ES2241153T3 - Metodo para preparar un material elastomerico para goma de mascar. - Google Patents
Metodo para preparar un material elastomerico para goma de mascar.Info
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Abstract
Un método para preparar un material elastomérico para el uso en un proceso de producción de base de goma, la invención que incluye las fases de: (a) introducción del material elastomérico (12) a granel en un mecanismo de trituración (16), dicho mecanismo de trituración (16) teniendo un alojamiento y un elemento de corte (70); (b) descomposición de dicho material elastomérico en pedazos pequeños (19) por dicho elemento de corte (70); (c) introducción de un lubricante en polvo en dicho mecanismo de trituración (16), revistiendo de ese modo dichos pedazos de material; (d) transporte de dichos pedazos de material revestidos a una tolva de almacenamiento; (e) enfriamiento de dichos pedazos de material a una temperatura dentro de una gama de temperatura deseada y mantenimiento de dichos pedazos de material con dicha gama de temperatura; (f) transporte de una primera cantidad de dichos pedazos de material a un mecanismo de medición (40); y (g) introducción de una segunda cantidad de dichos pedazosde material por dicho mecanismo de medición (40) en un proceso de producción de base de goma.
Description
Método para preparar un material elastomérico
para goma de mascar.
La invención se refiere a un método para el
tratamiento de elastómeros para la goma de mascar y bases de goma
de mascar.
Los elastómeros son uno de los ingredientes
principales de una base de goma de mascar y a su vez uno de los
ingredientes principales de un producto de goma de mascar final.
Normalmente, una base de goma de mascar se hace de forma separada a
la goma de mascar final, aunque existen algunos sistemas que son
capaces de producir un producto de goma de mascar final en un
proceso continuo.
Una base de goma de mascar típica incluye uno o
más elastómeros, uno o más productos de relleno, uno o más
disolventes elastoméricos, plastificantes y, opcionalmente,
polímeros, ceras, emulsionantes y varios colores, sabores,
edulcorantes, ácidos y antioxidantes. Debido principalmente a la
dificultad de fusión y de dispersión de los elastómeros
homogéneamente entre los demás ingredientes de la base de goma, la
producción de la base de goma ha sido normalmente un proceso
discontinuo tedioso y que lleva mucho tiempo. Las mezcladoras doble
Z son normalmente usadas para este proceso convencional.
En general, una composición de goma de mascar
normalmente comprende una parte a granel hidrosoluble, una parte de
base de goma de mascar insoluble en agua, y agentes aromatizantes
normalmente insolubles en agua. La base de goma insoluble
generalmente comprende elastómeros, disolventes de elastómeros,
plastificantes, ceras, emulsionantes, resinas, grasas y productos
de relleno inorgánicos. La parte hidrosoluble se disipa con una
parte del agente aromatizante en un periodo temporal durante el
mascado. La parte de la base de goma es retenida en la boca durante
todo el tiempo en que el producto es mascado.
El método de producción discontinuo de gomas de
mascar ha sido considerado durante bastante tiempo el método
estándar para producir gomas de mascar, así como bases de goma, en
una escala comercial. Los procesos discontinuos tienden a ser de
trabajo intensivo y producen gomas de mascar de consistencia
variable. Una vez que la base de goma está formada, los
emulsionantes, como lecitina, suavizantes, como glicerina o aceite
de Wesson, jarabe de maíz y agentes diluyentes, como azúcares o
polialcoholes, son agregados a la masa fundida. Más tarde, los
aromas, como aceites de sabor y/o sabores secados por aspersión, y
edulcorantes (y/o ácidos) son agregados mientras que la mezcla es
continuada hasta que se consigue una masa homogénea. La masa de
goma de mascar es luego enfriada y más tarde laminada, marcada, y
envuelta en el producto final.
Cuando la base de goma es procesada por separado,
normalmente el lote de bases de gomas fundidas después de la mezcla
es vaciado en recipientes revestidos o acanalados, o bombeado a
otro equipamiento como tanques de retención o un dispositivo de
relleno, luego extrudido o vertido en moldes, y enfriado y
solidificado, antes de estar listo para el uso en la goma de
mascar.
Se han hecho varios esfuerzos para tratar de
simplificar y reducir el tiempo requerido para la producción de la
base de goma y de la goma de mascar, así como para preparar
productos de base de goma y de goma que tienen propiedades
mejoradas comercialmente aceptables. Por ejemplo, el uso de
extrusores continuos para hacer un producto final de goma de mascar
está mostrado en la patente estadounidense Nº. 5,135,760 de Degady
et al., la patente estadounidense Nº. 5,045,325 de Lesko
et al., y la patente estadounidense Nº. 4,555,407 de Kramer
et al.
También, existen diferentes procesos en la
técnica para producir de forma continua una base de goma de mascar
con el uso de una máquina de extrusión continua. Estos están
descritos, por ejemplo, en la patente estadounidense Nº. 5,419,919
de Song et al., y la patente estadounidense Nº. 5,486,366 de
Song et al.
Los procesos continuos de bases de goma y los
procesos de productos finales de goma de mascar descritos en estas
patentes normalmente utilizan una máquina de extrusión continua,
como un extrusor de doble tornillo. Estos extrusores pueden ser
extrusores co-rotantes,
contra-rotantes, reticulados o de doble tornillo
tangencial, dependiendo de los requisitos y objetivos del sistema
implicado. Estos extrusores normalmente tienen diferentes entradas
de alimentos cuando los ingredientes son agregados por separado.
Las máquinas de extrusión continua que pueden ser usadas para
producir una base de goma de mascar o un producto de goma de mascar
final, o ambos, incluyen extrusores de Japan Steel Works,
Leistriztz, Werner & Pfleiderer Corp., Buss Mfg. Co., WLS,
Togum y Baker Perkins.
Los tornillos alargados dentro de los barriles de
los extrusores están equipados con varios tipos de elementos.
Mientras que distintos fabricantes de equipamientos hacen
diferentes tipos de elementos roscados, los tipos más comunes
incluyen elementos de transporte, elementos de compresión,
elementos de transporte inverso, elementos homogenizadores como
discos de cizalla y elementos dentados, y discos de amasamiento y
bloques de amasamiento. Estos distintos tipos de elementos, y otros
elementos normalmente usados en máquinas extrusoras, especialmente
en extrusores de doble tornillo, son bien conocidos en la técnica y
están comercialmente disponibles. Con frecuencia, los elementos son
diseñados específicamente para el tipo particular de extrusores
utilizados. Los elementos destinados a funciones similares variarán
en cuanto al diseño dependiendo del tipo de extrusor para el cual
estén destinados.
Si se utiliza un procesador de tipo discontinuo o
un extrusor de tipo continuo para producir los productos de goma de
mascar y de base de goma, es importante el hecho de proporcionar
los distintos ingredientes para estos productos de la mejor manera
y condición. Esto mejora la velocidad y la eficacia del tratamiento
final. En este aspecto, los ingredientes como los productos de
relleno, elastómeros, plastificantes, aceites, ceras, y similares,
a menudo requieren una manipulación especial o preparación antes de
ser incluidos en el proceso discontinuo o de extrusión.
La preparación de los ingredientes es
especialmente importante cuando se utiliza un tratamiento de
extrusión continuo. Los ingredientes suministrados al aparato de
extrusión continua son preferiblemente proporcionados con el
tamaño, forma, y temperatura óptimos para facilitar la manipulación,
inserción e intermezcla con los demás ingredientes del extrusor.
También, debido a las propiedades de algunos de los distintos
materiales de los ingredientes, es preciso prepararlos o mezclarlos
de antemano con el objetivo de poder ser introducidos en el
extrusor en la mejor condición posible.
Según está indicado, un componente importante de
una base de goma es la parte elastomérica que puede incluir
elastómeros naturales, elastómeros sintéticos, o sus combinaciones.
Este elemento de la base de goma es importante puesto que
proporciona el cuerpo insoluble con eslasticidad para la
recuperación de la deformación provocada por el mascado. Para
preparar la base de goma, es importante que otros componentes que
están incluidos en la composición de base porque proporcionan
varias características en la goma de mascar resultante, sean
íntegramente mezclados con la parte elastomérica de modo que el
producto de base de toda la goma conserve la eslasticidad apropiada
como una fase homogénea.
Los elastómeros sólidos adecuados para el uso en
bases de goma de mascar y productos de goma de mascar finales
incluyen gomas sintéticas o elastómeros, como el copolímero
butadieno-estireno, poliisobutileno, y copolímero
isobutileno-isopreno, así como gomas naturales o
elastómeros, como chicle, caucho natural, jelutong, balatea,
gutta-percha, lechi, caspi, sorva, o mezclas
derivadas.
Para conseguir un cuerpo de base de goma de fase
homogénea en el que una eslasticidad apropiada sea constante en
todas partes y el producto esté libre de grumos y otras
irregularidades, es preciso proporcionar componentes que sean
compatibles entre sí y tan dispersos y distribuidos como sea
posible en los materiales que son procesados. Factores como la
influencia de componentes hidrosolubles, calor, humedad, y
similares, deben ser considerados al preparar una base de goma para
el uso.
La patente EP 0273809A2 expone un proceso para
producir una base de goma en la que al menos un elastómero y al
menos un relleno inorgánico son mezclados de antemano en una
mezcladora calentada durante 15 a 75 minutos. La masa mezclada
previamente es luego dividida en fragmentos y mezclada con otras
materias primas en un mezclador de polvo antes de ser introducida
en un extrusor de base de goma.
La patente FR 2635441 expone un proceso para la
preparación de un concentrado de goma de base con un alto contenido
polimérico. El proceso implica triturar un material elastomérico de
alto peso molecular en partículas, mezclar las partículas y
plastificantes con las proporciones deseadas, e introducir la
mezcla resultante en un extrusor de cabezal doble con un relleno
inorgánico apropiado.
La patente US 4,459,311 de DeTara et al.
expone un proceso mejorado para producir una base de goma por la
cual un componente elastomérico duro es plastificado en presencia
de un material de relleno antes de someter el elastómero duro a una
mezcla intensiva.
La patente GB 2073048 expone un aparato y método
para triturar plásticos, caucho y/o otros materiales en los que el
material es enfriado por la adición de un criogeno líquido para
realzar la eficacia de la trituración.
Es el objeto general de la presente invención el
hecho de proporcionar un método mejorado para la producción de
productos de goma de mascar y productos de base de goma. Es también
un objeto de la presente invención el hecho de proporcionar un
método mejorado para la preparación de algunos de los ingredientes
de la goma de mascar y de la base de goma antes de mezclarse para
facilitar el tratamiento final mejorado.
Es además otro objeto de la presente invención el
hecho de proporcionar un método para mejorar las propiedades de los
ingredientes elastoméricos para bases de goma de mascar. Es otro
objeto de la presente invención el hecho de proporcionar un proceso
mejorado para descomponer, preparar, e introducir el componente
elastomérico de una base de goma de mascar en el sistema,
particularmente para el uso con un proceso de extrusión
continua.
Estos y otros objetos, beneficios, y ventajas de
la presente invención son alcanzados por la siguiente descripción
de la invención.
La presente invención proporciona un proceso
mejorado para producir una base de goma y el producto de goma de
mascar final tal y como se define en las reivindicaciones
1-15. Se utiliza un nuevo proceso y aparato para
moler y descomponer el ingrediente elastomérico del producto de la
base de goma, revestir los pedazos individuales con un polvo
aplicable o relleno, e introducir los pedazos elastoméricos en un
sistema de tratamiento de la base de goma. En este aspecto, cuando
se utiliza una máquina de extrusión, el material elastomérico puede
ser introducido directamente en el barril de la máquina de
extrusión durante la activación de un proceso de extrusión de base
de goma continuo y estable.
Según la presente invención, una plancha sólida
del material elastomérico o de caucho es alimentada en un mecanismo
de corte y de trituración donde es cortada o descompuesta en
pedazos pequeños o copos y ligeramente revestida con un polvo o
material de relleno. El material es lubricado con el polvo para
prevenir que se amontone o se pegue. Los bloques de caucho son
depositados en la rampa de una máquina trituradora por un sistema
de transporte. Se utiliza una rueda alimentadora (alimentador de
estrella a/k/a) en la rampa de entrada para regular la adición del
material elastomérico en la trituradora. Se usa una cuchilla
giratoria en la máquina trituradora para cortar y descomponer el
material elastomérico. Se usa una cámara de enfriamiento alrededor
de la sección de la cuchilla giratoria para regular la temperatura.
Los pedazos pequeños o copos de material de caucho son ligeramente
revestidos con el polvo y transportados por vacío en un ciclón
receptor. El material es alimentado en una mezcladora enfriada que
lo sostiene y lo enfría. El material posteriormente pasa desde la
mezcladora según se requiera a través de un tamiz donde el polvo en
exceso es regenerado y devuelto para un uso posterior con otro
material elastomérico.
Uno o más detectores de metales y protectores
imantados se utilizan para separar impurezas metálicas del material
elastomérico.
El material es transportado por vacío desde el
tamiz a un sistema de alimentación para pasar al extrusor
principal. Es pasado a través de otro ciclón receptor y dentro un
alimentador comprobador del peso. El alimentador a su vez es
programado para introducir una cantidad apropiada de los copos
elastoméricos revestidos en un puerto de alimentación en la máquina
extrusora.
Figura 1 es un diagrama esquemático del sistema
de tratamiento elastomérico según la presente invención;
Figura 2 es un organigrama de un sistema de
tratamiento elastomérico según la presente invención; y
Figuras 3 y 3A ilustran un mecanismo preferido de
trituración y de corte según la presente invención.
La presente invención es particularmente adecuada
para el tratamiento de productos elastoméricos, particularmente
productos de caucho, que son usados en bases de goma de mascar y
los productos finales de goma de mascar. En general, la presente
invención proporciona un método para cortar o descomponer los
componentes de caucho con el objetivo de facilitar su uso en una
base de goma de mascar o producto de goma de mascar. En este
aspecto, debe entenderse que la presente invención puede ser usada
para preparar el componente elastomérico/de caucho sea de una base
de goma de mascar o de un producto de goma de mascar final y se
puede usar bien con un sistema de tipo discontinuo o un sistema
extrusor de tipo continuo.
En la forma de realización preferida de la
presente invención, y para una fácil ilustración de la misma, la
presente invención está descrita aquí con referencia a su uso en un
sistema de producción continuo de base de goma. En particular, para
el uso con un proceso continuo de base de goma, la presente
invención facilita el uso e inserción del componente elastomérico de
la base de goma con los demás ingredientes y componentes del
sistema.
Una ilustración esquemática del aparato y sistema
de la presente invención está ilustrado en la figura 1 y
referenciado por la referencia número 10. Un organigrama que
ilustra las fases de tratamiento básico de la presente invención
está mostrado en la figura 2. Un mecanismo preferido de corte y de
trituración está mostrado en las Figuras 3 y 3A.
En general, los bloques o planchas 12 sólidos
elastoméricos (caucho) son introducidos por un transportador 14 en
un aparato triturador 16 en el que son triturados en copos pequeños
o partículas. Se utiliza un alimentador 18, que preferiblemente es
un alimentador comprobador del peso (LIW), para añadir polvo o
relleno a la operación de trituración con el objetivo de revestir
ligeramente y lubricar las partículas.
Los copos revestidos o partículas pequeñas 19 de
caucho son transportados por un sistema de transporte por vacío 20
en un ciclón receptor 22 donde las partículas a su vez son
introducidas en una mezcladora de cinta 24 enfriada. Se utiliza una
válvula giratoria 23 accionada por un motor controlado por
ordenador 25 para regular el flujo de material desde el receptor 22
a la mezcladora 24. El receptor 22 es también enfriado, por ejemplo,
mediante una cámara de agua, para controlar la temperatura de las
partículas elastoméricas.
Las partículas son transportadas por la gravedad
de la mezcladora dentro y a través de un tamiz 28 y un detector de
metales 30. La válvula 26 regula el flujo de material en el
conducto de transporte 27. El polvo o relleno que es extraído de
las partículas en el tamiz 28 es recogido en un contenedor de
almacenamiento 32. El polvo regenerado es posteriormente devuelto a
una tolva 34 para el alimentador de polvo 18 para una reutilización
posterior en el proceso.
Las partículas que pasan a través del tamiz 28 y
del detector de metales 30 son luego transportadas por un sistema
de transporte por vacío 36 en un segundo ciclón receptor 38. El
material elastomérico triturado y revestido en el receptor 38 es
introducido en el sistema de alimentación para el proceso continuo
de la base de goma de mascar. En este aspecto, el material es
introducido en un alimentador comprobador del peso 40 que es
controlado para permitir la introducción de un volumen apropiado de
material en la rampa de alimentación 42 del extrusor principal 44.
Se utiliza una entrada de la válvula estándar 46 controlada por un
motor/activador 48 para verter un lote de material desde el
receptor 38 al alimentador LIW 40.
Preferiblemente, se utiliza al menos un
dispositivo de detección de metales y protector magnético 30 para
eliminar impurezas del flujo de material elastomérico. En este
aspecto, aunque sólo un detector de metales 30 está mostrado en la
Figura 1, se entiende que se pueden usar varios detectores de
metales en el sistema. Otros detectores podrían ser situados, por
ejemplo, como parte del sistema de transporte por vacío 20, o la
entrada de la válvula 46.
El aire evacuado de los sistemas de
transporte/ciclón receptor 20/22 y 36/38 es limpiado y eliminado
del sistema 16 por receptores de filtro 50 y 52, respectivamente.
El aire que pasa a través de los receptores de filtro 50 y 52 es
evacuado a la atmósfera mediante unos mecanismos de ventiladores 54
y 56, respectivamente.
Según la presente invención, el elastómero sólido
es sometido a alta intensidad y a trituración con alta cizalla con
el objetivo de mascarlo y descomponerlo en pequeños copos o
partículas para el uso en el proceso de fabricación de la goma. Esto
permite que el producto final de la base de goma de mascar tenga
una consistencia más uniforme y esté libre de grumos y otras
irregularidades. Cuanto más uniformes sean las partículas
elastoméricas o de caucho antes de ser agregadas al extrusor, más
uniforme y homogéneo será el producto final.
Preferiblemente, el elastómero es descompuesto y
cortado en pedazos de unos 0.076 a 1.27 centímetros (0.03 a 0.50
pulgadas) de diámetro, y preferiblemente 0.32 a 0.64 centímetros
(0.125 a 0.25 pulgadas). En este aspecto, se prefiere que el
material elastomérico no sea alimentado en el extrusor en forma de
polvo fino o en trozos grandes.
Elastómeros sólidos adecuados para el uso en el
proceso de la presente invención son aquellos que normalmente se
usan en bases de goma de mascar, e incluyen gomas sintéticas o
elastómeros, como copolímero butadieno-estireno,
poliisobutileno, y copolímero isobutileno-isopreno,
gomas naturales o elastómeros como chicle, caucho natural,
jelutong, balatea, guttapercha, lechi, caspi, sorva, o mezclas
derivadas. Entre estos, el copolímero de
butadieno-estireno, poliisobutileno, copolímero
isobutileno-isopreno, o mezclas derivadas son
preferidas como un elastómero sólido.
El componente de relleno o en polvo para la
presente invención puede ser un carbonato cálcico, carbonato
magnésico, talco, fosfato dicálcico, o similar. Preferiblemente, el
polvo/relleno es atomite, talco o fosfato dicálcico.
Los detalles del aparato de trituración 16 están
mejor mostrados en las Figuras 3 y 3A. El triturador 16 incluye una
rampa de entrada 60, uno o más mecanismos de alimentación 62, como
un alimentador de estrella, y un mecanismo de trituración 64. El
alimentador de estrella 62 se utiliza para ralentizar y regular la
alimentación de los bloques elastoméricos 12 en el triturador 64.
El alimentador de estrella está controlado y conducido por un motor
y mecanismo de control 66. En este aspecto, aunque sólo un mecanismo
alimentador de estrella 62 está mostrado para la forma de
realización preferida, se entiende que dos o más alimentadores de
estrella podrían ser utilizados, y también que otros mecanismos
convencionales alimentadores y reguladores del material podrían ser
utilizados.
El mecanismo de trituración 64 incluye una
cuchilla giratoria 70 que tiene uno o más bordes cortantes 72 del
cuchillo en un cilindro giratorio y uno o más bordes del cuchillo
fijos 74 en el alojamiento. En este aspecto, la cuchilla giratoria
preferida es un "knife-hog" Mitts & Merrill
de Reduction Technology, Inc., Leeds, Alabama. Se entiende, por
supuesto, que otros mecanismos de corte giratorios podrían ser
usados, como aquellos disponibles por Fitzpatrick, en la medida en
que reúnen los objetivos y objetos de la presente invención. El
mecanismo de corte giratorio 64 es controlado por un motor y sistema
de control 76 y parte, divide y corta las balas o bloques de
material elastomérico en copos pequeños o partículas.
Una pantalla o elemento de rejilla 80 está
situado adyacente al mecanismo triturador y de corte 64. La rejilla
está situada inmediatamente por debajo de la mitad inferior de la
cuchilla giratoria 70 y rodeada para friccionar y/o sujetar en su
sitio partículas más grandes apropiadas de modo que puedan ser
divididas o partidas además por los bloques de la cuchilla 72. La
laminación de las partículas contra la rejilla ayuda a
"mascar" las partículas en trozos más pequeños. Las aberturas
en la rejilla miden las partículas de manera que sólo las
partículas y copos de un tamaño predeterminado puedan pasar a través
de ésta. Un flujo de aire dentro del mecanismo triturador 16, así
como un ambiente enfriado, previene que la rejilla 80 se
obstruya.
Los copos o partículas de caucho que no pasan por
la rejilla 80 son conducidos a través del conducto 21 del sistema
de transporte por vacío 20. Como forma de realización alternativa,
también es posible utilizar un aparato alimentador o transportador
de tipo sinfín para ayudar a la eliminación de las rejillas y de
los trozos de material elastomérico del aparato de trituración
16.
Una cámara de agua de enfriamiento 90 está
situada alrededor de la parte de trituración y de corte del aparato
de trituración 16. La cámara de enfriamiento 90 es enfriada por un
sistema de enfriamiento con agua convencional 92 (no mostrado). Con
el sistema 92, el agua de enfriamiento circula a través de la
cámara de enfriamiento 90 y luego es devuelta para una descarga
posterior.
El transportador 14 puede ser de cualquier
sistema convencional. Normalmente, los bloques elastoméricos o de
caucho 12 tienen un peso de 40-90 libras o más y
requieren que sean transportadas de alguna manera hasta la parte
superior de la rampa de entrada 60 de la máquina trituradora 16. Un
mecanismo de transporte 14, según se muestra en la Figura 1, es un
mecanismo conveniente y preferido para transportar las planchas o
bloques de caucho desde el suelo de la fábrica hasta una posición
para introducirse en el mecanismo de trituración. Por supuesto, se
entiende según la presente invención, que otros sistemas de
transporte o de conducción podrían ser usados para facilitar la
introducción de las planchas o bloques en el mecanismo de
trituración.
El alimentador de polvo 18 también puede ser de
cualquier tipo convencional, pero preferiblemente es un alimentador
LIW de tornillo único de tipo volumétrico. Un polvo fino o relleno,
como atomite, talco o fosfato dicálcico, es introducido a través
del alimentador volumétrico 18 de una manera controlada en el
mecanismo de trituración 16 junto con las planchas o bloques 12 del
material elastomérico o de caucho.
El polvo se utiliza para revestir el material
elastomérico cuando es descompuesto por el mecanismo de trituración
64 de modo que los trozos individuales no se amontonen o se peguen.
El polvo también absorbe la acumulación de calor en exceso y así
previene que el elastómero se vuelva demasiado blando e imposible
de tratar. La cámara de enfriamiento 90 que rodea a la sección de
corte del mecanismo de trituración también mantiene la temperatura
en la sección de corte dentro de una gama determinada que también
ayuda a prevenir que las partículas de caucho se peguen o se junten.
En este aspecto, la combinación de la velocidad del elemento de
corte 70, la temperatura baja en la sección de trituración, la
alimentación dosificada del material en la sección de trituración,
el revestimiento del caucho con relleno, y la eliminación del
material por un sistema de transporte por vacío, permite que el
material elastomérico sea introducido en un proceso de producción de
base de goma discontinuo o continuo en una condición óptima.
Con un sistema de control convencional para el
mecanismo de trituración, el material elastomérico puede ser
alimentado en la cuchilla giratoria a un nivel preseleccionado y
ajustable y el material puede ser cortado con un tamaño
preseleccionado basado en la velocidad de la cuchilla y el nivel de
suministro. Preferiblemente, un mecanismo cortante giratorio de alta
velocidad puede producir aproximadamente 300-350
libras por hora de material elastomérico. También, las partes del
mecanismo de trituración 16 que entran en contacto con el material
elastomérico son preferiblemente hechas de acero inoxidable.
Como se ha indicado anteriormente, las partículas
elastoméricas revestidas 19 que pasan a través del elemento de
rejilla 80 son transportadas por un sistema de transporte por vacío
20 al ciclón receptor 22. El ciclón receptor 22 es preferiblemente
de acero inoxidable y es puesto en una cámara de agua para su
enfriamiento, de manera convencional.
El material del receptor 22 es introducido de
manera controlada en la mezcladora 24 por el mecanismo alimentador
giratorio 23. La mezcladora 24 tiene un elemento mezclador de cinta
helicoidal o de tipo sinfín 94 que es accionado y controlado por un
motor y mecanismo de control 96. La mezcladora 24 es también
hidrorrefrigerada por un sistema de circulación de agua apropiado y
una cámara de enfriamiento (no mostrada). La mezcladora 24 está
situada en células de carga 98 que miden el peso de material en la
unidad mezcladora. Cuando se desea transferir una cantidad o lote de
material elastomérico al extrusor 44 (es decir cuando la cantidad
de material en la tolva 38 y alimentador LIW 40 cae por debajo de
un nivel programado), una señal es enviada a la válvula 26 en la
mezcladora 24 y una cantidad determinada de material de la
mezcladora es depositada en el tamiz 28 para ser transferida por el
sistema de transporte 36 dentro de la tolva 38 y posteriormente en
el extrusor.
El tamiz 28 puede ser de cualquier diseño
convencional. En el tamiz, se elimina el exceso de polvo/material
de relleno de las partículas y copos de caucho. El material en
exceso es regenerado por un mecanismo regenerador 32 para ser
reutilizado posteriormente en el alimentador de polvo 18. Las
partículas elastoméricas son transferidas por el sistema de
transporte 36 al receptor tipo tolva 38.
Como se ha indicado anteriormente, este sistema
inventivo incluye un detector de metales para eliminar impurezas
metálicas de las partículas elastoméricas. Un detector de metales
30 está preferiblemente situado adyacente a la descarga del tamiz
28 con el objetivo de eliminar cualquier partícula metálica o
magnética que pueda existir en el material elastomérico.
Los alimentadores volumétricos, como el
alimentador de comprobación de peso 40, son conocidos en el campo
del tratamiento de la goma de mascar. Estos alimentadores miden las
cantidades apropiadas de material en seco o en polvo en el aparato
de la goma de mascar o de la base de goma de mascar (como un
extrusor 44 o hervidor por lotes Sigma (no mostrados)) para su
inclusión con otros ingredientes que también son medidos en el
sistema.
Una máquina o mecanismo de extrusión continua 44
está mostrado en la Figura 1. El extrusor incluye un barril 100 y
un motor y sistema de control 102. Un mecanismo de alimentación de
tipo con tornillos 104 está situado en el barril y accionado por el
motor. El producto de base de goma final 106 está descargado al
final del extrusor.
Como está mostrado en la Figura 1, las partículas
y copos elastoméricos son introducidos en la rampa de entrada 42 y
así a su vez en el interior vacío del barril 100. Otros
ingredientes del material de base de goma, que pueden ser líquidos
o sólidos, son introducidos por debajo del material elastomérico a
través de las aberturas de entrada 108 y 110.
La máquina extrusora 44 puede ser cualquiera de
varias máquinas extrusoras disponibles de forma convencional para
producir de forma continua la base de goma de mascar o el producto
de goma de mascar definitivo. Estos extrusores están disponibles,
por ejemplo, por Japan Steel Works, Leistriztz, Werner &
Pfleiderer Corp., Buss Mfg. Co., WLS, Togum y Baker Perkins. Los
extrusores que pueden ser usados con la presente invención son
máquinas extrusoras de doble tornillo preferiblemente en
co-rotación. Según la presente invención, no
obstante, otros tipos de extrusores con otros tipos de mecanismos
roscados podrían también ser utilizados.
Preferiblemente, los receptores de tipo tolva,
mezcladora y tamiz están hechos de material de acero inoxidable
para facilitar la limpieza y la higiene. Otras partes del sistema
que entran en contacto con el material elastomérico son también de
acero inoxidable preferiblemente.
Con la presente invención, el material
elastomérico para el uso en la producción de una base de goma o
producto de goma de mascar es procesado y tratado de una manera
rápida y eficaz. El material elastomérico es molido en pedazos
pequeños y copos de un tamaño determinado para ser utilizado de
forma más eficaz y eficiente en el proceso de producción de la base
de goma de mascar o de la goma final.
La temperatura de todo el proceso elastomérico 10
es también controlada para mantenerla dentro de la gama
predefinida. Esto ayuda a prevenir que el material elastomérico se
caliente y se vuelva adhesivo y se amontone. Esto permite que las
partículas sean introducidas en el extrusor 44 de una forma más
eficaz para el tratamiento, y da como resultado un calentamiento
del material elastomérico, volviéndose adhesivo y amontonándose.
Esto permite que las partículas sean introducidas en el extrusor 44
de una forma más eficaz para el tratamiento, y da como resultado un
producto final de una base de goma o de goma de mascar que es más
consistente, homogéneo, y libre de grumos y otras
irregularidades.
Claims (15)
1. Un método para preparar un material
elastomérico para el uso en un proceso de producción de base de
goma, la invención que incluye las fases de:
(a) introducción del material elastomérico (12) a
granel en un mecanismo de trituración (16), dicho mecanismo de
trituración (16) teniendo un alojamiento y un elemento de corte
(70);
(b) descomposición de dicho material elastomérico
en pedazos pequeños (19) por dicho elemento de corte (70);
(c) introducción de un lubricante en polvo en
dicho mecanismo de trituración (16), revistiendo de ese modo dichos
pedazos de material;
(d) transporte de dichos pedazos de material
revestidos a una tolva de almacenamiento;
(e) enfriamiento de dichos pedazos de material a
una temperatura dentro de una gama de temperatura deseada y
mantenimiento de dichos pedazos de material con dicha gama de
temperatura;
(f) transporte de una primera cantidad de dichos
pedazos de material a un mecanismo de medición (40); y
(g) introducción de una segunda cantidad de
dichos pedazos de material por dicho mecanismo de medición (40) en
un proceso de producción de base de goma.
2. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 que además
comprende la fase de tamizado del lubricante en polvo en exceso de
dichos pedazos de material antes de la fase (f).
3. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 2 que además
comprende la fase de regenerar dicho lubricante en polvo en exceso
y añadirlo al material utilizado en la fase (c).
4. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 donde dicho
proceso de producción de base de goma se realiza utilizando un
extrusor continuo (44).
5. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 que además
comprende la fase de selección de dichos pedazos de material
producido por la fase (b) y antes de la fase (d) donde dichos
pedazos de material transportado a dicha tolva de almacenamiento
tienen un tamaño predeterminado.
6. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 que además
comprende la fase de enfriamiento de dichos pedazos de material
conforme son descompuestos por dicho elemento de corte en la fase
(b) y revestidos con dicho lubricante en polvo en la fase (c).
7. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 6 donde dicho
alojamiento de dicho mecanismo de trituración (16) es enfriado por
una cámara de enfriamiento (90).
8. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 que además
comprende la fase de controlar la cantidad de material elastomérico
a granel introducido en la fase (a) en dicho mecanismo de
trituración usando un alimentador de tipo de estrella (62).
9. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 donde dicha
fase de transporte (d) se realiza usando un sistema de transporte
por vacío (20).
10. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 que además
comprende las fases de mezcla (24) y tamizado (28) de dichos
pedazos revestidos de material después de la fase (d).
11. El método para preparar un material
elastomérico según lo disupuesto en la reivindicación 1 donde
dichos pedazos de material son transportados en la fase (f) a un
mecanismo de medición (40) según se requiera de acuerdo con un
requisito operacional de dicho proceso de producción de base de
goma.
12. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 donde dicho
mecanismo de medición en las fases (f) y (g) comprende un
alimentador de comprobación del peso (40).
13. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 que además
comprende la fase de eliminación de impurezas metálicas de dichos
pedazos de material por un mecanismo magnético (30).
14. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 donde dichos
pedazos de material tienen un diámetro de aproximadamente (0.076 a
1.27 centímetros (0.03 a 0.50 pulgadas) y una longitud de entre
0.32 y 0.64 centímetros (0.125 a 0.25 pulgadas).
15. El método para preparar un material
elastomérico según lo dispuesto en la reivindicación 1 donde dichos
copos pequeños tienen una dimensión máxima de entre 0.64 y 1.27
centímetros (0.25 a 0.50 pulgadas).
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