impelido por un pistón (21) en
un conducto (18) que conduce directamente al puerto o puertos (3) a
través de los cuales se coextruye B.
19. Método según la reivindicación 18,
caracterizado porque subsiguientemente a la unión de B con A
el flujo unido se somete a combinación y/o compactación mediante
uno o varios pisones o lengüetas (24 y 25) cuya acción es recíproca
en direcciones transversales a la dirección principal del flujo
compuesto.
20. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque A y B
consisten en componentes alimenticios.
21. Método según la. reivindicación 20,
caracterizado porque B es chocolate, azúcar o caramelo
fundido y A es un material, que tiene una viscosidad aparente
superior a B.
22. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, 18 ó 19, caracterizado porque al
menos el componente A comprende partículas de sólidos para formar
cerámica.
23. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, 18 ó 19, caracterizado porque al
menos el componente A comprende partículas sólidas para formar
píldoras medicinales.
24. Método según la reivindicación 7 u 8, que se
lleva a cabo mediante una matriz de extrusión circular que tiene
una admisión y un orificio de salida generalmente circular, en cuyo
proceso, con el propósito de ecualizar el flujo del material a
través de dicho
orificio sobre la circunferencia de este último, el flujo de material entre la admisión y la salida se divide en un número de flujos parciales de forma espiral o de forma similar a la de una espiral con una posibilidad de derrame ajustada entre estos flujos parciales, y estos flujos parciales con derrames se unen gradualmente a un flujo circular común.
orificio sobre la circunferencia de este último, el flujo de material entre la admisión y la salida se divide en un número de flujos parciales de forma espiral o de forma similar a la de una espiral con una posibilidad de derrame ajustada entre estos flujos parciales, y estos flujos parciales con derrames se unen gradualmente a un flujo circular común.
25. Método según la reivindicación 24, en el que
la admisión se localiza más próxima al eje de la matriz circular
que al orificio de salida, y el material capaz de ser extruido
fluye en dirección al exterior hacia el orificio de salida (figura
3b).
26. Método según la reivindicación 24, en el que
el orificio de salida se localiza más próximo al eje de la matriz
circular que la admisión, y el material capaz de ser extruido fluye
en dirección al interior hacia el orificio de salida (figura
3a).
27. Extrusora que comprende una matriz de
coextrusión para coextruir un flujo en forma de hoja o cinta de
material A capaz de ser extruido con un flujo en forma de hoja o
cinta de material B capaz de ser extruido, comprendiendo la matriz
una zona de unión en la cual B se extruye sobre A a través de un
puerto (3), una salida (8) y un pasaje (7) a través del cual los
materiales A y B unidos fluyen del puerta (3) a la salida (8), en
donde, inmediatamente antes de terminar en el puerto (3), la pared
de separación entre los flujos se forma como una compuerta de
lengüeta (4) adaptada para actuar como válvula de no retorno para el
flujo de B sobre A, caracterizada porque comprende medios
para llevar a cabo la extrusíón de B a través del puerto (3) en
pulsos.
28. Extrusora según la reivindicación 27,
caracterizada porque dicha compuerta es una lámina elástica,
opcionalmente con una sección más gruesa o más dura en su extremo
corriente abajo (4b en las figuras 4a a d).
29. Extrusora según las reivindicaciones 27 ó 28,
caracterizada porque el medio para imponer pulsos comprende
uno o varios pistones o válvulas capaces de ser accionadas
corriente arriba de la compuerta (4).
30. Extrusora según las reivindicaciones 27 ó 28,
caracterizada porque el medio para imponer pulsos comprende
medios de transmisión mecánicos (4c) que abren y/o cierran la
compuerta (4).
31. Extrusora según cualquiera de las
reivindicaciones 27 a 30, caracterizada porque al menos en
la proximidad inmediata del puerto (3) la matriz se configura de
manera que los flujos A y B son ambos flujos situados en un plano
que son generalmente paralelos a la compuerta (4).
32. Extrusora según cualquiera de las
reivindicaciones 27 a 31, caracterizada porque la matriz de
coextrusión es una matriz plana para extruir hoja o cinta plana.
33. Extrusora según cualquiera de las
reivindicaciones 27 a 31, caracterizada porque la matriz de
coextrusión es una matriz circular para coextruir flujos tubulares
en la que la compuerta (4) tiene forma angular con sus superficies
generalmente perpendiculares al eje de la matriz.
34. Extrusora según la reivindicación 33,
caracterizada porque la matriz se configura de manera que,
al menos en la proximidad inmediata del puerto (3), A y B fluyen en
dirección generalmente radial hacia el exterior o el interior y,
después de la unión de los flujos, estos últimos se dirigen en
dirección generalmente axial y salen generalmente axiales de un
orificio de salida circular (8) formador del producto final.
35. Extrusora según cualquiera de las
reivindicaciones 27 a 34, en la que el medio para imponer pulsos
comprende un pistón o pistones (3) con medios precedentes de bombeo
o extrusión cooperantes, caracterizada porque una válvula de
no retorno (2) impide que el pistón bombee de regreso hacia los
medios precedentes.
36. Extrusora según cualquiera de las
reivindicaciones 27 a 35, que es adecuada para unir dos flujos B1 y
B2 sobre ambas superficies principales de A.
37. Extrusora según cualquiera de las
reivindicaciones 27. a 35, caracterizada porque las
dimensiones del pasaje común (7) se adaptan para producir un
esfuerzo de corte suficiente para hacer que los espesores de capa
de B1 y B2 sean generalmente llanos antes de la salida (8) al final
del pasaje (7).
38. Extrusora según la reivindicación 37,
caracterizada porque el área de la sección transversal del
pasaje (7) se reduce hacia el extremo (8) que se encuentra
corriente abajo.
39. Extrusora según la reivindicación 33 ó 34,
que comprende una matriz de extrusión que tiene una admisión (10)
para material capaz de ser extruido y un orificio de salida
generalmente circular espaciado a diferentes distancias radiales del
eje de la matriz y, entre la admisión y la salida, canales para que
a través de ellos fluya el material capaz de ser extruido, en donde
un único canal de entrada de la admisión se ramifica al menos una
vez para formar al menos dos canales de flujo parcial (11, 12, 13),
cada uno para un flujo parcial de material capaz de ser extruido,
teniendo los canales de flujo parcial (11, 12, 13) una pendiente en
espiral, caracterizada porque las canales de flujo parcial
en espiral se disponen generalmente en un plano o sobre la
superficie de un cono, y los canales de flujo parcial se unen
gradualmente uno con otro.
40. Extrusora según la reivindicación 39, en la
que el orificio de salida se encuentra radial al interior con
relación a la admisión, y los canales de flujo parcial conducen en
espiral al interior hacia el orificio de salida.
41. Extrusora según la reivindicación 39, en la
que el orificio de salida se encuentra radial al exterior con
relación a la admisión, y los canales de flujo parcial conducen en
espiral al exterior hacia el orificio de salida.
42. Extrusora según cualquiera de las
reivindicaciones 39 a 41, en la que los canales de flujo parcial
(11) subsiguientes al canal de entrada se ramifican cada uno para
formar otros dos canales de flujo parcial (12).
43. Extrusora según la reivindicación 42, en la
que los canales de flujo parcial adicionales (12) se ramifican cada
uno para formar dos canales de flujo parcial (13) de salida que se
extienden hacia el orificio de salida.
44. Extrusora según la reivindicación 27, en la
que el medio para extruir A comprende un pistón (2) en un conducto
(18) que conduce directamente al puerto (3).
45. Extrusora según la reivindicación 44, que,
corriente abajo del puerto (3), comprende uno o varios pisones o
lengüetas (24 y 25) cuya acción es recíproca en una dirección
transversal a la dirección de flujo del extruido, de manera que se
combina y/o compacta el flujo unido de B y A.
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