ES2284789T3 - Aparato de mezcla en-linea, proceso de mezcla de soluciones quimicas reactivas y proceso para producir microcapsulas. - Google Patents
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Abstract
Un aparato de mezcla en-línea (10) para mezclar una pluralidad de soluciones químicas, comprendiendo el aparato: un cuerpo principal (12) del aparato de mezcla, que incluye una pluralidad de entradas de inyección (20, 22) y al menos una salida de descarga (24), siendo inyectadas la pluralidad de soluciones químicas en las entradas de inyección, incluyendo la pluralidad de entradas de inyección (20, 22) una entrada de inyección de aguas arriba (20) y al menos una entrada de inyección de aguas abajo (22), que están dispuestas de forma separada; una trayectoria de flujo de la mezcla (26) formada dentro del cuerpo principal (12) del aparato de mezcla, que se comunica con la pluralidad de entradas de inyección (20, 22) y con la salida de descarga (24); una pala giratoria (32) dispuesta en la trayectoria del flujo de la mezcla (26) entre una proximidad de la entrada de inyección de aguas abajo (22) y la salida de descarga (24) para la mezcla de la pluralidad de soluciones químicas inyectadas en las entradas de inyección (20, 22), incluyendo la pala giratoria (32) un árbol de rotación (28); caracterizado por una porción de sellado del árbol (30), que puede ser una junta de obturación mecánica, dispuesta en el árbol de rotación (28) de la pala giratoria (32) para sellar el árbol de rotación (28); estando dispuesta la porción de sellado del árbol (30) en un lado de aguas abajo de la entrada de inyección de aguas arriba (20) y estando dispuesta en un lado de aguas arriba de la entrada de inyección de aguas abajo (22), donde una solución química inyectada en la entrada de inyección de aguas arriba (20) forma un flujo a lo largo de una trayectoria del flujo de mezcla (26) desde la entrada de inyección de aguas arriba (20) hasta la salida de descarga (24).
Description
Aparato de mezcla en-línea,
proceso de mezcla de soluciones químicas reactivas y proceso para
producir microcápsulas.
La presente invención se refiere a un aparato de
mezcla en-línea, a un proceso para mezclas
soluciones químicas reactivas utilizando el aparato, y a un proceso
para producir microcápsulas. Más particularmente, la presente
invención se refiere a una mejora de una técnica de mezcla de
soluciones químicas de materias primas para una solución de
revestimiento de papel de copia sensible a la presión utilizando
microcápsulas.
La invención se refiere también a un aparato de
mezcla en-línea y a un proceso para producir
microcápsulas y, más particularmente, a una mejora de una técnica
de mezcla de soluciones químicas reactivas en un aparato de mezcla
en-línea que tiene una junta de obturación mecánica
para sellar un árbol de rotación de una cuchilla giratoria.
En la producción de papel sensible a la presión,
papel sensible al calor, material fotosensible fotográfico,
cosméticos, una pintura o similar utilizando microcápsulas, se
emplean ampliamente los siguientes procedimientos. Una solución
química que contiene un isocianato polivalente es añadida a una
solución en fase de aceite, en la que un se disuelve con antelación
un soluto que debe ser una substancia del núcleo de las cápsulas, y
éstas se mezclan en un aparato de mezcla en-línea.
Entonces se añade una solución en fase de agua a la solución
química mezclada, y se prepara una emulsión de aceite en agua por
agitación. Un aditivo auxiliar adecuado, tal como una amina
polivalente, es añadido a la emulsión y la mezcla es sometida a una
operación adecuada, tal como calentamiento, en la que se preparan
microcápsulas que tienen una película, tal como una película de
poliuretano o de poliurea. Los procedimientos se describen, por
ejemplo, en la solicitud de patente japonesa publicada
(JP-A) Nº 5-57178. Otras mezcladoras
se describen en los documentos JP 2000-218153 y
JP-59-166231.
En esta serie de operaciones, se utiliza un
aparato de mezcla en-línea como el aparato de mezcla
para mezclar la solución en fase de aceite con la solución química,
tal como un isocianato polivalente para conseguir un alto
rendimiento en un proceso de mezcla en-línea durante
un periodo de tiempo largo, como se describe en el documento
JP-A Nº 5.5778. Como el aparato de mezcla
en-línea se puede utilizar una mezcladora
en-línea, tal como una mezcladora de alto
cizallamiento, una homo-mezcladora de tubería, una
homo-mezcladora de flujo de línea o un molino de
flujo fino.
En el caso de que una solución química de un
isocianato polivalente y un poliol, que reacciona con el isocianato
polivalente, sean añadidos de forma continua y sean mezclados de
forma continua con una solución en fase de aceite, que sirve como
un fluido de proceso, se forma una producto de reacción
extremadamente duro que tiene un color marrón negruzco en una
trayectoria de flujo de agitación del aparato de mezcla
en-línea. El producto de reacción formado de esta
manera se adhiere y se desarrolla sobre una junta de obturación de
árbol o junta de obturación mecánica de un árbol de rotación para
soportar palas de agitación previstas en la trayectoria del flujo
de agitación. Por consiguiente, la función de la porción de sellado
del árbol o de la junta de obturación mecánica se deteriora,
provocando problemas tales como fugas del líquido desde la porción
de sellado del árbol o la junta de obturación mecánica.
Además, el agua, que está contenida en la fase
de aceite en cantidades de trazas, reacciona con el isocianato
polivalente, y el producto de reacción resultante se adhiere y se
desarrolla sobre la porción de sellado del árbol o junta de
obturación mecánica del árbol de rotación que soporta palas de
agitación previstas en la trayectoria del flujo de mezcla, de
manera que se deteriora la función de la porción de sellado del
árbol o junta de obturación mecánica, provocando problemas tales
como fugas del líquido desde la porción de sellado del árbol o la
junta de obturación mecánica.
Particularmente, en el caso de que la porción de
sellado del árbol sea una junta de obturación mecánica, cuando el
producto de reacción se adhiere sobre un medio de presión para
presionar un miembro de junta anular a un miembro de anillo de
rotación, el medio de presión no puede adaptarse a las vibraciones
causadas por la rotación a alta velocidad del miembro de anillo de
rotación, y se reduce la presión de apriete del miembro de junta
anular sobre el miembro de anillo de rotación, provocando fuga del
líquido.
Debido a los problemas descritos anteriormente,
es difícil realizar una operación estable durante un periodo de
tiempo largo, que es una ventaja intrínseca de la mezcla continua
por el aparato de mezcla en-línea, y se requieren
la interrupción de la operación y el desmontaje para limpieza
después de un periodo de tiempo extremadamente corto. Por lo tanto,
se provoca una reducción considerable de la eficiencia de la
producción.
La invención ha sido desarrollada en las
circunstancias indicadas anteriormente y un objeto de la presente
invención es proporcionar un aparato de mezcla
en-línea capaz de realizar una mezcla continua
estable durante un periodo de tiempo largo, incluso en el caso de
que se mezclen soluciones químicas que tienen reactividad, un
proceso para mezclar soluciones químicas, y un proceso para producir
microcápsulas.
De acuerdo con un primer aspecto de la
invención, se proporciona un aparato de mezcla
en-línea para mezclar una pluralidad de soluciones
químicas, incluyendo el aparato: un cuerpo principal del aparato de
mezcla, que incluye una pluralidad de entradas de inyección y al
menos una salida de descarga, siendo inyectadas la pluralidad de
soluciones químicas en las entradas de inyección, incluyendo la
pluralidad de entradas de inyección una entrada de inyección de
aguas arriba y al menos una entrada de inyección de aguas abajo, que
están dispuestas de forma separada; una trayectoria de flujo de la
mezcla formada dentro del cuerpo principal del aparato de mezcla,
que se comunica con la pluralidad de entradas de inyección y con la
salida de descarga; una pala giratoria dispuesta en la trayectoria
del flujo de la mezcla entre una proximidad de la entrada de
inyección de aguas abajo y la salida de descarga para la mezcla de
la pluralidad de soluciones químicas inyectadas en las entradas de
inyección, incluyendo la pala giratoria un árbol de rotación;
caracterizado por una porción de sellado del árbol, que puede ser
una junta de obturación mecánica, dispuesta en el árbol de rotación
de la pala giratoria para sellar el árbol de rotación; estando
dispuesta la porción de sellado del árbol en un lado de aguas abajo
de la entrada de inyección de aguas arriba y estando dispuesta en un
lado de aguas arriba de la entrada de inyección de aguas abajo,
donde una solución química inyectada en la entrada de inyección de
aguas arriba forma un flujo a lo largo de una trayectoria del flujo
de mezcla desde la entrada de inyección de aguas arriba hasta la
salida de descarga.
De acuerdo con la invención, la solución química
inyectada en la trayectoria de flujo de mezcla desde la entrada de
aguas arriba forma un flujo desde la entrada de aguas arriba hacia
la salida de descarga de la trayectoria de flujo de mezcla, y la
pala giratoria prevista en el lado de aguas abajo de la porción de
sellado del árbol. La relación posicional del flujo y la pala
giratoria puede hacer difícil que la solución química inyectada en
la trayectoria de flujo de mezcla desde la entrada de aguas abajo,
que está dispuesta en el lado de aguas abajo de la porción de
sellado del árbol, fluya de retorno hacia la porción de sellado del
árbol, incluso cuando se produce flujo turbulento debido a la
rotación de la pala giratoria. Por lo tanto, cuando se inyecta una
solución química reactiva desde la entrada de aguas abajo con
respecto a la porción de sellado del árbol, incluso si se forma un
producto de reacción duro por la mezcla de las soluciones químicas,
no llega apenas producto de reacción hasta la porción de sellado
del árbol, sino que es descargada desde la salida de descarga. Por
consiguiente, es poco probable que se produzca un deterioro de la
función de la porción de sellado del árbol debido a adhesión del
producto de reacción a la porción de sellado del árbol, y por lo
tanto se puede prevenir de una manera eficiente la fuga del líquido
desde la porción de sellado del árbol. Por lo tanto, la mezcla
continua estable se puede realizar durante un periodo de tiempo
largo, incluso si se mezclan soluciones químicas que tienen
reactividad.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, se proporciona un aparato de mezcla
en-línea de acuerdo con el primer aspecto, que
incluye, además, un mecanismo de prevención del flujo inverso
dispuesto en la trayectoria de flujo de mezcla entre la porción de
sellado del árbol y la pala giratoria, para prevenir con seguridad
un flujo de retorno de la solución química inyectada en la
trayectoria de flujo de mezcla desde la entrada de aguas abajo
hacia la porción de sellado del árbol o junta de obturación
química.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente
invención, se proporciona un aparato de mezcla
en-línea de acuerdo con el segundo aspecto, en el
que el mecanismo de prevención del flujo inverso incluye una placa
de presa dispuesta para reducir el área de la sección transversal
de la trayectoria de flujo de mezcla.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente
invención, se proporciona un aparato de mezcla
en-línea de acuerdo con el tercer aspecto, en el
que el mecanismo de prevención del flujo inverso comprende una
pluralidad de las placas de presa, en el que la longitud de las
placas de presa es mayor hacia el lado de aguas abajo de la
trayectoria de flujo de mezcla, por lo que se reduce en la mayor
medida posible una resistencia al flujo de la solución química
inyectada en la trayectoria de flujo de mezcla desde la entrada de
aguas arriba y, por lo tanto, se puede prevenir de una manera
efectiva el flujo de retorno de la solución química inyectada desde
la entrada de aguas abajo.
De acuerdo con un quinto aspecto de la presente
invención, se proporciona un aparato de mezcla
en-línea de acuerdo con un cuarto aspecto, en el
que el número de las placas de presa va de 2 a 10, que es preferible
a la luz de la relación entre el efecto de prevención del flujo de
retorno y la resistencia al flujo de la solución química inyectada
desde la entrada de aguas arriba.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un aparato de mezcla
en-línea de acuerdo con el primer aspecto, en el
que la porción de sellado del árbol comprende: un miembro anular de
rotación; un miembro de junta anular; y medios de presión para
empujar al miembro de junta anular hacia el miembro anular de
rotación, y el aparato comprende, además, medios de prevención de
contacto líquido para prevenir substancialmente que las soluciones
químicas en la trayectoria de flujo de mezcla entren en contacto con
los medios de presión.
De acuerdo con este aspecto de la invención, los
medios de prevención del contacto líquido previenen que las
soluciones químicas que fluyen en la trayectoria de mezcla entren en
contacto con los medios de presión para presionar el miembro de
junta anular de la junta de obturación mecánica contra el miembro de
anillo de rotación y para que las soluciones químicas que fluyen en
la trayectoria de mezcla no alcancen los medios de presión. Por
consiguiente, incluso si se mezclan soluciones químicas que tienen
reactividad en el aparato de mezcla en-línea, no se
forma ningún producto de reacción que se adhiera a los medios de
presión de la junta de obturación química para reducir la fuerza de
presión y, por lo tanto, se puede prevenir de una manera efectiva la
fuga del líquido desde la junta de obturación mecánica. Por
consiguiente, se puede realizar una mezcla continua estable durante
un periodo de tiempo largo incluso si se mezclan soluciones químicas
que tienen reactividad.
De acuerdo todavía con otro aspecto de la
presente invención, se proporciona el aparato de mezcla
en-línea indicado anteriormente, que está
constituido de tal manera que se forma un intersticio, que se
comunica con los medios de presión, entre una carcasa y el miembro
de junta anular, y los medios de prevención del contacto líquido
incluyen un miembro de película de separación que está dirigido
hacia la trayectoria de flujo de mezcla y separa el intersticio de
la trayectoria de flujo de mezcla para prevenir que las soluciones
químicas que fluyen en la trayectoria de flujo de mezcla entren en
contacto con los medios de presión. De acuerdo con este aspecto,
los medios de presión pueden estar separados físicamente de la
trayectoria de flujo de agitación, por lo que se puede conseguir
una solución fundamental a los problemas de la técnica anterior.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un proceso para mezclar una pluralidad de
soluciones químicas, incluyendo el proceso: preparar uno de los
aparatos de mezcla en-línea anteriores; y
suministrar una de las soluciones químicas a la entrada de inyección
de aguas abajo dispuesta en un lado de aguas abajo de la porción de
sellado del árbol, teniendo una de las soluciones químicas una
reactividad con al menos otra de las soluciones químicas.
De acuerdo con este aspecto, en el caso de que
la pluralidad de soluciones químicas se mezclen utilizando uno de
los aparatos de mezcla en-línea anteriores, la
solución química que tiene reactividad es inyectada en la
trayectoria de flujo de mezcla desde la entrada de aguas abajo
dispuesta en el lado de aguas abajo con respecto a la porción de
sellado del árbol, de manera que cualquier producto de reacción duro
que se forme difícilmente llega hasta la porción de sellado del
árbol, sino que es descargado desde la salida de descarga. Por lo
tanto, se puede prevenir que el producto de reacción se adhiera y
crezca sobre la porción de sellado del árbol.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un proceso para mezclar una pluralidad de
soluciones químicas que incluyen un isocianato polivalente y un
poliol, siendo el isocianato polivalente y el poliol mutuamente
reactivos, incluyendo el proceso: preparar uno de los aparatos de
mezcla en-línea mencionados anteriormente; y
suministrar el isocianato polivalente y el poliol al menos a una
inyección de aguas abajo, dispuesta en un lado de aguas abajo de la
porción de sellado del árbol.
De acuerdo con el aspecto, incluso cuando se
forma un producto de reacción extremadamente duro de color marrón
negruzco a través de una reacción entre el isocianato polivalente y
el poliol, la mayor parte del producto de reacción duro no llega a
la porción de sellado del árbol, sino que es descargado desde la
salida de descarga. Por lo tanto, se puede prevenir que el producto
de reacción se adhiera y crezca sobre la porción de sellado del
árbol.
De acuerdo con todavía otro aspecto de la
presente invención, se proporciona un proceso para producir
microcápsulas, incluyendo el proceso: disolver un soluto que ha de
ser un material del núcleo de las microcápsulas en una solución en
fase de aceite; mezclar la solución en fase de aceite con un
isocianato polivalente y un poliol utilizando uno de los métodos
mencionados anteriormente para formar una solución química mixta;
emulsionar la solución química mixta en una solución en fase de
agua que incluye un emulsionante para formar una emulsión; y
permitir que una amina polivalente reaccione con la emulsión para
formar microcápsulas.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un proceso para producir microcápsulas
como anteriormente, incluyendo el proceso las etapas de: suministrar
la solución en fase de aceite al aparato de mezcla
en-línea de la invención, que incluye medios de
sellado para sellar un árbol de rotación de una pala giratoria
dispuesta allí, de tal manera que la solución en fase de aceite
fluye a lo largo de una trayectoria de flujo de mezcla; y
suministrar un isocianato polivalente y un poliol al aparato de
mezcla en-línea, de tal manera que el isocianato
polivalente y el poliol fluyen a lo largo de la trayectoria de flujo
de mezcla sin alcanzar los medios de sellado.
De acuerdo con la presente invención, cuando se
mezclan un isocianato polivalente y un poliol en una solución en
fase de aceite para la producción de microcápsulas utilizadas, por
ejemplo, en papel sensible a la presión, papel sensible al calor,
un material fotosensible fotográfico, cosméticos, una pintura o
similar, se puede realiza runa mezcla continua estable durante un
periodo de tiempo largo por medio del uso de un aparato de mezcla
en-línea de acuerdo con la presente invención.
La figura 1 es una vista externa que muestra una
forma de realización de un aparato de mezcla
en-línea de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es una vista de la sección
transversal de una parte principal que muestra la estructura interna
de un aparato de mezcla en-línea de acuerdo con la
presente invención.
La figura 3 es una vista ampliada de la sección
transversal de una parte principal que muestra una porción de
sellado del árbol o una junta de obturación mecánica de un aparato
de mezcla en-línea de acuerdo con la presente
invención.
La figura 4 es un diagrama de un ejemplo, en el
que se aplica un aparato de mezcla en-línea de
acuerdo con la presente invención a una línea de producción de
microcápsulas, y muestra flujos de la línea de producción de
microcápsulas en la proximidad del aparato de mezcla
en-línea.
A continuación se describirán formas de
realización preferidas de un aparato de mezcla
en-línea, un proceso para mezclar soluciones
químicas reactivas y un proceso para producir microcápsulas de
acuerdo con la presente invención, con referencia a los
dibujos.
La figura 1 es una vista externa que muestra un
aparato de mezcla en-línea 10 de acuerdo con la
presente invención. La figura 2 es una vista de la sección
transversal de una parte importante que muestra una estructura
interna del aparato de mezcla en-línea 10.
Como se muestra en la figura 1, el aparato de
mezcla en-línea 10 está constituido con un cuerpo
principal 12 del aparato de mezcla, un cojinete de árbol 12 y un
motor 16. Puesto que el cojinete de árbol 14 y el motor 16 no son
porciones principales de la presente invención, se omiten aquí las
descripciones de los mismos.
Como se muestra en la figura 2, en una carcasa
18 del cuerpo principal 12 del aparato de mezcla, se forma una
trayectoria de flujo de mezcla 26 que tiene una forma cilíndrica que
se comunica con dos entradas de inyección 20 y 22 y una salida de
descarga 24, y un árbol de rotación 28 soportado por el cojinete de
árbol 14 (ver la figura 1) está dispuesto en la dirección de una
línea central de la trayectoria de flujo de mezcla 26. Una porción
de sellado del árbol o junta de obturación mecánica 30 para sellar
el árbol de rotación 28 está prevista en la trayectoria de flujo de
mezcla 26 en el lado del cojinete del árbol 14, y la salida de
descarga 24 está prevista en el lado opuesto a la porción de
sellado del árbol o junta de obturación mecánica 30. Las dos
entradas de inyección 20 y 22 están dispuestas de forma separada en
un lado de aguas arriba y en un lado de aguas abajo con respecto a
la porción de sellado del árbol o junta de obturación mecánica 30, y
una solución química (referida en adelante como un fluido de
proceso) inyectada en la trayectoria de flujo de mezcla 26 desde la
entrada de inyección 20 en el lado de aguas arriba (referido en
adelante como la "entrada de inyección de aguas arriba 20")
forma un flujo en la trayectoria de flujo de mezcla 26 desde la
entrada de inyección de aguas arriba 20 hacia la salida 24. Una
pala giratoria 32 está prevista entre una posición en la proximidad
de la entrada de inyección 22 en el lado de aguas abajo (referida en
adelante como "la ensartada de inyección de aguas abajo 22") y
la salida de descarga 24. La pala giratoria 32 está soportada por el
árbol de rotación 28 y tiene una pluralidad de palas de agitación
32A. Una zona de mezcla 26A, en la que se mezclas las soluciones
químicas, está formada en el lugar de la pala giratoria 32 en la
trayectoria de flujo de mezcla 26 a través de la revolución a alta
velocidad de la pala giratoria 32 con revolución a alta velocidad
del árbol de rotación 28. Como la pala giratoria 32, se puede
utilizar con preferencia una pala de hélice, una pala de paddle o
una pala de turbina, pero no está limitada particularmente a estos
tipos y se pueden utilizar estructuras de estos tipos con tal que
se mezclen las soluciones químicas de una manera uniforme.
Se proporciona un mecanismo de prevención del
flujo inverso 34 entre la pala giratoria 32 y la porción de sellado
del árbol o junta de obturación mecánica 30 en la trayectoria de
flujo de mezcla 26.
El mecanismo de prevención del flujo inverso 34
está constituido disponiendo al menos una placa de presa 36 de
forma anular perpendicularmente al árbol de rotación 28. La placa de
presa 36 tiene un taladro central 36A que tiene un diámetro mayor
que el árbol de rotación 28, en el que se inserta el árbol de
rotación 28, y una periferia de la placa de presa 36 está soportada
por un miembro de soporte 37 de la placa de presa fijado sobre una
pared interior de la carcasa 18. Aunque la placa de presa
estacionaria 36 se muestra en la figura 2 soportada por la carcasa
18, la invención no está limitada a ello, y es posible que la placa
de presa 36 esté soportada por el árbol de rotación 28, de tal
manera que la placa de presa 36 está dispuesta a parte de la
carcasa 18 en el lado de la carcasa 18 para formar una placa de
presa 36 que gira con la rotación del árbol de rotación 28. Además,
la placa de presa estacionaria 36 y la placa de presa giratoria 36
se pueden utilizar en combinación.
Se puede prever opcionalmente un orificio 36B en
la periferia de la placa de presa 36 con el fin de evitar una
perturbación del flujo del fluido de proceso desde el lado de aguas
arriba hacia el lado de aguas abajo. Se prefiere que la relación de
apertura de la placa de presa 36 y el tamaño de la placa de presa 36
propiamente dicha sean determinados de una manera adecuada por la
viscosidad y el caudal de flujo del fluido del proceso y las
dimensiones interiores y la forma de la trayectoria de flujo de
mezcla 26. Particularmente, en el caso de que las placas de presa
36 estén compuestas por una pluralidad de placas, se prefiere que
las placas de presa 36, que tienen un orificio 36B en la periferia
de la placa 36 y las placas de presa 36 que no tienen un orificio
36B sean dispuestas de forma alterna. De acuerdo con esta
configuración, se forma una trayectoria de flujo de laberinto que
tiene una trayectoria de flujo en serpentina, como se muestra en la
figura 2, de manera que se puede reducir la resistencia al flujo
del fluido del proceso debido a las placas de presa 36, y se puede
prevenir de una manera efectiva un flujo de retorno de la solución
química en la zona de mezcla 26A hacia la porción de sellado del
árbol o junta de obturación mecánica 30. Además, se prefiere que la
longitud (radio) de las placas de presa 36 sea mayor que el lado de
aguas debajo de la trayectoria de flujo de mezcla 26. De acuerdo
con esta configuración, se puede prevenir, además, de una manera
efectiva el flujo de retorno de la solución química en la zona de
mezcla 26A hacia la porción de sellado del árbol o junta de
obturación mecánica 30. Si el número de las placas de desgaste 36
es demasiado pequeño, la función de prevención del flujo de retorno
es insuficiente, y si el número de las placas de presa 36 es
demasiado grande, se impide el flujo de fluido de proceso hacia el
lado de aguas abajo. Por lo tanto, el número de las placas de presa
36 va con preferencia de 2 a 10, y más preferentemente de 2 a 5.
La figura 3 es una vista ampliada de la sección
transversal de una parte principal que muestra la porción de
sellado del árbol o junta de obturación mecánica 30. Como la porción
de sellado del árbol o junta de obturación mecánica 30 se puede
utilizar, por ejemplo, una junta de obturación mecánica, una junta
de toma de tierra o similar, y se describe aquí una forma de
realización que utiliza una junta de obturación mecánica.
Como se muestra en la figura 3, la junta de
obturación mecánica 30 está compuesta principalmente por un miembro
anular de rotación 38 soportado por el árbol de rotación 28 y que
gira junto con la rotación de alta velocidad del árbol de rotación
28, por un miembro de junta anular 42, que es móvil hacia delante y
hacia atrás y que está soportado por un miembro de soporte 40 en el
lado de la carcasa 18 en una dirección del miembro anular de
rotación 38, y por un medio de presión 44 para empujar el miembro de
junta anular 42 hacia el miembro anular de rotación 38. Un anillo
agudo 46 que tiene un borde agudo en forma de punta está previsto
sobre el miembro anular de rotación 38 y se pone en contacto bajo
presión con una junta anular 48 que tiene una superficie extrema
plana, que está prevista sobre el miembro de junta anular 42, por
los medios de presión 44. En este instante, la junta anular 48 es
presionada con el anillo agudo 46 con una presión adecuada por la
fuerza de empuje del medio de presión 44. Como el medio de presión
44 se puede utilizar con preferencia un miembro del tipo de muelle
o un miembro del tipo de fuelle, pero no está particularmente
limitado, con tal que la junta anular 48 sea presionada
constantemente contra el anillo agudo 46 con una presión adecuada.
Utilizando la junta de obturación mecánica 30 constituida de esta
manera, el líquido que fluye en la trayectoria de flujo de mezcla
26 no produce fugas incluso cuando el árbol de rotación 28 gira a
alta velocidad, y las vibraciones causadas por la rotación a alta
velocidad del miembro anular de rotación 38 son absorbidas por los
medios de presión 44.
Con el fin de sellar entre el árbol de rotación
28 y el miembro anular de rotación 38, se proporcionan entre el
miembro de soporte 40 y el miembro de junta anular 42 y entre el
miembro de soporte 40 y la carcasa 18, una primera junta tórica 50,
una segunda junta tórica 52 y una tercera junta tórica 54,
respectivamente.
Adicionalmente, están previstos unos medios de
prevención del contacto líquido para prevenir que los medios de
presión 44, que están para presionar el miembro anular de rotación
38 contra el miembro de junta anular 42 de la junta de obturación
mecánica, contacten con las soluciones químicas que fluyen en la
trayectoria de flujo de mezcla 26. Como los medios de prevención
del contacto líquido se prefiere proporcionar una película de
separación 58 de forma cilíndrica entre la carcasa 18 y el miembro
de junta anular 42 para proteger un orificio que está dirigido
hacia la trayectoria de flujo de mezcla 26 de un intersticio 56
entre la carcasa 18 y el miembro de junta anular 42. La posición en
la que está prevista la película de separación 58 no está limitada
al orificio del intersticio 56, sino que puede ser cualquier
posición, de tal manera que las soluciones químicas que fluyen en
la trayectoria del flujo de mezcla 26 no pueden llegar a los medios
de presión 44. Con respecto a un método para montar el miembro de
la película de separación 58 a la carcasa 18 y al miembro de junta
anular 42, se monta un anillo metálico 60 sobre el miembro de
película de separación 58 y se fija al anillo metálico 60 por medio
de pernos 62, o se fija el miembro de película de separación 58
sobre la carcasa 18 y el miembro de junta anular 42 con un adhesivo
(no se muestra en la figura). El método no está particularmente
limitado, con tal que el miembro de película de separación 58 se
pueda montar con seguridad. Con el fin de evitar el impedimento del
movimiento hacia delante y hacia atrás del miembro de junta anular
42 para absorber las vibraciones causadas por la rotación a alta
velocidad del miembro de anillo de rotación 38, el miembro de
película de separación 58 está formado con preferencia con un
material relativamente blando y fino, tal como una lámina de caucho
o una lámina de resina de flúor. El espesor del miembro de película
de separación 58 tiene con preferencia 5 mm o menos, y más
preferentemente 3 mm o menos. Además, se prefiere también que la
anchura del miembro de película de separación 58 sea mayor que la
anchura del intersticio 56, por lo que se proporciona una parte
curvada 58A en una porción central del miembro de película de
separación 58 para proporcionar un grado de libertad de acción. De
acuerdo con esta configuración, no sólo se puede sellar el
intersticio 56 que está dirigido hacia la trayectoria de flujo de
mezcla 26 entre la carcasa 18 y el miembro de junta anular 42, sino
que no se impide tampoco el movimiento del miembro de junta anular
42 debido a la expansión y contracción en las direcciones de las
flechas mostradas en la figura 3.
Los medios de prevención del contacto líquido no
están limitados al miembro de película de separación 58 y se puede
emplear cualquier medio con tal que los medios de presión 44 estén
protegidos físicamente de la trayectoria del flujo de mezcla 26, y
no se impida el movimiento del miembro de junta anular 42. Por
ejemplo, se puede emplear un medio tal que su longitud se pueda
ajustar plegándolo a la manera de una acordeón.
Entre los miembros que constituyen el aparato de
mezcla en-línea 10, las partes que están en contacto
con las soluciones químicas son revestidas o recubiertas con
preferencia con una resina de flúor que es excelente de repelencia
del agua y en repelencia del aceite. Se puede suministrar agua de
refrigeración o un refrigerante, tal como etileno glicol, al
aparato de mezcla en-línea 10 para refrigerar la
junta del árbol.
\newpage
La figura 4 es un ejemplo en el que el aparato
de mezcla en-línea 10 configurado como anteriormente
se aplica a una línea de producción de microcápsulas que se
utilizan, por ejemplo, en papel sensible a la presión, papel
sensible al calor, material fotosensible fotográfico, cosméticos o
pintura.
El proceso para producir microcápsulas de la
presente invención incluye: añadir un isocianato polivalente y un
poliol a una solución en fase de aceite, en la que un soluto, que
debe ser una substancia del núcleo de las cápsulas, ha sido
disuelto con antelación; mezclar estas cápsulas en un aparato de
mezcla en-línea para forma runa solución química
mixta; emulsionar la solución química mixta obtenida de esta manera
en una solución en fase de agua que contiene un emulsionante para
formar una emulsión; y permitir que una amina polivalente reaccione
con la emulsión para producir microcápsulas en interfaces de
gotitas. La figura 4 muestra flujos de la línea de producción de
microcápsulas solamente en la proximidad del aparato de mezcla
en-línea 10.
Como se muestra en la figura 4, una solución en
fase de aceite que es un fluido de proceso, en el que se disuelve
con antelación un soluto, que debe ser una substancia del núcleo de
las cápsulas, es almacenada en un primer depósito de almacenamiento
64, y un isocianato polivalente y un poliol son almacenados en un
segundo y tercer depósitos de almacenamiento 66 y 68,
respectivamente. La solución en fase de aceite, el isocianato
polivalente y el poliol son agitados para que sean homogéneos y se
ajusten a temperaturas adecuadas en los depósitos de almacenamiento
64, 66 y 68, respectivamente. Se prefiere que los espacios por
encima de los niveles de fluido en los depósitos de almacenamiento
64 66 y 68 estén sellados con un gas inactivo, tal como nitrógeno, o
con aire seco, para prevenir los cambios de calidad y los cambios
de concentración de la solución química almacenada. Además, se
prefiere, para mantener la calidad de las soluciones químicas,
proporcionar un sistema tal que las soluciones químicas sean
rellenadas de forma auto-
mática cuando se reducen las cantidades de las soluciones químicas en los depósitos de almacenamiento 64, 66 y 68.
mática cuando se reducen las cantidades de las soluciones químicas en los depósitos de almacenamiento 64, 66 y 68.
Entre las soluciones químicas almacenadas en los
depósitos de almacenamiento 64, 66 y 68, la solución en fase de
aceite que sirve como fluido del proceso es inyectada continuamente
desde la entrada de inyección de aguas arriba 20 del aparato de
mezcla en-línea 10 por medio de una bomba de
dosificación 70. El isocianato polivalente y el poliol son
inyectados a la entrada de inyección de aguas abajo 22 del aparato
de mezcla en-línea 10 por una segunda y tercera
bombas de dosificación 72 y 74, respectivamente. Las bombas de
dosificación 70, 72 y 74 pueden ser aquí cualquier bomba que tenga
un rendimiento excelente con respecto a un caudal de alimentación
constante de un líquido, tal como una bomba de engranaje, una bomba
de émbolo o una bomba de diafragma.
La solución en fase de aceite inyectada desde la
entrada de inyección de aguas arriba 20 del aparato de mezcla
en-línea 10 es mezclada de una manera uniforme con
el isocianato polivalente y el poliol inyectados desde la entrada
de inyección de aguas abajo 22 en la zona de mezcla 26A por medio de
la pala giratoria 32, y la solución mezclada es descargada desde la
salida de descarga 24. En esta operación de mezcla, la solución en
fase de aceite inyectada desde la entrada de inyección de aguas
arriba 20 forma un flujo en la trayectoria del flujo de mezcla 26
desde la entrada de inyección de aguas arriba 20 hacia la salida de
descarga 2ón de aguas arriba 20 hacia la salida de descarga 24. La
pala giratoria 32 está prevista sobre el lado de aguas abajo desde
la junta de obturación mecánica 30. Debido a la relación posicional
del flujo y la pala giratoria, no es probable que el isocianato
polivalente y el poliol inyectados desde la entrada de inyección de
aguas abajo 22 formen un flujo inverso hacia la junta de obturación
mecánica 30, incluso cuando se produce flujo turbulento debido a un
flujo de rotación de la pala giratoria 32. Además, se previene el
flujo inverso hacia la junta de obturación mecánica 30 por la
pluralidad de placas de presa 36 dispuestas entre la junta de
obturación mecánica 30 y la pala giratoria 32. Por consiguiente, el
isocianato polivalente y el poliol inyectados desde la entrada de
inyección de aguas abajo 20 no pueden fluir de retorno hasta
alcanzar la junta de obturación mecánica colocada en el lado de
aguas arriba. Por lo tanto, es poco probable que una resina de
poliurea, que es un producto de reacción del isocianato polivalente
y el poliol, y una resina de poliuretano, que es un producto de
reacción del agua de trazas contenida en la solución en fase de
aceite y en el isocianato polivalente, se adhieran y crezcan sobre
la junta de obturación mecánica 30, por lo que se puede evitar el
deterioro del rendimiento de sellado de la junta de obturación
mecánica 30. De acuerdo con ello, se puede evitar de una manera
eficiente la inducción de fuga de líquido desde la junta de
obturación mecánica 30.
Debido a que el miembro de película de
separación 58 para el sellado del intersticio 56 que está dirigido
hacia la trayectoria de flujo de mezcla 26 entre la carcasa 18 y el
miembro de junta anular 42 está previsto en la junta de obturación
mecánica 30, el isocianato polivalente y el poliol inyectados desde
la entrada de aguas abajo 22 y la solución en fase de aceite
inyectada desde la entrada de inyección de aguas arriba 20 no
entran en contacto con los medios de presión 44 de la junta de
obturación mecánica 30. Por lo tanto, la resina de poliurea, que es
un producto de reacción del isocianato polivalente y el poliol y la
resina de poliuretano, que es un producto de reacción del agua en
trazas contenida en la solución en fase de aceite y el isocianato
polivalente no se adhieren a los medios de presión 44. Por
consiguiente, los medios de presión 44 responden bien a la
vibración causada por la rotación a alta velocidad del miembro
anular de rotación 38 con alta exactitud y, por lo tanto, la
presión de apriete del miembro de junta anular 42 sobre el miembro
anular de rotación 38 se puede mantener de una manera consistente
en un nivel adecuado. Por consiguiente, no se produce ninguna fuga
del líquido debida a una reducción de la presión de apriete.
Como se muestra en la figura 4, la solución en
fase de aceite, el poliisocianato y el poliol mezclados en el
aparato de mezcla en-línea 10 son transportados a un
depósito de emulsión continua 76. En el depósito de emulsión
continua 76, se añade una solución en fase de agua a partir de un
tubo de suministro 78 de solución en fase de agua hacia la solución
química mezclada, y se produce una emulsión de
aceite-en-agua por un agitador 80.
Se permite que una amina polivalente reaccione con la emulsión
resultante para producir microcápsulas en interfaces de
gotitas.
En una forma de realización de la invención,
puesto que el soluto de la solución en fase de aceite es inyectado
desde la entrada de inyección de aguas arriba 20, se pueden utilizar
varios tipos de tintes incoloros básicos, que se emplean
generalmente en cápsulas para papel de copia sensible a la presión,
así como varios tipos de materiales de registro, medicinas,
perfumes, productos agroquímicos, productos químicos, adhesivos,
cristales líquidos, punturas, alimentos, agentes de limpieza,
disolventes, catalizadores, enzimas y agentes de prevención del
óxido, de acuerdo con las aplicaciones de las cápsulas objetivas.
Ejemplos de estos tintes incoloros básicos incluyen compuestos de
triarilmetano, tales como lactona de cristal violeta,
8,8-bis(p-dimetilaminofenil)ftálida
y
3-(p-dimetilaminofenil)-3-(1,2-dimetilindol-3-il)ftálida,
compuestos de difenilmetano, tales como
4,4'-bisdimetilaminobenzhidril bencil éter,
N-halofenil leuco auramina y
N-2,4,5-triclorofenil leuco
auramina, compuestos de santeño, tales como rodamina
B-anilinolactama,
3-dietilamino-7-clorofluorano,
3-dietilamino-6,8-dimetilfluorano,
8,7-dimetilaminofluorano y
3-dietilamino-7-cloroetilmetil
aminofluorano, compuestos de tiacina, tales como benzoilo leuco
metileno azul y p-nitrobencil leuco metileno azul,
y compuestos de espiro, tales como
3-metil-espiro-dinaftopirano,
3-etil-espirodinaftopirano y
3-propil-espiro-dibenzopirano,
y éstos se pueden utilizar solos o en combinación.
Ejemplos de un disolvente para disolver el
soluto incluyen aceites animales, tales como aceite de pescado y
manteca de cerdo, aceites vegetales, tales como aceite de ricino,
aceite de soja y aceite de colza, aceites minerales, tales como
queroseno y nafta y aceites sintéticos, tales como naftaleno
alquilado, bifenilo alquilado, terfenilo hidrogenado, difenilmetano
alquilado y benceno alquilado, y éstos se pueden utilizar solos o en
combinación.
Ejemplos del isocianato polivalente inyectado
desde la entrada de inyección de aguas abajo 22 incluyen
diisocianatos, tales como n-fenileno diisocianato,
p-fenileno diisocianato,
2,6-tolileno diisocianato,
2,4-tolileno diisocianato,
naftaleno-1,4-diisocianato,
difenilmetano-4,4'-diisocianato,
3,3'-dimetoxi-4,4'-bifenil
diisocianato, 3,3-dimetil difenil
metano-4,4'-diisocianato,
xilileno-1,4-diisocianato,
4,4'-difenilpropano diisocianato, trimetileno
diisocianato, hexametileno diisocianato,
propileno-1,2- diisocianato,
butileno-1,2-diisocianato, etilidino
diisocianato,
ciclohexileno-1,2-diisocianato y
ciclohexileno-1,4-diisocianato,
triisocianato, tales como
4,4',4''-trifenilmetanotriisocianato y
tolueno-2,4,6-triisocianato y
4,4'-dimetildifenilmetano-2,2'5,5'-tetraisocianato.
En el caso de que el isocianato polivalente esté en un estado
sólido, se utiliza después de disolverlo en al menos un tipo de un
disolvente, tal como acetona, tetrahidrofurano, dimetilformamida,
etil acetato, butil acetato, dimetil ftalato, dibutil ftalato y
dioctil ftalato. Las substancias oleosas descritas anteriormente se
pueden añadir al isocianato polivalente a disolver.
Ejemplo
1
Una solución en fase de aceite que tiene 10
partes en peso de lactona de cristal violeta, 1 parte en peso de
benzoilo leuco metileno azul y 4 partes en peso de
3-(4-(dietilamino)-2-metoxifenil)-3-(2-metil-1-etil-3-indolil)-4-azaftálida
disueltas en este relación aquí como formadores de color fue
almacenada en un primer depósito de almacenamiento a 65ºC. Como un
isocianato polivalente, se almacenó un producto de bureta de
hexametilen diisocianato (SUMIDUR N3200, producido por Sumitomo
Bayer Urethane Co., Ltd.) en un segundo depósito de almacenamiento a
30ºC. Como poliol, se almacenó HYBLOCKS ODX-1316A,
producido por Dainippon Ink and Chemicals, Inc., en un tercer
depósito de almacenamiento a 30ºC.
La solución en fase de aceite, el poliisocianato
y el poliol fueron suministrados continuamente a un aparato de
mezcla en-línea de acuerdo con la presente invención
utilizando bombas de dosificación en 47 partes en peso, 3 partes en
peso y 1 parte en peso, respectivamente, por minuto.
En el aparato de mezcla en-línea
utilizado en el Ejemplo 1, se dispusieron una entrada de inyección
de aguas arriba con respecto a la junta de obturación mecánica,
desde la que se inyectó la solución en fase de aceite, y una
entrada de inyección de aguas abajo, desde la que se inyectaron el
isocianato polivalente y el poliol, de forma separada para formar
un flujo de la solución en fase de aceite inyectada desde la entrada
de inyección de aguas arriba hasta una salida de descarga en la
trayectoria del flujo de mezcla, y se dispuso una pala giratoria
entre la proximidad de la entrada de inyección de aguas abajo y la
salida de descarga.
Como resultado, se produjo la fuga de aceite
desde una junta de obturación mecánica después de suministrar los
líquidos durante 1.500 horas. Se considera en el Ejemplo 1 que
debido a que el isocianato polivalente y el poliol fueron
inyectados en la condición en la que se formó un flujo de líquido en
fase de aceite a partir de la entrada de inyección de aguas arriba
hacia la salida de descarga en la trayectoria de flujo de mezcla,
no se puede producir un flujo inverso hacia la junta de obturación
mecánica, incluso cuando se produce flujo turbulento debido a flujo
de rotación de la pala giratoria, por lo que un producto de reacción
no tiende a adherirse y a crecer sobre la junta de obturación
mecánica.
Ejemplo comparativo
1
En un aparato de mezcla en-línea
del Ejemplo Comparativo 1, tanto la entrada de inyección para la
solución en fase de aceite como también la entrada de inyección
para el poliisocianato y el poliol se dispusieron en la proximidad
de la zona de mezcla, en la que se dispuso la pala giratoria, y no
se proporcionó ningún mecanismo de prevención del flujo inverso. En
otras palabras, las soluciones químicas a mezclar fueron inyectadas
directamente a la zona de mezcla sin formar un flujo desde el lado
de aguas arriba de la junta de obturación mecánica hasta la salida
de descarga en la trayectoria del flujo de mezcla. Como resultado,
se produjo fuga de líquido desde la junta de obturación mecánica
después del suministro continuo de los líquidos durante 350 horas.
Se considera en el Ejemplo Comparativo 1 que debido a que no se
formó ninguna solución en fase de aceite a partir de la entrada de
inyección de aguas arriba hasta la salida de descarga en la
trayectoria del flujo de mezcla, es poco probable que se produzca
un flujo de retorno hacia la junta de obturación mecánica debido a
flujo turbulento causado por flujo de rotación de la pala
giratoria, por lo que el producto de reacción se adhirió y creció
sobre la junta de obturación mecánica en un periodo de tiempo
corto.
Ejemplo
2
En un aparato de mezcla en-línea
del Ejemplo 2, se proporcionó un mecanismo de prevención del flujo
inverso constituido por placas de presa entre la junta de
obturación mecánica y la pala giratoria del aparato de mezcla
en-línea del Ejemplo 1. La solución en fase de
aceite, el isocianato polivalente y el poliol, que eran los mismos
que en el Ejemplo 1, fueron suministrados continuamente hasta el
aparato de mezcla en-línea constituido de esta
manera utilizando bombas de dosificación en la misma relación que en
el Ejemplo 1.
Como resultado, no se produjo ninguna fuga del
líquido desde la junta de obturación mecánica después del suministro
continuo de los líquidos durante 1800 horas. Se considera en el
Ejemplo 2 que debido a que se formó un flujo del líquido en fase de
aceite desde la entrada de inyección de aguas arriba hasta la salida
de descarga en la trayectoria de flujo de mezcla, y se proporcionó
el mecanismo de prevención del flujo inverso constituido por placas
de presa entre la junta de obturación mecánica y la pala giratoria,
era todavía menos probable que tuviese lugar un flujo inverso hacia
la junta de obturación mecánica, incluso cuando se produjo flujo
turbulento debido a flujo de rotación de la pala giratoria.
Ejemplo
3
En el Ejemplo 3, se suministraron de forma
continua las mismas soluciones químicas que en el Ejemplo 1 al
mismo aparato de mezcla en-línea que en el Ejemplo 1
en una relación que era diferente de la mostrada en el Ejemplo 1.
La relación de las soluciones químicas eran 50 partes en peso, 3
partes en peso y 1 parte en peso de la solución en fase de aceite,
el isocianato polivalente y el poliol, respectivamente. Como
resultado, se produjo fuga de líquido desde la junta de obturación
mecánica después de suministrar los líquidos durante 1.500
horas.
Ejemplo
4
En un aparato de mezcla en-línea
del Ejemplo 4, se proporcionó un miembro de película de separación
para proteger un intersticio dirigido hacia la trayectoria del
flujo de mezcla entre una carcasa y un miembro de junta anular,
pero no se proporcionó ninguna placa de presa para un mecanismo de
prevención del flujo inverso.
Como resultado, no se observó ninguna adhesión
de un producto de rotación sobre un medio de presión después del
suministro continuo de los líquidos durante 1500 horas, y los medios
de presión siguieron las vibraciones causadas por rotación de alta
velocidad de un miembro de anillo de rotación con alta exactitud. No
se observó ninguna fuga de líquido desde la junta de obturación
mecánica.
Ejemplo
5
En un aparato de mezcla en-línea
del Ejemplo 5, se proporcionó, además, un mecanismo de prevención
del flujo inverso constituido por cuatro placas de presa en el
aparato de mezcla en-línea del Ejemplo 4. Las demás
condiciones eran las mismas que en el Ejemplo 4.
Como resultado, no se produjo ninguna adhesión
de un producto de reacción sobre los medios de presión, y no se
produjo adhesión ni crecimiento de un producto de reacción en partes
de la junta de obturación mecánica distintas a los medios de
presión después del suministro continuo de líquidos durante 1.800
horas. Por lo tanto, no se observó ninguna fuga del líquido desde
la junta de obturación mecánica.
Ejemplo comparativo
2
En un aparato de mezcla en-línea
del Ejemplo Comparativo 2, se retiró el miembro de película de
separación desde el aparato de mezcla en-línea del
Ejemplo 4. Las demás condiciones eran las mismas que en el Ejemplo
4.
Como resultado, se observó la adhesión de un
producto de reacción a los medios de presión después de suministrar
continuamente los líquidos durante 350 horas y se redujo la
exactitud de la adaptación de los medios de presión a las
vibraciones causadas por rotación a alta velocidad del miembro
anular de rotación después del suministro de los líquidos durante
500 horas.
Ejemplo comparativo
3
En el Ejemplo Comparativo 3, se suministraron
las mismas soluciones químicas que en el Ejemplo Comparativo 2 al
mismo aparato de mezcla en-línea que en el Ejemplo
Comparativo 2 en una relación que era diferente del mostrado en el
Ejemplo Comparativo 2. La relación de las soluciones químicas era 50
partes en peso, 3 partes en peso y 1 parte en peso de la solución
en fase de aceite, el poliisocianato polivalente y el poliol,
respectivamente. Como resultado, se redujo la exactitud de la
adaptación de los medios de presión a las vibraciones causadas por
rotación a alta velocidad del miembro anular de rotación después del
suministro de los líquidos durante 500 horas.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
mezcla en-línea y el proceso para mezclar las
soluciones químicas reactivas de la presente invención pueden
proporcionar un aparato de mezcla en-línea y un
proceso para mezclar soluciones químicas reactivas que son capaces
de realizar una mezcla continua estable durante un periodo de
tiempo largo incluso cuando se mezclan soluciones químicas que
tienen reactividad. Por lo tanto, el aparato de mezcla
en-línea de la invención es particularmente efectivo
para la producción de microcápsulas utilizadas, por ejemplo, en
papel sensible a la presión, papel sensible al calor, material
fotosensible fotográfico, cosméticos, pintura y similares.
Claims (11)
1. Un aparato de mezcla en-línea
(10) para mezclar una pluralidad de soluciones químicas,
comprendiendo el aparato:
un cuerpo principal (12) del aparato de mezcla,
que incluye una pluralidad de entradas de inyección (20, 22) y al
menos una salida de descarga (24), siendo inyectadas la pluralidad
de soluciones químicas en las entradas de inyección, incluyendo la
pluralidad de entradas de inyección (20, 22) una entrada de
inyección de aguas arriba (20) y al menos una entrada de inyección
de aguas abajo (22), que están dispuestas de forma separada;
una trayectoria de flujo de la mezcla (26)
formada dentro del cuerpo principal (12) del aparato de mezcla, que
se comunica con la pluralidad de entradas de inyección (20, 22) y
con la salida de descarga (24);
una pala giratoria (32) dispuesta en la
trayectoria del flujo de la mezcla (26) entre una proximidad de la
entrada de inyección de aguas abajo (22) y la salida de descarga
(24) para la mezcla de la pluralidad de soluciones químicas
inyectadas en las entradas de inyección (20, 22), incluyendo la pala
giratoria (32) un árbol de rotación (28);
caracterizado por una porción de sellado
del árbol (30), que puede ser una junta de obturación mecánica,
dispuesta en el árbol de rotación (28) de la pala giratoria (32)
para sellar el árbol de rotación (28); estando dispuesta la porción
de sellado del árbol (30) en un lado de aguas abajo de la entrada de
inyección de aguas arriba (20) y estando dispuesta en un lado de
aguas arriba de la entrada de inyección de aguas abajo (22),
donde una solución química inyectada en la
entrada de inyección de aguas arriba (20) forma un flujo a lo largo
de una trayectoria del flujo de mezcla (26) desde la entrada de
inyección de aguas arriba (20) hasta la salida de descarga
(24).
2. El aparato de mezcla en-línea
de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, un
mecanismo de prevención de flujo inverso (34) que está dispuesto en
la trayectoria de flujo de la mezcla (26) entre la porción de
sellado del árbol (30) y la pala giratoria (32).
3. El aparato de mezcla en-línea
de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el mecanismo de
prevención del flujo inverso (34) comprende una placa de presa (36)
dispuesta para reducir el área de la sección transversal de la
trayectoria de flujo de mezcla (26).
4. El aparato de mezcla en-línea
de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el mecanismo de
prevención del flujo inverso (34) comprende una pluralidad de
placas de presa (36), en las que la longitud de las placas de presa
(36) es mayor hacia el lado de aguas abajo de la trayectoria de
flujo de mezcla (26).
5. El aparato de mezcla en-línea
de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el número de las
placas de presa (36) va de 2 a 10.
6. El aparato de mezcla en-línea
de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la porción de sellado
del árbol (30) comprende: un miembro anular de rotación (38); un
miembro de junta anular (42); y medios de presión (44) para empujar
al miembro de junta anular (42) hacia el miembro anular de rotación
(38), y
el aparato comprende, además, medios de
prevención de contacto líquido para prevenir substancialmente que
las soluciones químicas en la trayectoria de flujo de mezcla (26)
entren en contacto con los medios de presión (44).
7. El aparato de mezcla en-línea
de acuerdo con la reivindicación 6, en el que se forma un
intersticio (56), que se comunica con los medios de presión (44),
entre una carcasa (18) y el miembro de junta anular (42), y los
medios de prevención del contacto líquido incluyen un miembro de
película de separación (58) que está dirigido hacia la trayectoria
de flujo de mezcla (26) y separa el intersticio (56) de la
trayectoria de flujo de mezcla (26) para prevenir que las
soluciones químicas que fluyen en la trayectoria de flujo de mezcla
(26) entren en contacto con los medios de presión (44).
8. Un proceso para mezclar una pluralidad de
soluciones químicas, comprendiendo el proceso las etapas de:
preparar el aparato de mezcla
en-línea de una cualquiera de las reivindicaciones
1, 5 y 6; y
suministrar una de las soluciones químicas a la
entrada de inyección de aguas abajo (22) dispuesta en un lado de
aguas abajo de la porción de sellado del árbol (30), teniendo una de
las soluciones químicas una reactividad con al menos otra de las
soluciones químicas.
9. El proceso de acuerdo con la reivindicación
8, en el que dicha pluralidad de soluciones químicas incluye un
isocianato polivalente y un poliol, siendo el isocianato polivalente
y el poliol mutuamente reactivos,
\newpage
en el que el isocianato polivalente y el poliol
son suministrados al menos a una entrada de inyección de aguas
abajo (22) dispuesta en un lado de aguas abajo de la porción de
sellado del árbol (30).
10. Un proceso para producir microcápsulas,
comprendiendo el proceso las etapas de:
disolver un soluto que ha de ser un material del
núcleo de las microcápsulas en una solución en fase de aceite;
mezclar la solución en fase de aceite con un
isocianato polivalente y un poliol utilizando el método de la
reivindicación 8 para formar una solución química mixta;
emulsionar la solución química mixta en una
solución en fase de agua que incluye un emulsionante para formar
una emulsión; y
permitir que una amina polivalente reaccione con
la emulsión para formar microcápsulas.
11. El proceso para producir microcápsulas de
acuerdo con la reivindicación 10, en el que la solución en fase de
aceite es suministrada al aparato de mezcla
en-línea, que incluye medios de sellado (30) para
sellar un árbol de rotación (28) de una pala giratoria (32)
dispuesta en el mismo, de tal manera que la solución en fase de
aceite fluye a lo largo de una trayectoria de flujo de mezcla (26),
y
el isocianato polivalente y el poliol son
suministrados al aparato de mezcla en-línea de tal
manera que el isocianato polivalente y el poliol fluyen a lo largo
de la trayectoria de flujo de mezcla sin alcanzar los medios de
sellado (30).
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