ES2240465T3 - Procedimiento y dispositivo de transformacion de polimeros cristalinos o semi-cristalinos. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de transformacion de polimeros cristalinos o semi-cristalinos.Info
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Abstract
Procedimiento de transformación de materias termoplásticos que presentan una temperatura de fusión y una temperatura de solidificación, - en el cual se calienta la materia termoplástica a una temperatura superior a la temperatura de fusión, - en el cual se transforma la mencionada materia calentada en un dispositivo de conformación bajando en él la temperatura de la materia termoplástica a una temperatura al menos parecida a la temperatura de fusión hasta una temperatura inferior a la temperatura de solidificación, y - en el cual se somete la materia termoplástica antes de su paso por el dispositivo de conformación a un campo eléctrico estático, caracterizándose el indicado procedimiento porque se somete la materia termoplástica antes y/o durante su paso por el dispositivo de conformación, al campo eléctrico estático entre por una parte un electrodo positivo en contacto con la materia termoplástico y, por otra parte, un electrodo negativo o masa, en contacto con la materia termoplástica.
Description
Procedimiento y dispositivo de transformación de
polímeros cristalinos o semi-cristalinos.
La presente invención tiene por objeto un
procedimiento de transformación de materias termoplásticas, en
particular de materias que contienen al menos un polímero o
copolímero cristalino o semi-cristalino que presenta
una temperatura de fusión, una temperatura de cristalización y una
temperatura de transición vítrea.
La transformación de los polímeros, en particular
la extrusión de perfilados macizos o huecos, es bien conocida en el
estado de la técnica. Los dispositivos conocidos tales como
recipientes de vacío, hilera de extrusión, etc. son adecuados para
termoplásticos que no experimentan variaciones bruscas de
viscosidad, tales como polietileno, policloruro de vinilo, etc.
Por el documento
EP-A-0 171 007, se conoce un
procedimiento de transformación de materias termoplásticas que
presentan una temperatura de fusión y una temperatura de
solidificación,
- -
- en el cual se calienta la materia termoplástica a una temperatura superior a la temperatura de fusión,
- -
- en el cual se transforma la indicada materia calentada en un dispositivo de conformación bajando allí la temperatura de la materia termoplástica de una temperatura al menos próxima a la temperatura de fusión hasta una temperatura inferior a la temperatura de solidificación; y
- -
- en el cual se somete la materia termoplástica antes de su paso por el dispositivo de conformación a un campo eléctrico estático.
Este documento no describe que el campo eléctrico
estático esté sometido, por una parte a un electrodo positivo en
contacto con la materia termoplástica, y por otra parte, un
electrodo negativo o masa en contacto con la materia
termoplástica.
Para los polímeros cristalinos o
semi-cristalinos, tales como polietileno tereftalato
(PET), los dispositivos conocidos son inoperantes, porque a la fase
de viscosidad muy baja le sigue muy rápidamente una fase de gel, es
decir que se pasa demasiado rápidamente de una materia demasiado
fluida para ser introducida en un conformador, a una materia
demasiado rígida para ser conformada. Por otra parte, la retirada
ejercida sobre el punzón de conformación, por ejemplo en el caso de
una extrusión de un tubo, produce un roce importante que no puede
ser compensado por el empuje del tornillo de una extrusionadora.
La presente invención tiene por objeto, un
procedimiento que permite entre otros la extrusión de polímero
cristalino o semi-cristalino, en particular
polietileno tereftalato, pero igualmente un procedimiento que
permite una extrusión más fácil de materias termoplásticas, tales
como polietileno, polipropileno, PVC, policarbonato, etc.
El procedimiento según la invención se aplica en
particular en la transformación de polímero cristalino o
semi-cristalino, de preferencia polímeros o mezclas
de polímeros que presentan cristales sólidos por debajo de la
temperatura de cristalización, presentando de forma ventajosa
sustancialmente únicamente cristales sólidos por debajo de la
temperatura de cristalización. En particular, el polímero o
copolímero cristalino contiene menos de un 40% en peso de
polímero(s) no cristalino(s) o no
semi-cristalino(s) o que presente cristales
líquidos por debajo de la temperatura de cristalización. En
particular, el polímero cristalino líquido o
semi-cristalino contiene menos de un 20% en peso de
polímero cristalino líquido y/o menos de un 20% en peso de
poliolefina, en particular nada o sustancialmente nada de polímeros
cristalinos líquidos y de poliolefinas (por ejemplo menos de un 10%
en peso de polímero cristalino líquido y menos de un 10% en peso de
poliolefinas). Los polímeros cristalinos líquidos son polímeros
termotropos que presentan cristales líquidos a una temperatura
inferior a la temperatura de cristalización, pero superior a la
temperatura de endurecimiento.
El procedimiento según la invención es un
procedimiento de transformación de materias termoplásticas que
presentan una temperatura de fusión y una temperatura de
solidificación.
- -
- en el cual se calienta la materia termoplástica a una temperatura superior a la temperatura de fusión,
- -
- en el cual se transforma la mencionada materia calentada en un dispositivo de conformación bajando en él la temperatura de la materia termoplástica a una temperatura al menos próxima a la temperatura de fusión hasta una temperatura inferior a la temperatura de solidificación,
- -
- en el cual se somete la materia termoplástica antes de su paso por el dispositivo de conformación a un campo eléctrico estático,
caracterizándose el indicado procedimiento porque
se somete la materia termoplástica antes y/o durante su paso por el
dispositivo de conformación, al campo eléctrico estático entre un
electrodo positivo y un electrodo negativo o masa, estando los
indicados electrodos o el indicado electrodo y masa en contacto con
la materia termoplástica.
De forma ventajosa, se somete la materia
termoplástica antes y/o durante su paso por el dispositivo de
conformación, a un campo eléctrico estático de al menos 800.000 V/m,
de preferencia de al menos 1.000.000 V/m, más particularmente de
5.000.000 V/m a 20.000.000 V/m, entre un electrodo positivo y un
electrodo negativo en contacto con la materia termoplástica.
El tiempo de aplicación del campo eléctrico sobre
una zona de materia termoplástica puede variar, por ejemplo, de una
fracción de segundo a varios segundos, incluso algunos minutos. Por
ejemplo, este tiempo de aplicación se encuentra comprendido entre
0,5 y 45 segundos.
De forma ventajosa, la materia termoplástica se
desplaza antes y/o durante su paso por el dispositivo de
conformación, entre un electrodo positivo y un electrodo negativo o
masa en contacto con la materia termoplástica, siendo el indicado
campo sustancialmente perpendicular a la circulación de la materia
termoplástica entre el electrodo positivo y el electrodo negativo o
masa.
De preferencia, se crea un efecto de
electroestricción y/o piezo-eléctrico inverso en la
materia termoplástica entre el electrodo positivo y el electrodo
negativo o masa.
De forma ventajosa, se somete la materia
termoplástica a un campo eléctrico sustancialmente radial durante su
conformación desde una temperatura de la materia superior a la
temperatura de fusión o próxima a la temperatura de fusión hasta una
temperatura correspondiente a un estado sólido de la materia.
Según una forma preferida, el procedimiento según
la invención es un procedimiento en el cual se transforma una
materia termoplástica que contiene al menos un polímero o copolímero
cristalino o semi-cristalino que presenta una
temperatura de fusión, una temperatura de cristalización inferior a
la temperatura de fusión y una temperatura de transición vítrea.
Presentado el indicado polímero o copolímero de preferencia
sustancialmente únicamente cristales sólidos por debajo de la
temperatura de cristalización.
- -
- en el cual se calienta la materia a una temperatura superior a la temperatura de fusión del polímero o copolímero cristalino o semi-cristalino, y
- -
- en el cual se transforma la indicada materia calentada en un dispositivo de conformación bajando en él la temperatura de la materia de una temperatura superior a la temperatura de cristalización hasta una temperatura inferior a la temperatura de transición vítrea del polímero o copolímero cristalino o semi-cristalino.
El procedimiento presenta la particularidad de
que al menos para una temperatura superior a la temperatura de
transición vítrea, de preferencia para una temperatura superior a la
temperatura de cristalización (de modo ventajoso al menos para una
gama de temperaturas superior a la temperatura de transición vítrea,
de preferencia para una gama de temperaturas superior a la
temperatura de cristalización), se somete la materia a un campo
eléctrico estático.
Según una forma ventajosa del procedimiento, al
menos durante la bajada de la temperatura de una temperatura
superior a la temperatura de cristalización hasta una temperatura
comprendida entre la temperatura de transición vítrea y la
temperatura de cristalización, se somete la materia a un campo
eléctrico.
El campo eléctrico se aplica en particular para
crear un efecto de electro-estricción y/o un efecto
piezo-eléctrico inverso. El efecto de
electroestricción se realiza en particular a una temperatura próxima
a la temperatura de cristalización del polímero o copolímero
cristalino, mientras que el efecto piezo-eléctrico
inverso se realiza a una temperatura próxima a la temperatura de
transición vítrea. Estos efectos permiten una circulación y un
deslizamiento más fácil del polímero sobre la superficie en
contacto, en particular sobre la superficie de los electrodos en
contacto con la materia.
Según una forma de realización preferencial, al
menos durante la reducción de la temperatura de una temperatura
superior a la temperatura de cristalización hasta una temperatura
comprendida entre la temperatura de cristalización y la temperatura
de transición vítrea [en particular hasta una temperatura próxima a
la temperatura de transición vítrea (de preferencia inferior o igual
a aproximadamente la temperatura de transición vítrea)], se somete
la materia a un campo eléctrico estático. Se ha observado que aparte
de una menor resistencia al roce, las propiedades o características
mecánicas del producto se mejoraban.
Por ejemplo, se somete la materia a un campo
eléctrico estático para una gama de temperaturas que va de una
temperatura superior a la temperatura de cristalización hasta una
temperatura inferior en al menos 20ºC con relación a la temperatura
de cristalización, de forma ventajosa inferior en al menos 50ºC a la
temperatura de cristalización, de preferencia inferior en al menos
100ºC a la temperatura de cristalización.
Según una forma de realización ventajosa, al
menos para una temperatura próxima a la temperatura de fusión, se
somete la materia a un campo eléctrico estático. Esto es ventajoso,
pues se ha observado que con caudal de materia constante a través de
una hilera, la presión necesaria para empujar la materia en la
hilera se reduce en el caso de la aplicación de un campo eléctrico,
por ejemplo de al menos dos veces con relación a la presión
necesaria en la no aplicación de un campo eléctrico.
Según una forma particularmente ventajosa, al
menos para una temperatura próxima a la temperatura de fusión, así
como para una gama de temperaturas comprendida entre una primera
temperatura superior a la temperatura de cristalización y una
segunda temperatura comprendida entre la temperatura de
cristalización y la temperatura de transición vítrea, de
preferencia para una gama de temperaturas que va de una temperatura
próxima en particular superior a) de la temperatura de fusión hasta
una temperatura inferior a la temperatura de cristalización, en
particular próxima a la temperatura de transición vítrea, se somete
la materia a un campo eléctrico estático.
Según una característica de una forma de
realización, el campo eléctrico tiene una intensidad de al menos
800.000 Voltios/m, de forma ventajosa de al menos 1.000.000
Voltios/m, de preferencia de al menos 2.000.000 Voltios/m, por
ejemplo de 2.000.000 Voltios/m a 20.000.000 Voltios/m, más
específicamente de 5.000.000 V/m a 20.000.000 V/m, tal como
5.000.000 V/m, 8.000.000 V/m y 10.000.000 V/m.
En el procedimiento según la invención, se somete
ventajosamente la materia a un campo eléctrico radial y/o
longitudinal y/o transversal, pero de preferencia al menos radial o
en una dirección que atraviese el espesor de la materia, en
particular en una dirección sustancialmente perpendicular a la
dirección de la circulación de la materia en la hilera o el
dispositivo de conformación.
Según una forma de realización, se lleva la
materia en fusión de forma adiabática o sustancialmente adiabática
en el dispositivo de conformación.
Según una forma de realización ventajosa, se
transforma una materia que contiene al menos un aditivo para
incrementar el carácter dieléctrico, es decir la constante
dieléctrica o permitividad. Por ejemplo, se añade a la materia una
cantidad de aditivo suficiente para aumentar en al menos un 10% la
constante dieléctrica o la permitividad del polímero o copolímero
cristalino o semi-cristalino. A título de ejemplo
de aditivo, se pueden citar los compuestos a base de titanio, tales
como el titanato de bario, el óxido de titanio (TiO_{2}),
etc...
El procedimiento según la invención está
particularmente adaptado para la transformación del PET,
eventualmente cargado, por ejemplo del PET procedente de los
desechos de fabricación de preformas o de botellas de PET.
Según un detalle de un procedimiento según la
invención, el dispositivo de conformación es un conformador de una
extrusionadora o un molde. El campo eléctrico puede igualmente
aplicarse a nivel de una hilera, en particular una hilera de
extrusión. La hilera o dispositivo de conformación comprende
ventajosamente un punzón destinado para formar la forma interior del
extrusionado o producto extrusionado y una pared destinada para
formar la forma o contorno exterior del extrusionado o producto
extrusionado. Este punzón es ventajosamente fijo o sustancialmente
fijo con relación a la hilera o conformador. Se crea entonces
ventajosamente un campo eléctrico radical entre el punzón y la pared
destinada a formar la forma exterior del extrusionado o producto
extrusionado, constituyendo el punzón ventajosamente un electrodo
negativo o la masa, mientras que la pared constituye ventajosamente
un
\hbox{electrodo positivo.}
El dispositivo de conformación del procedimiento
según la invención es ventajosamente un molde y/o un conformador de
una extrusionadora, por ejemplo un conformador asociado con una
hilera para realizar un perfil, un tubo, etc. El dispositivo de
conformación puede igualmente ser un molde y/o una hilera, el o los
canales de inyección de un molde, para reducir por ejemplo la
presión de inyección y/o aumentar el número de matrices de
moldes.
La invención tiene también por objeto un producto
realizado en un polímero o copolímero cristalino o
semi-cristalino (cargado o no) obtenido por el
procedimiento según la invención. Ventajosamente, el producto está
realizado en PET eventualmente cargado. Se ha observado que
induciendo un campo eléctrico estático axial, en particular radial
con relación a una pared del producto, era posible aumentar las
características mecánicas de la indicada pared.
Según una forma particular del producto según la
invención, el producto es una preforma para botella.
La presente invención tiene igualmente por objeto
un dispositivo para proporcionar una forma a una materia
termoplástica según un procedimiento de acuerdo con la invención.
Este dispositivo comprende:
- -
- una hilera y/o una cámara de conformación que presenta un paso para la introducción de la materia (por ejemplo a una temperatura próxima a la temperatura de fusión, de preferencia superior a la temperatura de fusión, o a una temperatura superior a la temperatura de cristalización o a una temperatura inferior a la temperatura de cristalización), presentando la indicada cámara o hilera una o más paredes en contacto con la materia termoplástica (para su conformación);
- -
- un medio de refrigeración para refrigerar al menos parcialmente una o más paredes, y
- -
- un medio para crear un campo eléctrico estático en el dispositivo de conformación.
El dispositivo se caracteriza porque
comprende
- -
- un medio para conectar al menos una pared o parte de pared de la cámara o hilera en contacto con la materia termoplástica con una fuente eléctrica para crear un campo eléctrico estático entre al menos esta pared o parte de pared y otra pared o parte de pared de la cámara o hilera (paredes o partes de pared que están en contacto con la materia termoplástica).
De forma ventajosa, el dispositivo comprende un
primer medio para conectar una primera pared o parte de pared a un
polo (por ejemplo el polo positivo) de una fuente eléctrica, y un
segundo medio para conectar otra pared o parte de pared a otro polo
(por ejemplo el polo negativo) de la fuente eléctrica o a la masa,
de forma que la primera pared o parte de pared forme un electrodo
positivo.
Según una forma de realización posible, el
dispositivo comprende o está asociado con un medio para crear un
campo eléctrico estático es un medio que comprende un electrodo
positivo y un electrodo negativo o masa, estando los indicados
electrodos o masa en contacto con la materia termoplástica, creando
el indicado medio entre los indicados electrodos o entre el o los
electrodos positivos y la masa, un campo eléctrico estático de al
menos 800.000 V/m, de preferencia de al menos 1.000.000 V/m (en
particular superior a 2.000.000 V/m, por ejemplo de 5.000.000 V/m a
20.000.000 V/m).
De preferencia, los electrodos positivo(s)
y negativo(s) o masa forman paredes de un canal en el cual se
desplaza en una dirección la materia termoplástica, estando los
indicados electrodos o masa dispuestos para crear un campo eléctrico
estático sustancialmente perpendicular a la dirección de circulación
de la materia en el canal.
Según un detalle de una forma de realización, el
dispositivo comprende una hilera asociada con una cámara de
conformación, y medios para conectar una o más paredes de la hilera
y de la cámara de conformación en al menos una fuente eléctrica,
para crear un campo eléctrico estático en la hilera y un campo
eléctrico estático en la cámara de conformación.
Según una forma de realización ventajosa, el
dispositivo de conformación, ventajosamente asociado con una hilera,
presenta un canal definido entre una pared de un electrodo positivo
y una pared de un electrodo negativo o masa, presentando el indicado
canal un paso para la introducción de materia termoplástica en
fusión (o próxima a la temperatura de fusión) en el canal.
Sustancialmente toda la superficie de la(s) pared(es)
del canal del dispositivo de conformación (más eventualmente
la(s) de la hilera) en contacto con la materia termoplástica
está constituida por paredes de electrodos o por paredes de
electrodo y la masa. De forma ventajosa, los electrodos y/o masa se
colocan o están dispuestos para que un campo eléctrico sea aplicado
sustancialmente de forma radial en todo el dispositivo de
conformación, así como eventualmente en la hilera. Cuando el
dispositivo de conformación presenta un paso para la salida de la
materia conformada (por ejemplo a una temperatura inferior a la
temperatura de cristalización, por ejemplo a una temperatura
comprendida entre la temperatura de transición vítrea y la
temperatura de cristalización), los electrodos (o la o los
electrodos y la masa) están ventajosamente dispuestos o
posicionados para que un campo eléctrico radial sea creado en la
materia sustancialmente desde el paso de introducción de la materia
en el dispositivo de conformación, hasta el paso de salida de la
materia fuera del dispositivo de conformación.
Según una forma de realización ventajosa, la o
las paredes del dispositivo de conformación o del conformador o del
molde y/o de la hilera en contacto con la materia están provistas de
alúmina, en particular están recubiertas con una capa que contiene
alúmina.
Según una forma de realización, el dispositivo
comprende un punzón destinado para formar la forma interior del
producto formado en la cámara de conformación, presentando esta
última una pared destinada a formar la forma exterior del producto.
El punzón y la pared destinada para formar la forma exterior del
producto constituyen electrodos o un electrodo y una masa para
crear un campo eléctrico radial, constituyendo el punzón
ventajosamente un electrodo negativo o la masa, mientras que la
pared constituye ventajosamente un electrodo positivo.
Ventajosamente, el dispositivo comprende un
electrodo positivo y un electrodo negativo dispuestos para formar
entre si un campo eléctrico y constituyendo unas paredes de la
cámara de conformación en contacto con la materia termoplástica,
estando el electrodo positivo ventajosamente realizado en aleación
de aluminio, estando la superficie de contacto del electrodo con la
materia termoplástica de preferencia provista de una capa de alúmina
de al menos 25 \mum de espesor.
Según una particularidad, las paredes del
dispositivo de conformación o del conformador y/o de la hilera en
contacto con la materia termoplástica están provistas de alúmina, en
particular están recubiertas de una capa que contiene alúmina.
Según una forma de realización, la cámara de
conformación es un molde.
Ventajosamente, uno o más medios aislantes se
extienden entre el electrodo positivo o conectado con el polo
positivo de una fuente de corriente, y la masa o el electrodo
negativo o conectado con el polo negativo de una fuente de
corriente, estando un medio aislante ventajosamente formado por una
capa de un fluido o líquido aislante o dieléctrico.
El dispositivo presenta ventajosamente una cámara
en contacto con el electrodo positivo, en la cual se encuentra el
líquido o fluido aislante, y unos pasos que se comunican con la
indicada cámara, estando los indicados pasos provistos de un medio
para conectar la cámara a un sistema de circulación de líquido o
fluido aislante, comprendiendo este sistema ventajosamente un
sistema de refrigeración.
Según un detalle de una forma de realización, la
longitud del electrodo positivo o de los electrodos positivos en
contacto con la materia, longitud calculada en el sentido de avance
de la materia en la cámara de conformación o hilera, es superior a 5
cm, ventajosamente superior a 10 cm, de preferencia superior a 20
cm. Esta longitud está por ejemplo comprendida entre 20 cm y 2 m,
incluso más. La longitud del electrodo positivo o de los electrodos
positivos se adaptará en función a las zonas donde debe aplicarse un
campo eléctrico, en función del caudal de materia, en función de la
calidad de los productos a obtener, en función del tamaño, del
espesor de los productos, etc.
El dispositivo según la invención es en
particular un dispositivo de conformación de una materia de
polímero o copolímero cristalino o semi-cristalino
según un procedimiento de acuerdo con la invención. El dispositivo
comprende:
- -
- una cámara de conformación que presenta un orificio para la introducción de la materia a una temperatura superior a la temperatura de cristalización, extendiéndose la indicada cámara al menos entre una primera pared o primera parte de pared y una segunda pared o segunda parte de pared;
- -
- un medio de refrigeración para enfriar al menos una pared o parte de pared de la cámara,
- -
- eventualmente una hilera cuya salida se comunica con el orificio para la introducción de materia en la cámara de conformación, y
- -
- un medio para crear un campo eléctrico estático entre al menos una parte de la primera pared o primera parte de pared y al menos una parte de la segunda pared o segunda parte de pared y/o en la hilera.
De preferencia, el dispositivo comprende una
hilera y medios para crear un campo eléctrico en la hilera y en la
cámara de conformación.
Ventajosamente, el dispositivo según la invención
comprende un medio para conducir de forma adiabática o
sustancialmente adiabática (es decir sin intercambio o transferencia
de calor), a una temperatura superior a la temperatura de
cristalización, la materia en la cámara de conformación.
De preferencia, la cámara de conformación
presenta un orificio de salida por el cual la materia conformada
sale a una temperatura inferior a la temperatura de transición
vítrea. Por ejemplo, la cámara de conformación es una hilera de
extrusión, en particular un perfil hueco, un tubo, un conducto una
manguera, etc.
Según formas de realización posibles, el medio
para crear un campo eléctrico comprende al menos dos electrodos
dispuestos para crear un campo eléctrico radial, y/o transversal,
y/o longitudinal.
De preferencia, el medio para crear un campo
eléctrico comprende al menos dos electrodos dispuestos para crear un
campo eléctrico radial en la cámara de conformación. Según una
variante particularmente ventajosa, el dispositivo comprende además
al menos dos electrodos dispuestos para crear un campo eléctrico
radical en la hilera.
Según una forma de realización preferida, el
medio para crear un campo eléctrico está dispuesto con relación al
medio de refrigeración para crear un campo eléctrico al menos en una
zona de la cámara de conformación en la cual la materia pasa de una
temperatura superior a la temperatura de cristalización a una
temperatura sustancialmente igual a la temperatura de transición
vítrea.
Según otra forma de realización posible, el
dispositivo comprende uno o más medios para crear un campo eléctrico
al menos en una zona de la hilera y al menos en una zona de la
cámara de conformación, con el fin de ejercer un campo eléctrico
sobre la materia desde una temperatura superior a la temperatura de
fusión hasta una temperatura inferior a la temperatura de
cristalización, por ejemplo hasta una temperatura próxima a la
temperatura vítrea, incluso inferior a la temperatura vítrea.
Según un detalle de una forma de realización, el
dispositivo comprende un punzón destinado para formar la forma
interior del producto formado en la cámara de conformación,
presentado esta última una pared destinada para formar la forma
exterior del producto. El punzón y la pared destinada a formar la
forma exterior del producto constituyen electrodos para crear un
campo eléctrico radial, constituyendo el punzón ventajosamente un
electrodo negativo o la masa, mientras que la pared constituye
ventajosamente un electrodo positivo.
Según otro detalle de una forma de realización,
el dispositivo comprende un electrodo positivo y un electrodo
negativo dispuestos para formar entre si un campo eléctrico y que
constituye paredes de la cámara de conformación en contacto con el
polímero o copolímero cristalino o semi-cristalino,
siendo el electrodo positivo ventajosamente realizado en aleación de
aluminio, siendo la superficie en contacto con el polímero o
copolímero cristalino o semi-cristalino de
preferencia tratada para recibir una capa de alúmina de al menos 25
\mum de espesor.
Particularidades y detalles de la invención se
desprenderán de la descripción de ejemplos de realización. En esta
descripción, se hace referencia a los dibujos adjuntos.
En estos dibujos,
- la figura 1 es una vista esquemática de una
extrusionadora provista de un dispositivo según la invención,
- la figura 2 es una vista en sección de un
detalle de la hilera de extrusión de la figura 1,
- la figura 3 es una vista en sección transversal
de la hilera de extrusión.
- las figuras 4 a 7 son unas vistas que muestran
la colocación de los electrodos para obtener un campo
particular,
- la figura 8 es una vista esquemática de un
molde según la invención
- la figura 9 representa la curva entálpica del
PET trazada por el método DSC (differential scanning
calorimetry),
- las figuras 10 a 12 son vistas esquemáticas de
formas de realización particulares del dispositivo según la
invención,
- la figura 13 representa una disposición de
electrodos en un canal de inyección de un molde,
- la figura 14 muestra la evolución de la
presión necesaria para el paso de POM a través de un dispositivo de
conformación en el transcurso del tiempo (correspondiendo el tiempo
0 al tiempo de comienzo de introducción de polímero en el
dispositivo con y sin aplicación de un campo eléctrico radial,
- las figuras 15 a 17 son gráficos similares al
de la figura 14, solo que la materia extrusionada es
respectivamente PET, PE de alta densidad y polipropileno.
La figura 1 muestra una extrusionadora 2 que
recibe polímero cristalino o semi-cristalino (por
ejemplo PET en forma de gránulos o de virutas) por la tolva de
alimentación 1. El polímero se funde en la extrusionadora 2 y es
empujado en la cabeza 3, que está provista en su zona A de un
punzón 4 destinado para dar la forma interior del extrusionado. El
extrusionado pasa seguidamente a una zona adiabática B (zona 5 donde
no existe o sustancialmente intercambio de calor). Esta zona es
ventajosamente convergente, es decir que la sección de paso de esta
zona disminuye en el sentido de avance de la materia. La temperatura
del polímero en esta zona 5 es ligeramente superior al pico de
cristalización, por ejemplo una temperatura de 1 a 20ºC superior al
pico de cristalización. El polímero fundido pasa seguidamente a la
zona C, zona sometida a una refrigeración importante y a un campo
eléctrico importante. La zona C constituye así un condensador 6.
Este campo eléctrico se mantiene hasta que la temperatura del
polímero sea igual o inferior a la temperatura de transición vítrea
del polímero (zona D).
El producto estabilizado 7 sale así de la hilera
de extrusión.
La figura 2 es una vista en sección de la hilera
de extrusión prolongada por un dispositivo de conformación. El
conjunto hilera/dispositivo de conformación 10 comprende una
cubierta 11 que presenta un paso por el cual se extiende el punzón
4. El punzón 4 constituye un electrodo negativo o la masa de la
máquina, mientras que la cubierta 11 constituye el electrodo
positivo. El campo eléctrico así creado es un campo radial dirigido
hacia el punzón 4. Este campo eléctrico radical (ver figura 3)
induce un fenómeno de electroestricción en los cristalitos, lo cual
se traduce por un ligero desprendimiento del polímero con relación
al electrodo positivo (polímero cuya temperatura es inferior a la
temperatura o pico de cristalización). La superficie interior de la
cubierta 11 está por ejemplo realizada en aleación de aluminio,
ventajosamente tratada y recubierta con una capa de alúmina
Al_{2}O_{3}. Este ligero desprendimiento permite el
desplazamiento del producto en la hilera de extrusión por la fuerza
del tornillo de la extrusionadora y permite al producto salir de la
hilera de extrusión. El campo eléctrico entre los electrodos era en
el presente caso un campo de 5.000.000 Voltios/m. La materia entra
por ejemplo en el ejemplo 10 a una temperatura superior de la
temperatura de fusión y sale a una temperatura inferior a la
temperatura de cristalización.
El electrodo positivo 11 se separa de la masa
(por ejemplo mediante almohadillas de aislante eléctrico) y se
asocia con uno o más canales de refrigeración.
La refrigeración del conjunto 10 (hilera de
extrusión y/o dispositivo de conformación) se realiza por ejemplo
por medio de un líquido aislante eléctrico y de elevado poder
calorífico, en particular por medio de un aceite dieléctrico.
Eventualmente, se hubiera podido utilizar una
circulación de gas a baja temperatura, por ejemplo nitrógeno, para
realizar esta refrigeración.
Este fluido aislante sirve por consiguiente
igualmente de aislamiento eléctrico para el electrodo positivo. Este
aislamiento es por ejemplo útil si los canales por los cuales
circula el fluido están formados entre el electrodo positivo y una
masa, pero es igualmente útil para aislar el electrodo positivo del
sistema de circulación o del sistema de refrigeración del fluido
aislante.
El producto que sale de la hilera de extrusión
era en el caso de la figura 1 un tubo de 9 cm de diámetro exterior,
cuya pared tenía 0,5 cm de espesor.
En la figura 4, se ha representado una sección
transversal de una hilera de extrusión similar a la de la figura 3,
solo que el punzón constituye el electrodo positivo y que la
cubierta 11 constituye el electrodo negativo.
En la figura 5, se ha representa una sección
transversal de una hilera de extrusión de un perfil hueco de sección
transversal rectangular. En esta forma de realización, el punzón de
sección transversal rectangular constituye el electrodo positivo,
mientras que la cubierta constituye el electrodo negativo.
En la figura 6, se ha representado
esquemáticamente, en sección longitudinal, una hilera de extrusión
cuya cubierta 11 comprende una serie de elementos distintos 12, 13
que forman electrodos positivos y electrodos negativos, estando un
electrodo positivo 12 separado de un electrodo negativo 13 por un
elemento aislante. Los electrodos están dispuestos
perpendicularmente al eje de desplazamiento del extrusionado, de
forma que el polímero esté sometido a un campo eléctrico
longitudinal, o campo cuya dirección es paralela a la dirección de
desplazamiento del extrusionado.
En la figura 7, se ha representado, parcialmente
en sección, una hilera cuya cubierta 11 comprende una serie de
elementos distintos 14, 15 que forman electrodos positivos y
electrodos negativos, estando un electrodo positivo 14 separado de
un electrodo negativo 15 por un elemento aislante 16. Los electrodos
están situados los unos con relación a los otros con el fin de
definir campos eléctricos transversales, campos eléctricos cuya
dirección es perpendicular a la dirección de desplazamiento del
extrusionado.
Naturalmente es posible crear campos eléctricos
que están constituidos por la asociación de un campo eléctrico
radial, un campo eléctrico longitudinal y/o un campo eléctrico
transversal, colocando de forma adecuada los electrodos. Por
ejemplo, si el punzón es un electrodo negativo, se creará en los
dispositivos de las figuras 6 y 7 campos eléctricos radiales y
oblicuos, además de los campos longitudinales o transversales.
En la figura 8, se ha representado un molde 20
constituido por una cubierta exterior 21 que comprende dos partes
21A, 21B que pueden separarse una de la otra para permitir la
retirada de la pieza moldeada. Una cavidad 23 está definida en la
indicada cubierta 21. En esta cavidad 23 se extiende un núcleo, por
ejemplo cilíndrico 24, estando este núcleo fijado a la máquina de
inyección. El molde está ventajosamente provisto de medios de
refrigeración. La cubierta 21 constituye por ejemplo un electrodo
positivo mientras que el núcleo 24 constituye un electrodo
negativo, o a la inversa.
En la figura 9, se ha representado una curva
entálpica del PET, esta curva que muestra un pico de transición
vítrea (hueco) correspondiente a la temperatura de transición
vítrea del PET, un pico de cristalización correspondiente a la
temperatura de cristalización del PET, y un pico de fusión (hueco)
correspondiente a la temperatura de fusión del PET.
Para aumentar la constante dieléctrica del PET,
puede resultar útil añadir al polímero cristalino o
semi-cristalino aditivos que tengan propiedades
dieléctricas. Tales aditivos son conocidos del experto en la
materia. En particular, se utilizará titanato de bario y/o
TiO_{2}, en forma de polvo o de lentejuelas. Por ejemplo, la
cantidad de aditivo(s) con propiedades dieléctricas estará
comprendida entre 0,01 y 25%, ventajosamente entre 0,1 y 10% en peso
del polímero cristalino o semi-cristalino, en
particular con relación al peso de polímero PET.
La figura 10 es una vista de un dispositivo según
la invención similar al de la figura 1. Este dispositivo
comprende:
- una extrusionadora 2;
- una zona adiabática 5;
- una hilera 10;
- un conformador 6, y
- un sistema de tracción 11 que tira del producto
7 fuera del conformador.
En la forma de realización de la figura 10, el
conformador 6 está provisto de medios para aplicar un campo
eléctrico estático radial. El producto obtenido presentaba
características mecánicas mejoradas del 30% con relación al producto
obtenido cuando no se aplicaba ningún campo eléctrico.
En la forma de realización de la figura 11, el
dispositivo es similar al de la figura 10, solo que no existe zona
adiabática 5 (el producto que sale de la extrusionadora pasa
directamente a la hilera 10) y que se aplica un campo eléctrico
estático sobre la materia que pasa por la hilera 10 en lugar del
conformador 6. El campo eléctrico es ventajosamente radial. Se ha
observado que aplicando un campo eléctrico radial en la hilera, una
presión de la extrusionadora reducida era suficiente para asegurar
un mismo caudal de producto extrusionado cuando ningún campo
eléctrico era aplicado. En el caso de polímero cristalino se ha
observado que la presión de la extrusionadora podía reducirse en un
factor de 5 a 10 cuando se aplicaba un campo eléctrico radial de al
menos 5.000.000 Voltios/m, manteniendo un mismo caudal que una
extrusionadora asociada con una hilera para la cual no se aplica
ningún campo eléctrico.
Aplicando un campo eléctrico en la hilera, es por
consiguiente posible aumentar el caudal de materia extrusionada
utilizando la presión de extrusión utilizada en el caso en que
ningún campo eléctrico sea aplicado a la hilera. Controlando la
fuerza del campo eléctrico radial y/o controlando la presión de la
extrusionadora, es por consiguiente posible controlar el caudal de
materia extrusionada.
Por último, el dispositivo de la figura 12 es
similar al de la figura 11, solo que se aplica un campo eléctrico
radial al conformador 6. Este dispositivo permite por una parte
aumentar la producción de una extrusionadora existente y por otra
parte mejorar las propiedades mecánicas del producto
extrusionado.
La figura 13 muestra esquemáticamente una
disposición posible de electrodos (electrodo positivo 30, electrodo
negativo o masa 31) en una canal de inyección 32 de un molde 33, que
comprende por ejemplo una parte fija 33A con relación a la cabeza de
un inyector y una parte móvil 33B apta para experimentar un
movimiento relativo con relación a la parte 33A para permitir la
retirada del producto moldeado en la matriz o las matrices 34. El
canal de inyección 32 presenta un espárrago o medios 36 para
repartir la circulación del polímero hacia las diferentes matrices
34 del molde o en varios lugares de la matriz o de las matrices del
molde. La parte fija del molde presenta un electrodo positivo 30
que se aísla mediante una capa aislante 35 del bastidor 33A1 del a
parte 33A. El bastidor 33A1 está conectado a la masa del inyector.
La parte móvil 33B está dispuesta para ser conectada a la masa del
inyector, al menos cuando la parte 33B se apoya contra la parte 33A
(molde en posición cerrada). La parte móvil 33B forma por
consiguiente igualmente una masa al menos en posición cerrada del
molde 33. En la forma representada, el espárrago o medio 36 es
llevado por la parte 33B. La capa aislante 35 asegura igualmente un
aislamiento entre el electrodo positivo y la cabeza del inyector. Si
la cabeza del inyector está provista de un electrodo positivo, el
electrodo positivo del molde está ventajosamente conectado con el
electrodo positivo del inyector, siendo entonces el electrodo
positivo del inyector aislado del bastidor 33A1.
En una inyección, la materia en fusión fluye por
los canales de inyección 32, y en particular entre el electrodo
positivo y el medio 36 y una superficie de la parte 33B. La materia
queda así sometida a un campo perpendicular a la dirección de
circulación de la materia en la parte 33A.
En el caso en que la parte 33A esté provista de
canales de refrigeración, estos canales estarán dispuestos a lo
largo de la superficie del electrodo positivo no en contacto con la
materia a inyectar, siendo entonces el fluido de refrigeración un
fluido aislante eléctrico, en particular un fluido de refrigeración
aislante eléctrico, o un aceite dieléctrico.
La figura 14 muestras las presiones ejercidas por
el tornillo de una extrusionadora que empuja polioximetileno
(polímero cristalino) en un dispositivo de conformación polarizado
[campo radial aplicado sobre la materia después de la introducción
de materia en el dispositivo (temperatura próxima a la temperatura
de fusión) hasta su salida del dispositivo a una temperatura
próxima a la temperatura de transición vítrea] y en el dispositivo
de conformación sin polarización desde la introducción de la
materia a una temperatura próxima a la temperatura de fusión.
Se desprende de esta figura, que en una no
polarización (curva I) del dispositivo de conformación, la
circulación es en un primer tiempo adiabática (+/- 15 segundos),
seguidamente se observa un frente o incremento brutal de la presión
(debido al pico de cristalización del polímero). Después se observa
un grado de presión hasta un tiempo de 30 segundos después de la
introducción de la materia. La presión continúa seguidamente
incrementándose hasta la presión máxima admisible del dispositivo de
conformación y de la extrusionadora (120 bares). Debido a la
refrigeración de la materia, se forma un tapón de materia en el
dispositivo de conformación y una presión de 120 bares era
insuficiente para hacer salir la materia fuera del dispositivo de
conformación.
Cuando se polariza el dispositivo de conformación
(campo eléctrico radial de 5.000.000 Voltios/m aplicado sobre la
materia), se observa (curva II) justo después de la entrada de
materia en el dispositivo de conformación, una presión inferior a la
de la no aplicación del campo eléctrico, seguida por un grado de 20
bares hasta 60 segundos (tiempo medido a partir de la introducción
de materia). Se observa seguidamente un incremento brutal de la
presión debida a la caída de temperatura de la materia en el
dispositivo de conformación seguida de un grado de presión de
aproximadamente 60 bares. La materia conformada sale del
dispositivo con una presión de aproximadamente 60 bares.
Esta figura muestra por consiguiente que
aplicando un campo eléctrico en el dispositivo de conformación, es
posible reducir de forma importante la presión máxima necesaria
para ejercer para forzar la materia a pasar a través del
dispositivo de conformación.
La figura 15 es una figura similar a la de la
figura 14, pero que muestra el efecto de un campo eléctrico en el
dispositivo de conformación para el PET. De esta figura se
desprende, que aplicando un campo eléctrico (curva II), la presión
máxima para hacer pasar la materia a través del dispositivo es
reducida. La curva I muestra la presión necesaria cuando no se
aplica ningún campo eléctrico.
Por último las figuras 16 y 17 son figuras
similares a la de la figura 14, pero aplicadas respectivamente al
polietileno de alta densidad reciclado y al polipropileno. Esta
figura muestra también que aplicando un campo eléctrico (radial en
este ejemplo - curva II), es posible reducir la presión máxima
necesaria para el paso de la materia en el dispositivo de
conformación. La curva I muestra la presión necesaria cuando no se
aplica ningún campo eléctrico.
Una reducción de la presión de este tipo muestra
que aplicando un campo eléctrico, se reduce de forma sensible el
roce de la materia sobre la o las paredes del dispositivo de
conformación. Esta menor fricción permite, bien sea incrementar la
producción, o reducir el desgaste de la extrusionadora y/o del
dispositivo de conformación, reducir accidentes debidos a bloqueos
accidentales de materia en el dispositivo de conformación, etc.
Se prepararon igualmente piezas de ensayo en PET,
en POM y en PE de alta densidad, aplicando un campo eléctrico radial
de 5.000.000 voltios/m en el dispositivo de conformación y otras
piezas de ensayo en el dispositivo de conformación sin aplicación
de un campo eléctrico. Se observó así una resistencia a la tracción
sensiblemente igual para las piezas de ensayo con campo eléctrico y
para las piezas de ensayo sin campo eléctrico. Sin embargo, en lo
que respecta al módulo de elasticidad, se ha observado que las
piezas de ensayo en POM y en PET tenían un módulo de elasticidad de
aproximadamente un 60% superior durante la aplicación de un campo
eléctrico con relación al módulo de la pieza de ensayo preparado
sin campo eléctrico. En caso de recocido de las piezas de ensayo
preparadas con un campo eléctrico (recocido efectuado durante 48
horas a una temperatura superior a 20ºC a la temperatura de
transición vítrea), las piezas de ensayo preparadas con campo
eléctrico y recocido tenía todavía un módulo de elasticidad de
aproximadamente 20 a 30% superior al módulo de elasticidad de las
piezas de ensayo preparadas sin campo eléctrico y recocidas.
La tabla siguiente proporciona el módulo de
elasticidad de Young (expresado en MPa) para una pieza de ensayo
moldeada sin campo eléctrico (A), una pieza de ensayo moldeada sin
campo eléctrico pero con recocido (B), y una pieza de ensayo
preparada con campo eléctrico.
Pieza de ensayo | Módulo MPa | Relación |
Módulo pieza de ensayo X/pieza de ensayo C | ||
A | 1297 | 1,61 |
B | 1725 | 1,33 |
C | 2088 | 1 |
El procedimiento según la invención puede ser
utilizado para la fabricación de piezas diversas, tales como piezas
moldeadas, piezas extrusionadas, placas, rieles, angulares, láminas,
canaletas (por ejemplo de cable), perfiles en T, en U, en I, en L,
en X, etc.
Claims (32)
1. Procedimiento de transformación de materias
termoplásticos que presentan una temperatura de fusión y una
temperatura de solidificación,
- -
- en el cual se calienta la materia termoplástica a una temperatura superior a la temperatura de fusión,
- -
- en el cual se transforma la mencionada materia calentada en un dispositivo de conformación bajando en él la temperatura de la materia termoplástica a una temperatura al menos parecida a la temperatura de fusión hasta una temperatura inferior a la temperatura de solidificación, y
- -
- en el cual se somete la materia termoplástica antes de su paso por el dispositivo de conformación a un campo eléctrico estático,
caracterizándose el indicado procedimiento
porque se somete la materia termoplástica antes y/o durante su paso
por el dispositivo de conformación, al campo eléctrico estático
entre por una parte un electrodo positivo en contacto con la
materia termoplástico y, por otra parte, un electrodo negativo o
masa, en contacto con la materia termoplástica.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
cual se somete la materia termoplástica antes y/o durante su paso
por el dispositivo de conformación, a un campo eléctrico estático de
al menos 800.000 V/m, de preferencia de al menos 1.000.000 V/m,
entre por una parte, un electrodo positivo en contacto con la
materia termoplástica y, por otra parte, un electrodo negativo o
masa de contacto con la materia termoplástica.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el cual la materia termoplástica se desplaza antes y/o durante su
paso por el dispositivo de conformación, entre un electrodo positivo
y un electrodo negativo en contacto con la materia termoplástica,
siendo el indicado campo sustancialmente perpendicular a la
circulación de la materia entre, por una parte, un electrodo
positivo en contacto con la materia termoplástica y, por otra
parte, un electrodo negativo o masa en contacto con la materia
termoplástica.
4. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se crea un
efecto de electroestricción en la materia termoplástica entre el
electrodo positivo y el electrodo negativo o masa.
5. Procedimiento de transformación según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual se transforma
una materia termoplástica que contiene al menos un polímero o
copolímero cristalino o semi-cristalino que presenta
una temperatura de fusión, una temperatura de cristalización
inferior a la temperatura de fusión y una temperatura de transición
vítrea, presentado el indicado polímero o copolímero de preferencia
sustancialmente únicamente cristales sólidos por debajo de la
temperatura de cristalización.
- -
- en el cual se calienta la materia a una temperatura superior a la temperatura de fusión del polímero o copolímero cristalino o semi-cristalino, y
- -
- en el cual se transforma la indicada materia calentada en un dispositivo de conformación bajando en él la temperatura de la materia de una temperatura superior a la temperatura de cristalización hasta una temperatura inferior a la temperatura de transición vítrea del polímero o copolímero cristalino o semi-cristalino,
caracterizándose el indicado procedimiento
porque al menos para una temperatura o gama de temperaturas superior
a la temperatura de transición vítrea, de preferencia superiores a
la temperatura de cristalización, se somete la materia a un campo
eléctrico estático.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque al menos durante la bajada de la
temperatura de una temperatura superior a la temperatura de
cristalización hasta una temperatura comprendida entre la
temperatura de transición vítrea y la temperatura de cristalización,
se somete la materia a un campo eléctrico.
7. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque al menos durante la reducción de la
temperatura de una temperatura superior a la temperatura de
cristalización o próxima a la temperatura de cristalización hasta
una temperatura próxima a la temperatura de transición vítrea, se
somete la materia a un campo eléctrico estático.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque al menos para
una temperatura próxima a la temperatura de fusión, se somete la
materia a un campo eléctrico estático.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque al menos para una temperatura próxima a
la temperatura de fusión, así como para una gama de temperaturas
comprendida entre una temperatura superior a la temperatura de
cristalización y una temperatura comprendida entre la temperatura de
cristalización y la temperatura de transición vítrea, se somete la
materia a un campo eléctrico estático.
10. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el campo
eléctrico tiene una intensidad de al menos 1.000.000 Voltios/m, de
preferencia de al menos 2.000.000 Voltios/m.
11. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se somete
la materia a un campo eléctrico al menos radial o perpendicular a
la dirección de circulación de la materia.
12. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la materia
contiene al menos un aditivo para aumentar el carácter
dieléctrico.
13. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la materia
es un PET, eventualmente cargado.
14. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
dispositivo de conformación es un conformador de una extrusionadora
o un molde y/o porque el campo eléctrico se aplica en una hilera de
una extrusionadora.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque la hilera o dispositivo de conformación
comprende un punzón destinado a formar la forma interior del
extrusionado o producto extrusionado y una pared destinada a formar
la forma exterior del extrusionado o producto extrusionado, y porque
se crea un campo eléctrico radial entre el punzón y la pared
destinada a formar la forma exterior del extrusionado o producto
extrusionado, constituyendo el punzón ventajosamente un electrodo
negativo o la masa, mientras que la pared constituye ventajosamente
un electrodo positivo.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque se utiliza un
fluido aislante eléctrico para refrigerar el electrodo
positivo.
17. Producto realizado en un polímero o
copolímero cristalino o semi-cristalino obtenido
por el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 5
a 15.
18. Dispositivo para proporcionar una forma a una
materia termoplástica según un procedimiento de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, comprendiendo el
dispositivo:
- -
- una hilera y/o una cámara de conformación que presenta un paso para la introducción de la materia termoplástica, presentando la indicada cámara o hilera una o más paredes en contacto con la materia termoplástica;
- -
- un medio de refrigeración para refrigerar al menos parcialmente una o más paredes, y
- -
- un medio para crear un campo eléctrico estático en el dispositivo de conformación,
caracterizado porque el dispositivo
comprende
- -
- un medio para conectar al menos una pared o parte de pared de la cámara o hilera en contacto con la materia termoplástica con una fuente eléctrica para crear un campo eléctrico estático entre al menos esta pared o parte de pared y otra parte de pared de la cámara o hilera.
19. Dispositivo según la reivindicación 18,
caracterizado porque comprende un primer medio para conectar
una primera pared o parte de pared con un polo de una fuente
eléctrica, y un segundo medio para conectar otra pared o parte de
pared con otro polo de la fuente eléctrica o a masa, de forma que la
primera pared o parte de pared forme un electrodo positivo.
20. Dispositivo según la reivindicación 18 ó 19,
caracterizado porque comprende o está asociado con un medio
para crear un campo eléctrico estático entre un electrodo positivo y
un electrodo negativo o masa en contacto con la materia
termoplástica, creando el indicado medio entre los indicados
electrodos o entre el electrodo positivo y la masa un campo
eléctrico estático de al menos 800.000V/m, de preferencia de al
menos 1.000.0000 V/m.
21. Dispositivo según una de las reivindicaciones
18 a 20, caracterizado porque los electrodos
positivo(s) y negativo(s) o masa forman paredes de un
canal por el cual se desplaza en una dirección la materia
termoplástica, estando los indicados electrodos o masa dispuestos
para crear un campo eléctrico estático sustancialmente
perpendicular a la dirección de circulación de la materia en el
canal.
22. Dispositivo de conformación según la
reivindicación 18, caracterizado porque comprende una hilera
asociada con una cámara de conformación, y medios para conectar una
o más paredes de la hilera y de la cámara de conformación con al
menos una fuente eléctrica, para crear un campo eléctrico estático
en la hilera y un campo eléctrico estático en la cámara de
conformación.
23. Dispositivo de conformación según una de las
reivindicaciones 18 a 22, caracterizado porque la cámara de
conformación es un conformador conectado con una hilera de
extrusión.
24. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 23, caracterizado porque las paredes o
partes de pared entre las cuales se crea un campo eléctrico están
dispuestas para crear un campo eléctrico radial.
25. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 24, caracterizado porque el medio para
crear un campo eléctrico está dispuesto con relación al medio de
refrigeración para crear un campo eléctrico al menos en una zona
de la cámara de conformación en la cual la materia pasa de una
temperatura superior a la temperatura de cristalización o próxima a
la temperatura de cristalización a una temperatura inferior a la
temperatura de cristalización, de preferencia próxima o
sustancialmente igual a la temperatura de transición vítrea.
26. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 25, caracterizado porque comprende un
punzón destinado a formar la forma interior del producto formado en
la cámara de conformación, presentando esta última una pared
destinada a formar la forma exterior del producto, y porque el
punzón y la pared destinada a formar la forma exterior del producto
constituyen electrodos o un electrodo y una masa para crear un
campo eléctrico radial, constituyendo el punzón ventajosamente un
electrodo negativo o la masa, mientras que la pared constituye
ventajosamente un electrodo positivo.
27. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 26, caracterizado porque comprende un
electrodo positivo y un electrodo negativo dispuestos para formar
entre si un campo eléctrico y constituyendo paredes de la cámara de
conformación en contacto con la materia termoplástica, estando el
electrodo positivo ventajosamente realizado en aleación de aluminio,
estando la superficie de contacto del electrodo con la materia
termoplástica de preferencia provista de una capa de alúmina de al
menos 25 \mum de espesor.
28. Dispositivo según una de las reivindicaciones
18 a 27, caracterizado porque las paredes del dispositivo de
conformación o del conformador y/o de la hilera en contacto con la
materia están provistas de alúmina, en particular están recubiertas
con una capa que contiene alúmina.
29. Dispositivo según una de las reivindicaciones
18 a 28, caracterizado porque la cámara de conformación es un
molde.
30. Dispositivo según una de las reivindicaciones
18 a 29, caracterizado porque uno o más medios aislantes se
extienden entre el electrodo positivo o conectado al polo positivo
de una fuente de corriente, y la masa o el electrodo negativo o
conectado con el polo negativo de una fuente de corriente, estando
un medio aislante ventajosamente formado por una capa de un fluido o
líquido aislante o dieléctrico.
31. Dispositivo según la reivindicación 30,
caracterizado porque presenta una cámara en contacto con el
electrodo positivo, en la cual se encuentra el líquido o fluido
aislante, y porque presenta unos pasos que se comunican con la
indicada cámara, estando los indicados pasos provistos de un medio
para conectar la cámara con un sistema de circulación de líquido o
fluido aislante, comprendiendo este sistema ventajosamente un
sistema de refrigeración.
32. Dispositivo según una de las reivindicaciones
18 a 31, caracterizado porque la longitud del electrodo
positivo o de los electrodos positivos en contacto con la materia,
longitud calculada en el sentido de avance de la materia en la
cámara de conformación o hilera, es superior a 5 cm, ventajosamente
superior a 10 cm, de preferencia superior a 20 cm.
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