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.

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ES2240465T3 ES01942594T ES01942594T ES2240465T3 ES 2240465 T3 ES2240465 T3 ES 2240465T3 ES 01942594 T ES01942594 T ES 01942594T ES 01942594 T ES01942594 T ES 01942594T ES 2240465 T3 ES2240465 T3 ES 2240465T3
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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,
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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
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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.
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en el cual se calienta la materia termoplástica a una temperatura superior a la temperatura de fusión,
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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,
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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.
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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
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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
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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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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7569173B2 (en) 2000-01-24 2009-08-04 International Brain System S.A. Method and device for transforming crystalline or semicrystalline polymers
BE1016253A3 (fr) * 2004-10-27 2006-06-06 Internat Brain System S A Procede de traitement de polymeres.
WO2003015188A1 (fr) * 2001-08-02 2003-02-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polariseur de cable piezoelectrique souple coaxial, procede de polarisation, detecteur de defauts et procede de detection de defauts
US7135122B2 (en) * 2004-03-31 2006-11-14 Freudenberg-Nok General Partnership Polytetrafluoroethylene composites
US7521508B2 (en) * 2004-06-30 2009-04-21 Freudenberg-Nok General Partnership Electron beam inter-curing of plastic and elastomer blends
US7230038B2 (en) * 2004-06-30 2007-06-12 Freudenberg-Nok General Partnership Branched chain fluoropolymers
US7452577B2 (en) * 2004-06-30 2008-11-18 Freudenberg-Nok General Partnership Electron beam curing of fabricated polymeric structures
US7342072B2 (en) 2004-06-30 2008-03-11 Freudenberg-Nok General Partnership Bimodal compounds having an elastomeric moiety
US7244329B2 (en) * 2004-06-30 2007-07-17 Freudenberg-Nok General Partnership Electron beam curing in a composite having a flow resistant adhesive layer
US20060000801A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Park Edward H Surface bonding in halogenated polymeric components
US20060100368A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Park Edward H Elastomer gum polymer systems
US7381765B2 (en) * 2004-11-08 2008-06-03 Freudenberg-Nok General Partnership Electrostatically dissipative fluoropolymers
US20060099368A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Park Edward H Fuel hose with a fluoropolymer inner layer
US20070044906A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Freudenberg-Nok General Partnership Multilayer polymeric composites having a layer of dispersed fluoroelastomer in thermoplastic
US20070045967A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Freudenberg-Nok General Partnership Assemblies sealed with multilayer composite torsion seals having a layer of dispersed fluoroelastomer in thermoplastic
US20070048476A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Freudenberg-Nok General Partnership Assemblies sealed with multilayer composite compression seals having a layer of dispersed fluoroelastomer in thermoplastic
US7863365B2 (en) 2006-12-20 2011-01-04 Freudenberg-Nok General Partnership Robust magnetizable elastomeric thermoplastic blends
BE1017467A3 (fr) * 2007-02-14 2008-10-07 Internat Brain System S A Procede et dispositif de traitement de polymeres/copolymeres.
KR101149358B1 (ko) * 2008-11-18 2012-05-30 금호석유화학 주식회사 전도성 복합체의 합성 장치 및 방법
CN102218807B (zh) * 2010-04-16 2014-03-26 郭戈 快速成形工作台
CN104669515A (zh) * 2013-11-30 2015-06-03 深圳富泰宏精密工业有限公司 塑料壳体的制备方法及由该方法所制得的塑料壳体
EP3281761B1 (en) * 2015-04-30 2019-08-28 Huawei Technologies Co., Ltd. Injection moulding device
DE102018102061B3 (de) * 2018-01-30 2019-03-14 Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg Extrusionsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung vonkohlefaserverstärkten Kunststoffhalbzeugen

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1479087B2 (de) * 1964-05-23 1972-04-06 Softal Electronik GmbH, 2000 Harn bürg Vorrichtung zur vorbehandlung von zu bedruckenden schlaeuchen in einem elektrischen feld zwischen elektroden unmittelbar im anschluss an eine extrudermuendung
CH452475A (de) 1965-05-20 1968-05-31 Bayer Ag Verfahren zum Färben und Bedrucken von synthetischem Textilmaterial mit Anthrachinonfarbstoffen
JPS5718641B2 (es) * 1973-07-17 1982-04-17
US4810319A (en) * 1984-02-16 1989-03-07 Isner Robert E Method of making a monofilament having on the surface embedded filamentons material
DE3429431A1 (de) * 1984-08-10 1986-02-20 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Thermoplastische verarbeitung von thermotropen fluessigkristallinen polymeren unter dem einfluss von elektrischen feldern
DE3564089D1 (en) * 1984-11-06 1988-09-08 Toray Industries Method for holding a moving film
JPH0786974B2 (ja) * 1987-07-06 1995-09-20 富士写真フイルム株式会社 磁気記録媒体
JPH01113224A (ja) * 1987-10-27 1989-05-01 Canon Inc 熱可塑性樹脂フィルム又はシートのエンボス加工方法
US4810432A (en) * 1987-12-28 1989-03-07 Polaroid Corporation Method and apparatus for establishing a uniform charge on a substrate
US5254297A (en) * 1992-07-15 1993-10-19 Exxon Chemical Patents Inc. Charging method for meltblown webs
JP3410930B2 (ja) * 1997-06-24 2003-05-26 株式会社クボタ 太陽光発電用モジュール取付構造

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Publication number Publication date
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