ES2392766T3

ES2392766T3 - Procedimiento para la extrusión de masas plásticas

Info

Publication number: ES2392766T3
Application number: ES09765527T
Authority: ES
Inventors: Thomas König; Michael Bierdel; Carsten Conzen; Ulrich Liesenfelder; Klemens KOHLGRÜBER; Reiner Rudolf; Johann Rechner
Original assignee: Bayer MaterialScience AG
Current assignee: Covestro Deutschland AG
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2009-05-30
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2029-05-30
Also published as: TWI556940B; WO2009152974A3; EP2291279A2; US9738025B2; JP5425898B2; JP2011524282A; BRPI0914163A2; RU2516552C2; CA2728442A1; US20110180949A1; CN102131627A; CN102333635A; CN102131627B; DE102008029306A1; RU2496643C9; RU2011101761A; JP5508406B2; CN102333635B; WO2009152947A3; RU2011101760A

Abstract

Procedimiento para la extrusión de masas plásticas en una extrusora de doble tornillo sin fin o de varios árboles usando elementos de tornillo sin fin con árboles de tornillo sin fin que giran en el mismo sentido por pares y que raspan exactamente por pares, caracterizado porque los perfiles de tornillo sin fin generatriz y generado presentan una secuencia de región de obturación - región de transición - región de canal - región de transición, siendo una región de obturación una secuencia de región de cresta - región de flanco - región de cresta, siendo una región de canal una secuencia de región de surco - región de flanco - región de surco y siendo una región de transición una secuencia de regiones de perfil de tornillo sin fin que comienza con una región de flanco y que termina con una región de flanco, estando caracterizada la región de obturación de los elementos de tornillo sin fin porque ο la región de flanco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_fb1 que es mayor o igual a la mitad del ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_fb1>=arccos (0, 5*a/ra) ), ο una región de cresta, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_kb1 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_kb1<=π-4*arccos (0, 5*a/ra) ), ο la otra región de cresta, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_kb2 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_kb2<=π-4*arccos (0, 5*a/ra) ), y estando caracterizada la región de canal porque ο la región de flanco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_fb2 que es mayor o igual a la mitad del ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_fb2>=arccos (0, 5*a/ra) ), ο una región de surco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_nb1 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_nb1<=π-4*arccos (0, 5*a/ra) ), ο la otra región de surco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_nb2 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_nb2<=π-4*arccos (0, 5*a/ra) ) .

Description

Procedimiento para la extrusión de masas plásticas

La invención se refiere a un procedimiento para la extrusión de masas plásticas. El procedimiento se refiere particularmente a la traslación, el amasado y/o la mezcla de masas plásticas, particularmente de masas fundidas poliméricas y mezclas de masas fundidas poliméricas, sobre todo termoplásticos y elastómeros, de forma particularmente preferente policarbonato y combinados de policarbonato, también mezclando con otras sustancias tales como, por ejemplo, sólidos, líquidos, gases u otros polímeros u otras mezclas poliméricas. El documento WO0209919A2 desvela elementos de tornillo sin fin para el procesamiento de materiales termoplásticos de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La extrusión de masas plásticas desempeña un gran papel particularmente en la preparación, elaboración y procesamiento de polímeros. Por extrusión se entiende en este punto y en lo sucesivo el tratamiento de una sustancia o una mezcla de sustancias en una extrusora de doble tornillo sin fin o de varios árboles que giran en el mismo sentido, como está descrito de forma exhaustiva en [1] ([1] = Kohlgrüber. Der gleichläufige Doppelschneckenextruder, Hanser Verlag München 2007).

En la presente solicitud, la terminología extrusoras de varios árboles comprende también, por ejemplo, una extrusora anular o una extrusora de doble tornillo sin fin.

Las máquinas de dos o dado el caso varios árboles que giran en el mismo sentido, cuyos rotores se raspan mutuamente de forma exacta, ya se conocen desde hace tiempo (véase, por ejemplo, el documento DE 862 668). en la preparación de polímeros y el procesamiento de polímeros, las máquinas de tornillo sin fin que se basan en el principio de perfiles que se raspan exactamente han experimentado un uso diverso. Esto se basa sobre todo en que las masas fundidas poliméricas se adhieren a superficies y a las temperaturas de procesamiento habituales con el tiempo se degradan, lo que se evita mediante el efecto de autolimpieza de los tornillos sin fin que se raspan exactamente. Están representadas reglas para la generación de perfiles de tornillo sin fin que se raspan exactamente, por ejemplo, en la publicación [1] en las páginas 96 - 109. en ese punto también está descrito que un perfil de tornillo de sin fin predefinido en el primer árbol de una extrusora de doble tornillo sin fin determina el perfil de tornillo sin fin en el segundo árbol de una extrusora de doble tornillo sin fin. El perfil de tornillo sin fin en el primer árbol de la extrusora de doble tornillo sin fin, por tanto, se denomina el perfil de tornillo sin fin generatriz. El perfil de tornillo sin fin en el segundo árbol de la extrusora de doble tornillo sin fin es consecuencia del perfil del tornillo sin fin del primer árbol de la extrusora de doble tornillo sin fin y se denomina, por tanto, el perfil de tornillo sin fin generado. en una extrusora de varios árboles se usan el perfil de tornillo sin fin generatriz y el perfil de tornillo sin fin generado en árboles adyacentes siempre de forma alterna.

Las extrusoras de doble tornillo sin fin modernas disponen de un sistema de unidades de montaje, en el que se pueden aplicar distintos elementos de tornillo sin fin sobre un árbol central. Con esto, el experto puede adaptar la extrusora de doble tornillo sin fin al respectivo objetivo del procedimiento.

Como sabe el experto y como se puede volver a leer, por ejemplo, en [11] en las páginas 96 - 109, el perfil de tornillo sin fin conocido que gira en el mismo sentido, autolimpiante, que engrana de forma estrecha de acuerdo con el estado de la técnica, denominado a continuación por el inventor principal perfil de tornillo sin fin de Erdmenger, está definido claramente mediante la indicación de las tres magnitudes número de filetes z, radio externo de tornillo sin fin ra y separación entre ejes a. El número de filetes z es un número entero que es mayor o igual a 1. Un parámetro importante adicional de un perfil de tornillo sin fin es el radio del centro ri. Un parámetro importante adicional de un perfil de tornillo sin fin es la profundidad de paso h.

Las regiones de un perfil de tornillo sin fin que son iguales al radio externo de tornillo sin fin se denominan regiones de cresta. Las regiones de un perfil de tornillo sin fin que son iguales al radio del centro se denominan regiones de surco. Las regiones de un perfil de tornillo sin fin que son menores que el radio externo de tornillo sin fin y mayores que el radio del centro se denominan regiones de flanco. La región de una extrusora de varios árboles en la que se penetran dos perforaciones de carcasa se denomina región de engranaje. Las dos intersecciones de dos perforaciones de carcasa se denominan engranajes de carcasa.

El ángulo de cresta δ_kw de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de z pasos se calcula con δ_kw=π/z-2*arccos (0,5*a/ra), habiéndose d entender por π la constante del círculo (π≈3,14159) [1]. De la fórmula para el cálculo del ángulo de cresta se deduce que los ángulos de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de 1 paso y de 2 pasos con la misma separación entre ejes y con el mismo radio externo de tornillo sin fin se diferencian en π/2. Si el radio de carcasa rg es igual al radio externo ra, entonces se calcula el ángulo de abertura δ_gz entre los dos engranajes de carcasa con δ_gz=2*arccos (0,5*a/ra). Para perfiles de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso se deduce de esto que la región de engranaje para una proporción de radio externo de tornillo sin fin a separación entre ejes menor de, por ejemplo, 0,707 está hermetizada por la región de cresta del perfil de tornillo sin fin.

Las regiones de carcasa en el entorno de los dos engranajes de carcasa se denominan región de engranaje de carcasa. en el marco de las siguientes explicaciones, esta región comprende en cada perforación de carcasa

partiendo de cada una de los dos engranajes de carcasa un ángulo δ_gb con respecto al punto central de las perforaciones de carcasa, que se calcula a partir de la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa: δ_gb=π4*arccos(0,5*a/ra).

Además se explican exhaustivamente en [1] la estructura, la función y el funcionamiento de extrusoras de dos y varios árboles. Se dedica un capítulo propio (páginas 227 - 248) a los elementos de tornillo sin fin y a su modo de acción. en este punto se explican de forma detallada la estructura y la función de elementos de traslación, amasado y mezcla. Para posibilitar la transición entre elementos de tornillo sin fin de diferente número de filetes se usan con frecuencia arandelas como casquillo distanciador. en casos especiales se usan los denominados elementos de transición que posibilitan una transición continua entre dos perfiles de tornillo sin fin de diferente número de filetes, existiendo en cada punto de la transición un par autolimpiante de perfiles de tornillo sin fin.

Por una masa plástica se entiende en este punto y en lo sucesivo una masa deformable. Son ejemplos de masas plásticas las masas fundidas poliméricas, sobre todo termoplásticos y elastómeros, de forma particularmente preferente policarbonato y combinados de policarbonato, mezclas de masas fundidas poliméricas o dispersiones de masas fundidas poliméricas con sólidos, líquidos o gases.

En la fabricación de polímeros se realiza una extrusión, por ejemplo, para la desgasificación de los polímeros (véase, por ejemplo, [1] páginas 191 a 212).

En la elaboración de polímeros se realiza una extrusión, por ejemplo, para la introducción mediante mezcla de agentes de adición (véase, por ejemplo [1] páginas 59 a 93). Este procedimiento denominado también composición sirve para la elaboración de polímeros para la preparación de la masa conformada de plástico terminada (la composición) mediante el uso de las materias primas de plástico con adición de cargas y/o refuerzos, plastificantes, adhesivos, lubricantes, estabilizantes, etc.

El tratamiento de masas plásticas durante una extrusión comprende una o varias de las operaciones de procedimiento traslación, fusión, dispersión, mezcla, desgasificación y formación de presión.

En la elaboración de polímeros se preparan mediante extrusión sobre todo mezclas de polímeros con aditivos y auxiliares y refuerzos así como colores así como mezclas de distintos polímeros, que se diferencian, por ejemplo, en composición química, peso molecular o estructura molecular (véase, por ejemplo, [1], páginas 59 a 93). Este procedimiento denominado también composición sirve para la elaboración de polímeros para la preparación de la masa conformada de plástico terminada (la composición) mediante el uso de las materias primas de plástico que habitualmente se funden, con adición y mezcla de cargas y/o refuerzos, plastificantes, adhesivos, lubricantes, estabilizantes, etc. con el polímero. La elaboración comprende con frecuencia también la retirada de constituyentes volátiles, tales como, por ejemplo, aire y agua. La elaboración puede ser también una reacción química tal como, por ejemplo, injerto, modificación de grupos funcionales o modificación del peso molecular mediante elevación o reducción dirigida del peso molecular.

Como se sabe de forma general y está descrito, por ejemplo, en [1] en las páginas 169 a 190 se puede clasificar la mezcla en mezcla distributiva y dispersiva. Por mezcla distributiva se entiende la distribución uniforme de distintos componentes en un volumen considerado. La mezcla distributiva existe, por ejemplo, en la mezcla de polímeros del mismo tipo. en la mezcla dispersiva en primer lugar se dividen partículas de sólido, gotas de líquido o burbujas de gas. Para la división tienen que aplicarse fuerzas de cizalla lo suficientemente grandes para superar, por ejemplo, la tensión superficial en la interfase entre masa fundida polimérica y un aditivo. Por mezcla se entiende en lo sucesivo siempre mezcla distributiva y dispersiva.

En la publicación [1] en la página 73 y siguientes se describe la traslación de masa fundida y la formación de presión. Las zonas de traslación de masa fundida sirven para transportar el producto de una zona del procedimiento a la siguiente así como para incluir cargas. Las zonas de traslación de masa fundida, por norma general, están llenas parcialmente, tal como, por ejemplo, en el transporte del producto de una zona del procedimiento a la siguiente, en la desgasificación y en zonas de tiempo de permanencia. Delante de consumidores de presión tales como, por ejemplo, boquillas de extrusora, elementos de traslación de retorno, elementos de mezcla y filtros de masa fundida se produce una zona de reflujo en la que se traslada de forma completamente llena y en la que se tiene que generar la presión para la superación del consumidor de presión. La energía aplicada en la masa fundida polimérica se separa en la potencia útil para la traslación de la masa fundida y en la potencia de disipación, que se manifiesta de forma desventajosa en un aumento de temperatura de la masa fundida. Por tanto, en las zonas de traslación de masa fundida debe disiparse la menor cantidad de energía posible. Para la mera traslación de masa fundida son habituales elementos roscados con alturas de paso de una vez el diámetro interno de la extrusora (1 D) [1].

En el procesamiento de polímeros se llevan los polímeros preferentemente a la forma de un producto semiacabado, un producto listo para el uso o una pieza de construcción. El procesamiento puede crearse, por ejemplo, mediante moldeo por inyección, extrusión, soplado de láminas, embutición de láminas o hilado. El procesamiento puede comprender también mezclas de polímeros con cargas y auxiliares y aditivos así como modificaciones químicas,

tales como, por ejemplo, vulcanización.

La extrusión de polímeros se lleva a cabo, tal como se conoce por el experto, ventajosamente en máquinas de tornillo sin fin con dos o dado el caso varios árboles.

Las zonas de formación de presión se encuentran en la extrusora en la zona de descarga delante de la placa de boquillas y/o el filtro de masa fundida y delante de cada elemento de tornillo sin fin que consume presión, denominado amortiguador, tales como, por ejemplo, elementos de mezcla o bloques de amasado de traslación de retorno o neutros en cuanto a traslación. en las zonas de formación de presión tiene que formarse la presión requerida para superar los elementos amortiguadores. en la zona de descarga tiene que crearse la presión consumida por la placa de boquillas, la herramienta así como grupos eventualmente pospuestos, tales como, por ejemplo, filtros. en la zona de formación de presión se realiza un intenso flujo de retorno de la masa fundida a través de las crestas del tornillo sin fin y, por tanto, una aportación de energía aumentada [1].

El experto sabe que en la región de las crestas de tornillo sin fin se disipa particularmente mucha energía en la masa fundida, lo que conduce localmente a fuertes sobrecalentamientos en el producto. Esto está representado, por ejemplo, en [1] en las páginas 160 y siguientes. Estos sobrecalentamientos locales pueden conducir a daños en el producto, tales como, por ejemplo, modificación en olor, color, composición química o peso molecular o a la formación de heterogeneidades en el producto, tales como cuerpos gelatinosos o manchas. Sobre todo un gran ángulo de cresta en este caso es perjudicial.

El experto sabe asimismo [1] que con el uso de elementos de tornillo sin fin convencionales la presión requerida en el estado completamente lleno se puede generar en la mayor parte del intervalo de funcionamiento de la extrusora de doble tornillo sin fin de marcha en el mismo sentido en el caso de elementos de traslación de un paso con menor aportación de energía y menor longitud de reflujo que en el caso de elementos de dos pasos.

Sin embargo, ha de tenerse en cuenta que los elementos de traslación de un paso tienden más intensamente a la pulsación, es decir, apenas pueden amortiguar variaciones de rendimiento, por ejemplo, debido a dosificación variable. El motivo de esto es que con elementos de traslación de un paso existe solamente una corriente de producto en comparación con tres corrientes de producto en elementos de dos pasos. Las variaciones de dosificación pueden conducir, por tanto, más rápidamente a variaciones del rendimiento en la salida de la extrusora que con elementos de traslación de dos o tres pasos. Ya que está presente solamente una corriente de producto, el efecto de mezcla de elementos de un paso con respecto a elementos de traslación de dos o tres pasos asimismo es peor.

El experto sabe además que los elementos de tornillo sin fin de un paso conocidos tienen una aportación de energía muy elevada en zonas parcialmente llenas, debido a su cresta ancha. Esto es perjudicial para la calidad del producto. Por tanto, los elementos de un paso conocidos se usan raramente.

El experto sabe que los perfiles de tornillo sin fin que raspan directamente no se pueden usar directamente en una extrusora de doble tornillo sin fin, más bien se requieren holguras entre los elementos de tornillo sin fin y la carcasa y/o entre los propios elementos de tornillo sin fin. Los datos geométricos para las geometrías de tornillo sin fin indicadas las obtiene el experto basándose en el contorno de tornillos sin fin que raspan exactamente con procedimientos conocidos, tal como están representados, por ejemplo, en [1]. Para elementos de traslación están descritas en [1] en las páginas 28 y siguientes distintas estrategias posibles. Con el uso de la equidistante de corte longitudinal o espacial indicada en ese documento se reducen los ángulos de cresta KWA0 de los tornillos sin fin indicados en realidad, tal como está representado, por ejemplo, en [1], página 100, con respecto al ángulo KW0. Particularmente una gran holgura entre los tornillos sin fin conduce a la disminución de KWA0. Una gran holgura entre los tornillos para la disminución del ángulo de cresta, sin embargo, es desfavorable debido a que por ello disminuye el efecto de la autolimpieza mutua de los tornillos sin fin y aparecen largos tiempos de permanencia en la superficie de los elementos de tornillo sin fin, que conduce a un daño local del producto y, por tanto, a empeoramiento de la calidad del producto. El experto también sabe que mediante el aumento de las holguras se influye negativamente en la eficacia de los elementos de tornillo sin fin con respecto al efecto de traslación y formación de presión, de tal manera que para cumplir un objetivo dado en cuanto a la técnica del procedimiento, las holguras no se deben seleccionar demasiado grandes.

En la patente DE 813 154 se muestra un perfil de tornillo sin fin que gira en el mismo sentido, autolimpiante, que engrana de forma estrecha, de un paso. Tales perfiles de tornillo sin fin poseen la ventaja de que la región de cresta hermetiza a la región de engranaje, por lo que los elementos de traslación que se basan en este perfil de tornillo sin fin poseen una elevada capacidad de formación de presión. Tales perfiles de tornillo sin fin poseen la desventaja de que la región de cresta es muy grande, por lo que se produce un esfuerzo térmico y mecánico indeseado de los fluidos viscosos a procesar.

En las patentes US 4131371 A y DE 3412258 A1 se muestran perfiles de tornillos sin fin excéntricos, de tres pasos, que engranan de forma estrecha, autolimpiantes y que giran en el mismo sentido. La excentricidad se realiza siempre de tal manera que solamente una cresta raspa la carcasa. Tales perfiles de tornillo sin fin poseen la desventaja de que la región de engranaje no se hermetiza, por lo que la capacidad de formación de presión de un

elemento de traslación que se basa en tales perfiles de tornillo sin fin es pequeña.

En la patente DE 4239220 A1 se describe un perfil de tornillo sin fin autolimpiante de 3 pasos, en el que el ángulo de cresta de las 3 crestas tiene diferente tamaño. Solamente la cresta con el mayor ángulo de cresta se pone en contacto con la carcasa. Tales perfiles de tornillo sin fin poseen la desventaja de que la región de engranaje no se hermetiza, por lo que la capacidad de formación de presión de un elemento de traslación que se basa en tales perfiles de tornillo sin fin es pequeña.

En la patente EP 2 131 A1 se muestran, entre otras cosas, perfiles de tornillo sin fin que giran en el mismo sentido, autolimpiantes, que engranan de forma estrecha, en los que dos regiones de cresta raspan la carcasa y la separación de una región de flanco que se encuentra entre dos regiones de surco con respecto a la carcasa es menor o igual a la mitad de la profundidad de paso. Tales perfiles de tornillo sin fin poseen la desventaja de que la separación de dicha región de flanco con respecto a la carcasa es tan pequeña que dicha región de flanco actúa como un obstáculo al flujo, que obstaculiza la formación de presión de un elemento de traslación que se basa en tales perfiles de tornillo sin fin.

La formación de presión y la traslación de masa fundida en extrusoras de doble tornillo sin fin y extrusoras de varios árboles que marchan en el mismo sentido conocidas hasta ahora conlleva, por lo tanto, debido al mal grado de eficacia de la extrusora, calentamiento de producto y esfuerzo térmico y, por lo tanto, es perjudicial para la calidad del producto.

En la extrusión de polietileno y copolímeros de polietileno se muestran con temperatura demasiado alta elevación de peso molecular, ramificación y reticulación. Además, el polietileno y los copolímeros de polietileno reaccionan con el oxígeno del aire en el ciclo de auto-oxidación conocido por el experto ([2] Hepperle, J.: Schädigungsmechanismen bei Polymeren. Polymeraufbereitung 2002, VDI-K, VDI-Verlag GmbH, [3] Zweifel, H.: Stabilization of Polymeric Materials. Berlin: Springer 1997, [4] Schwarzenbach, K., y col.: Antioxidants, en Zweifel, H. (Hrsg.): Plastics Additives Handbook. München: Hanser 2001, [5] Cheng, H. N., schilling, F. C., Bovey, F. A.: 13C Nuclear Magnetic Resonance Observation of the Oxidation of Polyethylene, Macromolecules 9 (1976) págs. 363-365) con formación de componentes de bajo peso molecular de olor intenso y, por tanto, molestos, tales como, por ejemplo, acetonas, aldehídos, ácidos carboxílicos, hidroperóxidos, ésteres, lactonas y alcoholes.

En la extrusión de copolímeros basados en polietileno y acetato de vinilo se forma con temperatura demasiado alta adicionalmente ácido acético de olor intenso y corrosivo.

En la extrusión de polipropileno y copolímeros de polipropileno se muestra con temperatura demasiado alta reducción de peso molecular. Además, el polipropileno y los copolímeros de polipropileno reaccionan con el oxígeno del aire en el ciclo de auto-oxidación con formación de componentes de bajo peso molecular de olor intenso y, por tanto, molestos, tales como, por ejemplo, acetonas, aldehídos, ácidos carboxílicos, hidroperóxidos, ésteres, lactonas y alcoholes.

En la extrusión de poli(cloruro de vinilo) se disocia con temperatura demasiado alta de poli(cloruro de vinilo) con decoloración gas corrosivo de ácido clorhídrico, actuando el ácido clorhídrico a su vez catalíticamente en la escisión posterior de ácido clorhídrico.

En la extrusión de poliestireno se forma con temperatura demasiado alta estireno perjudicial para la salud así como estireno dimérico y trimérico, con reducción de peso molecular y empeoramiento correspondiente de las propiedades mecánicas.

En la extrusión de copolímero de poliestireno-acrilonitrilo (SAN) se colorea el producto bajo esfuerzo térmico hacia amarillo, lo que conduce a transparencia disminuida y forma el monómero cancerígeno acrilonitrilo así como estireno con reducción de peso molecular y empeoramiento de las propiedades mecánicas.

En la extrusión de policarbonatos aromáticos se decolorea bajo esfuerzo térmico demasiado elevado, particularmente bajo influencia del oxígeno, hacia amarillo, lo que conduce a transparencia disminuida y muestra reducción en el peso molecular, particularmente bajo influencia de agua. También se re-disocian bajo temperatura elevada monómeros tales como, por ejemplo, bisfenol A.

En la extrusión de poliésteres, tales como, por ejemplo, poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de butileno), poli(tereftalato de trimetileno) y polilactida se obtiene con temperatura demasiado alta e influencia de agua una disminución en el peso molecular y desplazamiento de los grupos terminales en la molécula. Esto es problemático sobre todo en el reciclaje de poli(tereftalato de etileno). El poli(tereftalato de etileno) disocia acetaldehído con temperatura demasiado alta, lo que puede conducir, por ejemplo, a modificaciones en el sabor del contenido de botellas de bebida.

En la extrusión de termoplásticos modificados al impacto con cauchos de dieno, particularmente con caucho de butadieno, particularmente tipos de poliestireno modificados por impacto (HIPS) y SAN modificado al impacto (acrilonitrilo-butadieno-estireno, ABS) se disocia con temperatura demasiado alta butadieno cancerígeno así como vinilciclohexeno tóxico. Además se reticula el caucho de dieno, de tal manera que aparecen empeoramientos de las

propiedades mecánicas del producto.

En la extrusión de polioximetileno se disocia con temperatura demasiado alta formaldehído tóxico.

En la extrusión de poliamidas tales como poliamida 6, poliamida 6,6, poliamida 4,6, poliamida 11 y poliamida 12, una temperatura demasiado alta conduce a decoloraciones del producto y a reducción del peso molecular y a la recuperación de monómeros y dímeros y, por tanto, al empeoramiento de las propiedades mecánicas, sobre todo en presencia de agua.

En la extrusión de poliuretanos termoplásticos, una temperatura demasiado alta conduce a modificaciones de la estructura molecular mediante transuretanización y, en presencia de agua, a reducción de peso molecular. Ambas cosas influyen en las propiedades del poliuretano termoplástico de forma indeseada.

En la extrusión de poli(metacrilato de metilo) se disocia bajo esfuerzo térmico demasiado alto con reducción de peso molecular metacrilato de metilo, lo que conduce a molestias por olores y a propiedades mecánicas empeoradas.

En la extrusión de polifenilsulfona se disocian a temperatura demasiado alta compuestos orgánicos e inorgánicos que contienen azufre que conducen a molestia por olores y que pueden conducir a la corrosión de las herramientas de extrusión. También en este caso se forman oligómeros y monómeros de bajo peso molecular y se reduce el peso molecular, lo que empeora las propiedades mecánicas de poli(sulfuro de fenileno).

En la extrusión de polifenilfenéter se disocian a temperatura demasiado alta compuestos orgánicos, sobre todo en presencia de agua. También se reduce el peso molecular, por lo que empeoran las propiedades mecánicas.

En la extrusión de poli(éter de fenileno) se disocian a temperatura demasiado alta compuestos orgánicos de bajo peso molecular, reduciéndose el peso molecular. Esto conduce a un empeoramiento de las propiedades mecánicas del producto.

En la extrusión de cauchos de dieno, tales como, por ejemplo, polibutadieno (BR), caucho natural (NR) y poliisopreno sintético (IR), caucho de butilo (IIR), caucho de clorobutilo (CIIR), caucho de bromobutilo (BIIR), caucho de estireno-butadieno (SBR), policloropreno (CR), caucho de butadieno-acrilonitrilo (NBR), caucho de butadienoacrilonitrilo parcialmente hidrogenada (HNBR) así como copolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM) se forma a temperatura demasiado alta mediante reticulación gel que conduce al empeoramiento de las propiedades mecánicas de las piezas de construcción producidas a partir de esto. Con caucho de cloro- y bromobutilo puede escindirse a temperatura elevada gas corrosivo de ácido clorhídrico o bromuro de hidrogeno, que a su vez cataliza la descomposición adicional del polímero.

En la extrusión de mezclas de caucho que contienen vulcanizadores, tales como, por ejemplo, azufre o peróxidos, debido a temperaturas demasiado altas se llega a la vulcanización prematura. Esto conduce a que a partir de estas mezclas de caucho ya no se pueden producir productos.

En la extrusión de mezclas de uno o varios polímeros a temperaturas demasiado altas aparecen respectivamente las desventajas de la extrusión de los polímeros individuales.

Por tanto, existía el objetivo de proporcionar un procedimiento para la extrusión, particularmente la traslación de masa fundida para el amasado y/o mezcla de masas plásticas, particularmente de masas fundidas poliméricas y mezclas de masas fundidas poliméricas, sobre todo termoplásticos y elastómeros, de forma particularmente preferente policarbonato y combinados de policarbonato, que fuese en la medida de lo posible eficaz, es decir, que requiriese una pequeña aportación de energía con una formación de presión al mismo tiempo alta y que actuase de forma cuidadosa sobre las masas plásticas. Era particularmente el objetivo proporcionar un procedimiento para la extrusión de masas fundidas de policarbonato con el que se evitasen altas temperaturas de masa fundida con tiempos de permanencia más prolongados.

Sorprendentemente se halló que se consigue la extrusión de masas plásticas con una gran formación de presión y buen efecto de traslación con una pequeña aportación de energía cuando se usan elementos de tornillo sin fin con árboles de tornillo sin fin que giran por pares en el mismo sentido y que raspan exactamente por pares, caracterizados porque el perfil de tornillo sin fin generatriz y generado presentan una secuencia de región de obturación - región de transición - región de canal - región de transición, siendo una región de obturación una secuencia de región de cresta - región de flanco - región de cresta, siendo una región de canal una secuencia de región de surco - región de flanco - región de surco y siendo una región de transición una secuencia de regiones de perfil de tornillo sin fin que comienza con una región de flanco y que termina con una región de flanco.

Por tanto, el objeto de la presente invención es un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.

Por región de obturación se entiende una secuencia de región de cresta -región de flanco - región de cresta. Por región de canal se entiende una secuencia de región de surco - región de flanco - región de surco. Por región de transición se entiende una secuencia de regiones de perfil de tornillo sin fin que comienza con una región de flanco y que termina con una región de flanco.

La región de obturación de los elementos de tornillo sin fin a usar preferentemente está caracterizada porque

ο la región de flanco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_fb1, que es mayor o igual a la mitad del ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_fb1≥arccos(0,5*a/ra)) y que es preferentemente mayor o igual al ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_fb1≥2*arccos(0,5*a/ra)), ο una región de cresta, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_kb1, que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_kb1≤π-4*arccos(0,5*a/ra)) y que preferentemente es menor o igual al ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de dos pasos (δ_kb1≤π/2-2*arccos(0,5*a/ra)), ο la otra región de cresta, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_kb2 que es menor o igual a la diferencia el ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_kb2≤π-4*arccos(0,5*a/ra)) y que preferentemente es menor o igual al ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de dos pasos (δ_kb2≤π/2-2*arccos(0,5*a/ra)).

La suma de los ángulos de las regiones de cresta y de flanco δ_kb1, δ_kb2 y δ_fb1 de la región de obturación se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,75*δ_gz a 2*δ_gb+δ_gz. en una forma de realización particularmente preferente, la suma de los ángulos de las regiones de cresta y de flanco δ_kb1, δ_kb2 y δ_fb1 de la región de obturación se encuentra en el intervalo de δ_gz a δ_gb+δ_g.z.

La región de canal de los elementos de tornillo sin fin a usar preferentemente se caracteriza porque

ο la región de flanco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_fb2 que es mayor o igual a la mitad del ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_fb2≥arccos(0,5*a/ra)) y que preferentemente es mayor o igual al ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_fb2≥2*arccos(0,5*a/ra)) y la separación mínima de la región de flanco del radio de tornillo sin fin ra es mayor que la mitad de la profundidad de paso h, ο una región de surco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_nb1 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_nb1≤π-4*arccos(0,5*a/ra)) y que preferentemente es menor o igual al ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de dos pasos (δ_nb1≤π/2-2*arccos(0,5*a/ra)), ο la otra región de surco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_nb2 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_nb2≤π-4*arccos(0,5*a/ra)) y que preferentemente es menor o igual al ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de dos pasos (δ_nb2≤π/2-2*arccos(0,5*a/ra)).

La suma de los ángulos de las regiones de surco y flanco δ_nb1, δ_nb2 y δ_fb2 de la región de canal se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,75*δ_gz a 2*δ_gb+δ_gz. en una forma de realización particularmente preferente, la suma de los ángulos de las regiones de surco y flanco δ_nb1, δ_nb2 y δ_fb2 de la región de canal se encuentra en el intervalo de δ_gz a δ_gb+δ_gz.

La región de transición está caracterizada porque comienza con una región de flanco y termina con una región de flanco. Preferentemente, la región de transición está compuesta de una secuencia de región de flanco - región de cresta - región de flanco o de una secuencia de región de flanco - región de surco - región de flanco o de una secuencia de región de flanco - región de cresta - región de flanco - región de surco -región de flanco o de una secuencia de región de flanco - región de surco - región de flanco - región de cresta - región de flanco. en una forma de realización particularmente preferente, la región de transición está compuesta de una región de flanco. en este caso, la región de transición comienza y termina con dicha región de flanco.

Los elementos de tornillo sin fin no están limitados a la forma de construcción modular habitual actualmente de un tornillo sin fin de elementos de tornillo sin fin y árboles centrales, sino que se puede aplicar también a tornillos sin fin en forma de construcción maciza. Por tanto, por la expresión elementos de tornillo sin fin han de entenderse también tornillos sin fin en forma constructiva maciza.

Los elementos de tornillos sin fin a usar de acuerdo con la invención pueden usarse como elementos de traslación, elementos de amasado y/o elementos de mezcla.

Un elemento de traslación de forma conocida se caracteriza porque (véase, por ejemplo, [1], páginas 227 - 248) el perfil de tornillo sin fin en dirección axial se gira y prolonga de forma continua de manera helicoidal. A este respecto, el elemento de traslación puede ser de paso a la derecha o a la izquierda. La altura de paso del elemento de traslación se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,1 veces a 10 veces la separación entre ejes, entendiéndose por la altura de paso la longitud axial que se requiere para un giro completo del perfil de tornillo sin

fin, y la longitud axial de un elemento de traslación se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,1 veces a 10 veces la separación entre ejes.

Un elemento de amasado se caracteriza de forma conocida porque (véase, por ejemplo, [1], páginas 227 - 248) el perfil de tornillo sin fin se prolonga en dirección axial por escalones en forma de discos de amasado. La disposición de disco de amasado puede realizarse con paso a la derecha o a la izquierda o de forma neutra. La longitud axial de los discos de amasado se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,05 veces a 10 veces la separación entre ejes. La separación axial entre dos discos de amasado adyacentes se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,002 veces a 0,1 veces la separación entre ejes.

Los elementos de mezcla se forman de forma conocida porque (véase, por ejemplo, [1], páginas 227 - 248) los elementos de traslación se realizan con pasos en las crestas de tornillo sin fin. Los elementos de mezcla pueden ser de paso a la derecha o a la izquierda. Su altura de paso se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,1 veces a 10 veces la separación entre ejes y la longitud axial de los elementos se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,1 veces a 10 veces la separación entre ejes. Los pasos tienen preferentemente la forma de un surco con forma de u o v, que preferentemente están dispuestos con traslación opuesta o paralelos al eje.

El experto sabe que los perfiles de tornillo sin fin que raspan directamente no se pueden usar directamente en una extrusora de doble tornillo sin fin, más bien se requieren holguras entre los tornillos sin fin. Para esto están descritas en [1] en las páginas 28 y siguientes distintas estrategias posibles. Para los perfiles de tornillo sin fin de elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención pueden usarse holguras en el intervalo de 0,001 a 0,1 con respecto al diámetro del perfil de tornillo sin fin, preferentemente de 0,002 a 0,05 y de forma particularmente preferentemente de 0,004 a 0,02. Las holguras pueden ser de diferente tamaño o iguales, tal como sabe el experto, entre el tornillo sin fin y la carcasa y entre tornillo sin fin y tornillo sin fin. Las holguras pueden ser también constantes o, en los límites indicados, variables. También es posible desplazar dentro de las holguras un perfil de tornillo sin fin. Son posibles estrategias de holgura la posibilidad descrita en [1] en las páginas 28 y siguientes de la ampliación de la separación entre ejes, de la equidistante de corte longitudinal y la equidistante espacial, que se conocen todas por el experto. Con la ampliación de separación entre ejes se construye un perfil de tornillo sin fin de diámetro menor y se separa en la magnitud de la holgura entre los tornillos sin fin. en el procedimiento de la equidistante de corte longitudinal se desplaza la curva de perfil de corte longitudinal (paralela al eje) la mitad de la holgura de tornillo sin fin-tornillo sin fin hacia el interior. en el procedimiento de la equidistante espacial, partiendo de la curva espacial en la que se limpian los elementos de tornillo sin fin, el elemento de tornillo sin fin en la dirección perpendicular a las superficies del perfil que raspa exactamente se disminuye la mitad de la holgura entre tornillo sin fin y tornillo sin fin. Preferentemente se usa la equidistante de corte longitudinal y la equidistante espacial, de forma particularmente preferente, la equidistante espacial.

Es objeto de la presente invención además un procedimiento para la preparación de masas plásticas, particularmente de masas fundidas poliméricas y mezclas de masas fundidas poliméricas, sobre todo termoplásticos y elastómeros, de forma particularmente preferente policarbonato y combinados de policarbonato, caracterizado porque se usan elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención en máquinas de tornillo sin fin de varios árboles. Preferentemente se usan los elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención en máquinas de tornillo sin fin de dos árboles. Los elementos de tornillo sin fin pueden estar presentes en las máquinas de tornillo sin fin de varios árboles en forma de elementos de amasado o traslación. También es posible combinar entre sí elementos de amasado y traslación en una máquina de tornillo sin fin. Los elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención pueden combinarse también con otros elementos de tornillo sin fin que se conocen por el estado de la técnica.

Los elementos de tornillo sin fin novedosos se caracterizan porque no presentan las desventajas que se han mencionado anteriormente de los elementos de tornillo sin fin conocidos por el estado de la técnica. Particularmente, los elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención posibilitan una obturación de la región de engranaje encontrándose respectivamente una región de cresta en respectivamente una región de engranaje de carcasa, por lo que la capacidad de formación de presión de elementos de traslación que se basan en tales perfiles de tornillo sin fin es grande. Particularmente son objeto de la presente invención elementos de tornillo sin fin cuyas regiones de cresta son pequeñas, por lo que se minimiza el esfuerzo térmico y mecánico sobre el producto. Particularmente se usan elementos de tornillo sin fin en los que la región de flanco que se encuentra entre dos regiones de surco presenta una separación de la carcasa que es mayor que la mitad de la profundidad de paso, por lo que se mantiene pequeña la resistencia al flujo. Particularmente se usan elementos de tornillo sin fin que para todos los árboles de una extrusora de varios árboles o los dos árboles de una extrusora de dos árboles presentan un perfil de tornillo sin fin idéntico.

Son materiales preferentes para la generación de los elementos de tornillo sin fin aceros, particularmente aceros para nitrurar y aceros inoxidables.

Las masas plásticas que se pueden extruir de acuerdo con la invención con alta eficacia con cuidado simultáneo del producto son, por ejemplo, suspensiones, pastas, vidrio, masas cerámicas, metales en forma de una masa fundida, plásticos, masas fundidas de plástico, soluciones poliméricas, masas de elastómero y caucho.

Preferentemente se usan plásticos y soluciones poliméricas, de forma particularmente preferente polímeros termoplásticos. Como polímero termoplástico se usa preferentemente al menos uno de la serie policarbonato, poliamida, poliéster, particularmente poli(tereftalato de butileno) y poli(tereftalato de etileno), polilactida, poliéter, poliuretano termoplástico, poliacetal, fluoropolímero, particularmente poli(fluoruro de vinilideno), poli(sulfonas de éter), poliolefinas, particularmente polietileno y polipropileno, poliimida, poliacrilato, particularmente poli(metil)metacrilato, poli(óxido de fenileno), poli(sulfuro de fenileno), polietercetona, poliariletercetona, polimerizados de estireno, particularmente poliestireno, copolímeros de estireno, particularmente copolímero de estireno-acrilonitrilo, copolímeros de bloque de acrilonitrilo-butadieno-estireno y poli(cloruro de vinilo). Se usan asimismo preferentemente los denominados combinados de los plásticos indicados, por lo que el experto entiende una combinación de dos o varios plásticos. Son particularmente preferentes policarbonato y mezclas que contienen policarbonato, muy particularmente preferente policarbonato obtenido, por ejemplo, de acuerdo con el procedimiento de interfase o el procedimiento de transesterificación de masa fundida.

Otros materiales de uso preferentes son los cauchos. Como caucho se usa preferentemente al menos una de la serie caucho de estireno-butadieno, caucho natural, caucho de butadieno, caucho de isopreno, caucho de etilenopropileno-dieno, caucho de etileno-propileno, caucho de butadieno-acrilonitrilo, caucho de nitrilo hidrogenada, caucho de butilo, caucho de halobutilo, caucho de cloropreno, caucho de etileno-acetato de vinilo, caucho de poliuretano, poliuretano termoplástico, gutapercha, caucho de arilato, caucho fluorada, caucho de silicona, caucho de sulfuro, caucho de clorosulfonilo-polietileno. Naturalmente también es posible una combinación de dos o más de los cauchos indicados o una combinación de una o varios cauchos con uno o varios plásticos.

Estos termoplásticos y elastómeros pueden usarse en forma pura o como mezcla con cargas y refuerzos, tales como particularmente fibras de vidrio, como mezclas entre sí o con otros polímeros o como mezclas con aditivos poliméricos habituales.

En una forma de realización preferente se añaden a las masas plásticas, particularmente a las masas fundidas poliméricas y mezclas de masas fundidas poliméricas, aditivos. Estos se pueden añadir como sólidos, líquidos o soluciones junto con el polímero a la extrusora o, sin embargo, se suministra al menos una parte de los aditivos o todos los aditivos a la extrusora a través de una corriente lateral.

Los aditivos pueden otorgar a un polímero diversas propiedades. Esto pueden ser, por ejemplo, colorantes, pigmentos, coadyuvantes de procesamiento, cargas, antioxidantes, refuerzos, absorbedores de UV y estabilizantes a la luz, desactivadores de metal, captadores de peróxido, estabilizantes básicos, agentes de nucleación, benzofuranos e indolinonas activos como estabilizantes o antioxidantes, agentes de desmoldeo, aditivos retardantes de llama, agentes antiestáticos, agentes colorantes y estabilizantes de masa fundida. Son ilustrativos de los mismos negro de humo, fibra de vidrio, arcilla, mica, fibra de grafito, dióxido de titanio, fibras de carbono, nanotubos de carbono, líquidos iónicos y fibras naturales.

En el procedimiento de acuerdo con la invención se puede alimentar la extrusora de distinto modo con producto, dependiendo del tipo en el que se produce el polímero. en una variante preferente se alimenta la extrusora con una fase líquida que puede contener además del polímero también disolvente y dado el caso monómeros residuales. La forma en la que se producen los polímeros después de la reacción y dado el caso una evaporación previa se conocen por el experto. Son ejemplos de esto

•: poliestireno con estireno residual y eventualmente etilbenceno, tolueno, xileno, butanona u otro disolvente

•: copolímero de estireno y acrilonitrilo con estireno residual, acrilonitrilo residual y eventualmente etilbenceno, tolueno, xileno, butanona u otro disolvente

•: polietileno lineal de baja o alta densidad, polietileno ramificado con disolvente tal como hexano, hexano técnico, propano, isobutano y monómeros tales como propileno, buteno-1, hexeno-1, 4-metilpenteno-1, octeno-1 (son procedimientos con suspensiones: procedimiento de CX de Mitsui Chemicals (hexano), procedimiento de Hostalen de Basell (hexano), Chevron Philips USA (isobutano), procedimiento de Borstar de Borealis (propano) Bélgica y DSM usa hexano en un procedimiento de disolvente). Los detalles de esto están descritos en [6] (Comparative Analysis of Various Polyethylen Production Technologies, Chem. And Petroleum eng. Vol. 44, Nº 7-8, 2008)

•: policarbonato con disolvente, por ejemplo, clorobenceno y cloruro de metileno

•: poli(metacrilato de metileno) con monómero, es decir, metacrilato de metilo

En el procedimiento de acuerdo con la invención, la extrusora también se puede alimentar, por ejemplo, con partículas. en este caso sirve una extrusora de acuerdo con la invención sobre todo para la fusión, para la confección y para la mezcla con aditivos. La forma en la que se producen los polímeros después de la reacción y dado el caso una evaporación previa o precipitación se conocen por el experto. Son ejemplo de esto

•: polipropileno, en el que el polímero se produce en forma de polvo después de la última reacción

•: polietileno de alta densidad de un procedimiento en fase gas o suspensión

•: polimerizados de emulsión tales como, por ejemplo, acrilonitrilo-butadieno-estireno después de la precipitación y dado el caso secado

En el procesamiento es adecuado una extrusora de doble o varios árboles de acuerdo con la invención particularmente para funciones con desgasificación. A este respecto se obtienen ventajas particulares en la elaboración directa de poli(tereftalato de etileno) reciclado de artículos de botellas en la que se realiza una desgasificación con esfuerzo mínimo por temperatura.

De forma particularmente preferente se usa el procedimiento de acuerdo con la invención en la preparación y la composición de policarbonato. en este caso ofrece ventajas sobre todo en el color del policarbonato, con policarbonato no coloreado medido con el índice de amarilleamiento (YI). Los elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención se usan en este caso de forma particularmente preferente en la zona de desgasificación.

Los policarbonatos en el sentido de la presente invención son tanto homopolicarbonatos como copolicarbonatos; los policarbonatos de forma conocida pueden ser lineales o estar ramificados.

Los modos de preparación preferentes de los policarbonatos a usar de acuerdo con la invención, incluyendo los poli policarbonatoésteres ,son el procedimiento de interfase conocido y el procedimiento de transesterificación en masa fundida conocido.

En el primer caso sirve como derivado de ácido carbónico preferentemente fosgeno, en el último caso preferentemente carbonato de difenilo. Los catalizadores, disolventes, elaboración, condiciones de reacción, etc. para la preparación de policarbonato en ambos casos están suficientemente descritos y son conocidos.

Una parte, hasta el 80% en moles, preferentemente del 20% en moles al 50% en moles de los grupo carbonato en los policarbonatos adecuados de acuerdo con la invención pueden estar sustituidos por grupos de éster de ácido dicarboxílico aromático. Tales policarbonatos que contienen tanto restos de ácido del ácido carbónico como restos de ácido de ácidos dicarboxílicos aromáticos incluidos en la cadena molecular son, dicho de forma exacta, poli(carbonatos de éster) aromáticos. Por motivos de simplicidad en la presente solicitud se deben incluir en el término general de policarbonatos aromáticos termoplásticos.

El procedimiento de acuerdo con la invención se usa particularmente en la preparación de policarbonatos. Por tanto, también es objeto de la presente invención un procedimiento para la preparación de policarbonatos, caracterizado porque al menos una etapa del procedimiento de preparación comprende un procedimiento de extrusión de acuerdo con la invención.

La preparación de policarbonatos mediante aplicación del procedimiento de acuerdo con la invención se realiza de forma conocida a partir de difenoles, derivados de ácido carbónico, dado el caso terminadores de cadena y dado el caso ramificadores, sustituyéndose para la preparación de los poli policarbonatoésteres una parte de los derivados de ácido carbónico por ácidos dicarboxílicos aromáticos o derivados de los ácidos dicarboxílicos y, de hecho, dependiendo de las unidades estructurales de carbonato a sustituir en los policarbonatos aromáticos por unidades estructurales de éster de ácido dicarboxílico aromático.

De forma ilustrativa para la preparación de policarbonatos en este punto se hace referencia a Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volumen 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964.

Los policarbonatos termoplásticos que se usan preferentemente en el procedimiento de acuerdo con la invención, incluyendo los poli(carbonatos de éster) aromáticos termoplásticos, tienen un peso molecular medio MW (establecido mediante medición de la viscosidad relativa a 25 ºC en CH2Cl2 y una concentración de 0,5 g por 100 ml de CH2Cl2) de 12 000 a 120 000, preferentemente de 15 000 a 80 000 y particularmente de 15 000 a 60 000.

Los difenoles adecuados para el procedimiento de acuerdo con la invención para la preparación de policarbonato están descritos de muchas maneras en el estado de la técnica.

Son difenoles adecuados, por ejemplo, hidroquinona, resorcina, dihidroxidifenilo, bis-(hidroxifenil)-alcanos, bis(hidroxi-fenil)-cicloalcanos, bis-(hidroxifenil)-sulfuros, bis-(hidroxifenil)-éteres, bis-(hidroxifenil)-cetonas, bis(hidroxifenil)-sulfonas, bis-(hidroxifenil)-sulfóxidos, α,α'-bis-(hidroxifenil)-diisopropilbencenos así como sus compuestos alquilados, alquilados en el núcleo y halogenados en el núcleo.

Son difenoles preferentes el 4,4'-dihidroxidifenilo, 2,2-bis-(4-hidroxifenil)-1-fenil-propano, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-feniletano, 2,2-bis-(4-hidroxifenil)propano, 2,4-bis-(4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,3-bis-[2-(4-hidroxifenil)-2propil]benceno (bisfenol M), 2,2-bis-(3-metil-4-hidroxifenil)-propano, bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-metano, 2,2-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-propano, bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-sulfona, 2,4-bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-2metilbutano, 1,3-bis-[2-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-2-propil]-benceno y 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano (bisfenol TMC).

Son difenoles particularmente preferentes 4,4'-dihidroxidifenilo, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-feniletano, 2,2-bis-(4hidroxifenil)-propano, 2,2-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-propano, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexano y 1,1-bis-(4hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano (Bisfenol TMC).

Estos y otros compuestos dihidroxiarilo diferentes adecuados están descritos, por ejemplo, en los documentos DE-A 3 832 396, FR-A 1 561 518, en H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, pág. 28 y siguientes; pág. 102 y siguientes y en D. G. Legrand, J. T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology, Marcel Dekker New York 2000, pág. 72 y siguientes.

En el caso de los homopolicarbonatos se usa solamente un difenol, en el caso de los copolicarbonatos se usan varios difenoles, pudiendo estar contaminados evidentemente los difenoles usados, al igual que también todos los demás productos químicos y coadyuvantes añadidos a la síntesis, con las impurezas procedentes de su propia síntesis, manipulación y almacenamiento, a pesar de que es deseable trabajar con materias primas lo más limpias posibles.

Los diarilcarbonatos adecuados para la reacción con los compuestos dihidroxiarilo en la transesterificación en masa fundida son los de la fórmula general (II)

en la que

R, R' y R" independientemente entre sí representan de forma igual o distinta hidrógeno, alquilo C1-C34,

alquilarilo C7-C34 o arilo C6-C34 lineal o ramificado, R puede significar además también -COO-R''',

representando R''' a hidrógeno, alquilo C1-C34, alquilarilo C7-C34 o arilo C6-C34 lineal o ramificado.

Son carbonatos de diarilo preferentes, por ejemplo, carbonato de difenilo, fenilcarbonatos de metilfenilo y carbonato de di-(metilfenilo), carbonato de 4-etilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-etilfenilo), fenilcarbonato de 4-n-propilfenilo, carbonato de di-(4-n-propilfenilo), carbonato de 4-iso-propifenil-fenilo, carbonato de di-(4-iso-propilfenilo), carbonato de 4-n-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-butilfenilo), carbonato de 4-iso-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-isobutilfenilo), carbonato de 4-terc-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-terc-butilfenilo), carbonato de 4-n-pentilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-pentifenilo), fenilcarbonato de 4-n-hexilfenilo, carbonato de di-(4-n-hexilfenilo), fenilcarbonato de 4-iso-octilfenilo, carbonato de di-(4-iso-octilfenilo), carbonato de 4-n-nonilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-n-nonilfenilo), carbonato de 4-ciclohexilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-ciclohexifenilo), carbonato de 4-(1-metil-1-fenietil)-fenil-fenilo, carbonato de di-[4-(1-metil-1-feniletilo)-fenilo], carbonato de bifenil-4-il-fenilo, carbonato de di-(bifenil-4-ilo), carbonato de 4-(1-naftil)-fenil-fenilo, carbonato de 4-(2-naftil)-fenil-fenilo, carbonato de di-[4-(1-naftil)-fenilo], carbonato de di-[4(2-naftil)fenilo], carbonato de 4-fenoxifenil-fenilo, carbonato de di-(4-fenoxifenilo), carbonato de 3-pentadecilfenilfenilo, carbonato de di-(3-pentadecilfenilo), carbonato de 4-tritilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-tritilfenilo), fenilcarbonato de metilsalicilato, carbonato de di-(metilsalicilato), fenilcarbonato de etilsalicilato, carbonato de di(etilsalicilato), fenilcarbonato de n-propilsalicilato, carbonato de di-(n-propilsalicilato), fenilcarbonato de isopropilsalicilato, carbonato de di-(iso-propilsalicilato), fenilcarbonato de n-butilsalicilato, carbonato de di-(nbutilsalicilato), fenilcarbonato de iso-butilsalicilato, carbonato de di-(iso-butilsalicilato), fenilcarbonato de tercbutilsalicilato, carbonato de di-(terc-butilsalicilato), carbonato de di-(fenilsalicilato) y carbonato de di-(bencilsalicilato).

Son compuestos de diarilo particularmente preferentes carbonato de difenilo, carbonato de 4-terc-butilfenil-fenilo, carbonato de di-(4-terc-butilfenilo), carbonato de bifenil-4-il-fenilo, carbonato de di-(bifenil-4-ilo), carbonato de 4-(1metil-1-feniletil)-fenil-fenilo, carbonato de di-[4-(1-metil-1-feniletil)-fenilo] y carbonato de di-(metilsalicilato).

Es particularmente preferente el carbonato de difenilo.

Se pueden usar tanto un carbonato de diarilo como distintos carbonatos de diarilo.

Los carbonatos de diarilo pueden usarse también con contenidos residuales de los compuestos de monohidroxiarilo a partir de los que se prepararon. Los contenidos residuales de los compuestos de monohidroxiarilo pueden ser de hasta el 20% en peso, preferentemente hasta el 10% en peso, de forma particularmente preferente hasta el 5% en peso y de forma muy particularmente hasta el 2% en peso.

Con respecto al compuesto o los compuestos de dihidroxiarilo se usan en general de 1,02 a 1,30 moles del o de los carbonatos de diarilo, preferentemente de 1,04 a 1,25 moles, de forma particularmente preferente de 1,045 a 1,22 moles, de forma muy particularmente preferente de 1,05 a 1,20 moles por mol de compuesto de dihidroxiarilo. Se pueden usar también mezclas de los carbonatos de diarilo que se han mencionado anteriormente, refiriéndose las

indicaciones en moles que se han indicado anteriormente por mol de compuesto de dihidroxiarilo entonces a la cantidad de sustancia total de la mezcla de los carbonatos de diarilo.

Los terminadores de cadena monofuncionales necesarios para la regulación del peso molecular, tales como, por ejemplo, fenol o alquilfenoles, particularmente fenol, p-terc-butilfenol, iso-octilfenol, cumilfenol, sus ésteres de ácido clorocarbónico o cloruros de ácido de ácidos monocarboxílicos o mezclas de estos terminadores de cadena se suministran con el bisfenolato o los bisfenolatos a la reacción o, sin embargo, se añaden en cualquier momento discrecional a la síntesis, siempre que en la mezcla de reacción todavía esté presente fosgeno o grupos terminales de ácido clorocarbónico o, en el caso de los cloruros de ácido y ésteres de ácido clorocarbónico como terminadores de cadena, siempre que estén disponibles suficientes grupos terminales fenólicos del polímero que se está formando. Sin embargo, preferentemente, el o los terminadores de cadena se añaden después de la fosgenación en un lugar o en un momento en el que ya no hay presente fosgeno, sin embargo, el catalizador todavía no se ha añadido. Como alternativa se pueden añadir también antes del catalizador, junto con el catalizador o en paralelo.

Del mismo modo se añaden dado el caso ramificadores o mezclas de ramificadores a la síntesis. Habitualmente, sin embargo, los ramificadores se añaden antes de los terminadores de cadena. Por norma general se usan trisfenoles, cuaterfenoles o cloruros de ácido de ácidos tri- o tetracarboxílicos o mezclas de los polifenoles o de los cloruros de ácido. Algunos de los compuestos adecuados como ramificadores con tres o más de tres grupos hidroxilo fenólicos son, por ejemplo, floroglucina, 4,6-dimetil-2,4,6-tri-(4-hidroxifenil)-hepteno-2, 4,6-dimetil-2,4,6-tri-(4-hidroxifenil)heptano, 1,3,5-tri-(4-hidroxifenil)-benceno, 1,1,1-tri-(4-hidroxifenil)-etano, tri-(4-hidroxifenil)-fenilmetano, 2,2-bis-(4,4bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexil]-propano, 2,4-bis-(4-hidroxifenil-isopropil)-fenol, tetra-(4-hidroxifenil)-metano.

Algunos de los otros compuestos trifuncionales son ácido 2,4-dihidroxibenzoico, ácido trimesínico, cloruro cianúrico y 3,3-bis-(3-metil-4-hidroxifenil)-2-oxo-2,3-dihidroindol.

Son ramificadores preferentes 3,3-bis-(3-metil-4-hidroxifenil)-2-oxo-2,3-dihidroindol y 1,1,1-tri-(4-hidroxifenil)-etano.

Los catalizadores usados preferentemente en la síntesis de interfase de policarbonato son aminas terciarias, particularmente trietilamina, tributilamina, trioctilamina, N-etilpiperidina, N-metilpiperidina, N-i/n-propilpiperidina, sales de amonio cuaternario tales como hidróxido, cloruro, bromuro, hidrogenosulfato, tetrafluoroborato de tetrabutilamonio, tributilbencilamonio, tetraetilamonio así como los compuestos de fosfonio correspondientes a los compuestos de amonio. Estos compuestos están descritos en la bibliografía como catalizadores de interfase típicos, están disponibles en el mercado y son conocidos por el experto. Los catalizadores se pueden añadir en solitario, en una mezcla o incluso uno al lado de otro y sucesivamente a la síntesis, dado el caso también antes de la fosgenación, sin embargo, son preferentes dosificaciones después de la aportación de fosgeno a no ser que use un compuesto de onio o una mezcla de compuestos de onio como catalizadores. en este caso es preferente una adición antes de la dosificación de fosgeno. La dosificación del catalizador o de los catalizadores puede realizarse en sustancia, en un disolvente inerte, preferentemente el disolvente de la síntesis de policarbonato o incluso como solución acuosa, en el caso de las aminas terciarias entonces como sus sales de amonio con ácidos, preferentemente ácidos minerales, particularmente ácido clorhídrico. Con el uso de varios catalizadores o la dosificación de subconjuntos de la cantidad total de catalizador naturalmente se pueden llevar a cabo también distintas formas de dosificación en distintos lugares o en distintos momentos. La cantidad total de los catalizadores usados se encuentra en el 0,001 al 10% en moles con respecto a los moles de bisfenoles usados, preferentemente del 0,01 al 8% en moles, de forma particularmente preferente del 0,05 al 5% en moles.

Como catalizadores en el procedimiento de transesterificación en fusión se pueden usar para la preparación de policarbonatos los catalizadores básicos conocidos en la bibliografía, tales como, por ejemplo, hidróxidos u óxidos alcalinos o alcalinotérreos y/o sales de onio, tales como, por ejemplo, sales de amonio o fosfonio. Preferentemente, durante la síntesis se usan sales de onio, de forma particularmente preferente sales de fosfonio. Tales sales de fosfonio son, por ejemplo, las de la fórmula general (IV)

en la que

R7-10

representan a restos iguales o distintos dado el caso sustituidos alquilo C1-C10, arilo C6-C14, arilalquilo C7-C15 o cicloalquilo C5-C6, preferentemente a metilo o arilo C6-C14, de forma particularmente preferente a metilo o fenilo y

X representa un anión seleccionado del grupo hidróxido, sulfato, hidrogenosulfato, hidrogenocarbonato, carbonato, halogenuro, preferentemente cloruro y alquilato o arilato de la

fórmula -OR11, representado R11 a un resto dado el caso sustituido arilo C6-C14, arilalquilo C7-C15

o cicloalquilo C5-C6, alquilo C1-C20, preferentemente fenilo.

Son catalizadores particularmente preferentes cloruro de tetrafenilfosfonio, hidróxido de tetrafenilfosfonio y fenolato de tetrafenilfosfonio, es muy particularmente preferente el fenolato de tetrafenilfosfonio.

Los catalizadores se usan preferentemente en cantidades de 10-8 a 10-3 mol, de forma particularmente preferente en cantidades de 10-7 a 10-4 mol con respecto a un mol de compuesto de dihidroxiarilo.

Dado el caso también se pueden usar co-catalizadores para aumentar la velocidad de la policondensación.

Estos pueden ser, por ejemplo, sales de efecto alcalino de metales alcalinos y metales alcalinotérreos, tales como hidróxidos, alcóxidos C1-C10 y arilóxidos C6-C14 dado el caso sustituidos de litio, sodio y potasio, preferentemente hidróxidos, alcóxidos C1-C10 o arilóxidos C6-C14 dado el caso sustituidos de sodio. Son preferentes hidróxido de sodio, fenolato de sodio o la sal disódica del 2,2-bis-(4-hidroxifenil)-propano.

En caso de que se suministren iones de metal alcalino o alcalinotérreo en forma de sus sales, la cantidad de los iones alcalinos o alcalinotérreos, determinada, por ejemplo, mediante espectroscopía de absorción atómica, es de 1 a 500 ppb, preferentemente de 5 a 300 ppb y más preferentemente de 5 a 200 ppb con respecto al policarbonato a formar. en formas de realización preferentes del procedimiento de acuerdo con la invención, sin embargo, no se usa ninguna sal alcalina.

La realización de la síntesis de policarbonato puede tener lugar de forma continua o discontinua. Por tanto, la reacción puede realizarse en reactores de agitación, reactores tubulares, reactores de bombeo circular o cascadas de reactores de agitación o combinaciones de los mismos. A este respecto, mediante el uso de los órganos de mezcla que ya se han mencionado, ha de asegurarse que la fase acuosa y orgánica en la medida de lo posible solamente se separen cuando haya terminado de reaccionar la mezcla de síntesis, es decir, ya no contenga cloro saponificable de fosgeno o ésteres de ácido clorocarbónico.

Después de la aportación del fosgeno en el procedimiento de interfase puede ser ventajoso mezclar un cierto tiempo la fase orgánica y la fase acuosa antes de que se añadan dado el caso ramificador, siempre que el mismo no se dosifique junto con bisfenolato, terminador de cadena y catalizador. Un tiempo de reacción posterior de este tipo puede ser ventajoso después de cada dosificación. Estos tiempos de agitación posterior están en 10 segundos a 60 minutos, preferentemente de 30 segundos a 40 minutos, de forma particularmente preferente de 1 a 15 minutos.

La fase orgánica puede estar compuesta de un disolvente o de mezclas de varios disolventes. Son disolventes adecuados los hidrocarburos clorados (alifáticos y/o aromáticos), preferentemente diclorometano, tricloroetileno, 1,1,1-tricloretano, 1,1,2-tricloretano y clorobenceno y sus mezclas. Sin embargo, se pueden usar también hidrocarburos aromáticos tales como benceno, tolueno, m/p/o-xileno o éteres aromáticos tales como anisol en solitario, en mezcla o junto con hidrocarburos clorados. Otra forma de realización de la síntesis usa disolventes que no disuelven el policarbonato sino que solamente expanden el mismo. Por tanto, se pueden usar también no disolventes para policarbonato en combinación con disolventes. A este respecto, como disolvente se pueden usar también disolventes solubles en la fase acuosa tales como tetrahidrofurano, 1,3/1,4-dioxano o 1,3-dioxolano cuando el compañero de disolvente forma la segunda fase orgánica.

La mezcla de reacción de al menos dos fases que contiene como mucho todavía trazas (<2 ppm) de ésteres de ácido clorocarbónico que ha terminado de reaccionar se deja reposar para la separación de fases. La fase alcalina acuosa se devuelve eventualmente en su totalidad o parcialmente a la síntesis de policarbonato como fase acuosa o, sin embargo, se suministra al acondicionamiento de aguas residuales, donde se separan y devuelven fracciones de disolvente y catalizador. en otra variante de la elaboración después de la separación de las impurezas orgánicas, particularmente de disolventes y restos poliméricos y dado el caso después del ajuste de un valor determinado de pH, por ejemplo, mediante adición de hidróxido sódico, se separa la sal que se puede suministrar, por ejemplo, a la electrolisis cloro-alcalina mientras que se suministra la fase acuosa dado el caso de nuevo a la síntesis.

La fase orgánica que contiene el policarbonato puede purificarse ahora de todas las contaminaciones de tipo alcalino, iónico o catalítico. La fase orgánica contiene incluso después de uno o varios procedimientos de sedimentación todavía fracciones de la fase alcalina acuosa en gotas finas así como el catalizador, por norma general una amina terciaria. Los procedimientos de sedimentación pueden respaldarse dado el caso atravesando la fase orgánica recipientes de sedimentación, reactores de agitación, coalescedores o separadores o combinaciones de los mismos, pudiéndose dosificar dado el caso agua en cada una o en algunas etapas de separación en circunstancias con el uso de órganos de mezcla activos o pasivos.

Después de esta separación general de la fase acuosa alcalina se lava la fase orgánica una o varias veces con ácidos diluidos, ácidos minerales, carboxílicos, hidroxicarboxílicos y/o sulfónicos. Son preferentes ácidos minerales acuosos, particularmente ácido clorhídrico, ácido fosforoso y ácido fosfórico o mezclas de estos ácidos. La concentración de estos ácidos debería encontrarse en el intervalo del 0,001 al 50% en peso, preferentemente del 0,01 al 5% en peso.

Además se lava repetidas veces la fase orgánica con agua desmineralizada o destilada. La separación de la fase orgánica dispersada dado el caso con partes de la fase acuosa después de las etapas de lavado individuales tiene lugar mediante tanques de sedimentación, reactores de agitación, coalescedores o separadores o combinaciones de los mismos, pudiéndose dosificar el agua de lavado entre las etapas de lavado dado el caso mediante el uso de órganos de mezcla activos o pasivos.

Entre estas etapas de lavado o incluso después del lavado pueden añadirse dado el caso ácidos, preferentemente disueltos en el disolvente en el que se basa la solución polimérica. Preferentemente se usan en este caso gas de cloruro de hidrógeno y ácido fosfórico o ácido fosforoso que se pueden usar dado el caso también como mezclas.

Los ácidos dicarboxílicos aromáticos adecuados para la preparación de los policarbonatoésteres son, por ejemplo, ácido ftálico, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido terc-butilisoftálico, ácido 3,3'-difenildicarboxílico, ácido 4,4'difenildicarboxílico, ácido 4,4-benzofenonadicarboxílico, ácido 3,4'-benzofenonadicarboxílico, ácido 4,4'difenileterdicarboxílico, ácido 4,4'-difenilsulfonadicarboxílico, 2,2-bis-(4-carboxifenil)-propano, ácido trimetil-3fenilindan-4,5'-dicarboxílico.

De los ácidos dicarboxílicos aromáticos se usan de forma particularmente preferente el ácido tereftálico y/o el ácido isoftálico.

Son derivados de los ácidos dicarboxílicos los dihalogenuros de ácido dicarboxílico y los dialquilésteres de ácido dicarboxílico, particularmente los dicloruros de ácido dicarboxílico y los dimetilésteres de ácido dicarboxílico.

La sustitución de los grupos carbonato por los grupos de éster de ácido dicarboxílico aromático se realiza esencialmente de forma estequiométrica y también de manera cuantitativa, de tal manera que se vuelve a encontrar la proporción molar de los compañeros de reacción también en el poli(carbonato de éster) terminado. La inclusión de los grupos de éster de ácido dicarboxílico aromático puede realizarse tanto estadísticamente como por bloques.

Alquilo C1-C4 representa en el marco de la invención, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, secbutilo, terc-butilo, alquilo C1-C6 además, por ejemplo, a n-pentilo, 1-metilbutilo, 2-metilbutilo, 3-metilbutilo, neo-pentilo, 1-etilproilo, ciclohexilo, ciclopentilo, n-hexilo, 1,1-dimetilpropilo, 1,2-dimetilpropilo, 1,2-dimetilpropilo, 1-metilpentilo, 2metilpentilo, 3-metilpentilo, 4-metilpentilo, 1,1-dimentilbutilo, 1,2-dimetilbutilo, 1,3-dimetilbutilo, 2,2-dimetilbutilo, 2,3dimetilbutilo, 3,3-dimetilbutilo, 1-etilbutilo, 2-etilbutilo, 1,1,2-trimetilpropilo, 1,2,2-trimetilpropilo, 1-etil-1-metilpropilo, 1etil-2-metilpropilo o 1-etil-2-metilpropilo, alquilo C1-C10 además, por ejemplo, a n-heptilo y n-octilo, pinaquilo, adamantilo, los mentilos isoméricos, n-nonilo, n-decilo, alquilo C1-C34 además, por ejemplo, a n-dodecilo, n-tridecilo, n-tetradecilo, n-hexadecilo o n-octadecilo. Lo mismo se cumple para el resto alquilo correspondiente, por ejemplo, en restos aralquilo o alquilarilo, alquilfenilo o alquilcarbonilo. Los restos alquileno en los restos correspondientes hidroxialquilo o aralquilo o alquilarilo se refieren, por ejemplo, a los restos alquileno correspondientes a los anteriores restos alquilo.

Arilo representa a un resto aromático carbocíclico con 6 a 34 átomos de carbono de esqueleto. Lo mismo se cumple para la parte aromática de un resto arilalquilo, denominado también resto aralquilo, así como para constituyentes de arilo de grupos más complejos, tales como, por ejemplo, restos arilcarbonilo.

Son ejemplos de arilo C6-C34 fenilo, o-, p-, m-tolilo, naftilo, fenantrenilo, antracenilo o fluorenilo.

Arilalquilo o aralquilo representa respectivamente de forma independiente un resto alquilo lineal, cíclico, ramificado o no ramificado de acuerdo con la anterior definición que puede estar sustituido de forma sencilla, múltiple o completamente por restos arilo de acuerdo con anterior definición.

Las anteriores enumeraciones son ilustrativas y no han de entenderse como limitación.

En el marco de la presente invención por ppb y ppm −a menos que se indique de otro modo− han de entenderse partes en peso.

La invención se explica a continuación con más detalle de forma ilustrativa mediante las figuras, sin embargo, sin limitarla a las mismas. A excepción de las Figuras 28 a 34, todas las figuras se geneeraron con ayuda de un programa informático.

Preferentemente para la generación y/o descripción de perfiles y elementos de tornillos sin fin se usan parámetros adimensionales para simplificar la transferibilidad a diferentes tamaños constructivos de extrusora. Como tamaño de referencia para magnitudes geométricas tales como, por ejemplo, longitudes o radios es razonable la separación entre ejes a, ya que esta magnitud no se puede modificar en una extrusora. Para la separación entre ejes adimensional se deduce A = a / a = 1. Para el radio externo de tornillo sin fin adimensional de un perfil de tornillo sin fin se deduce RA = ra / a. El radio del centro adimensional de un perfil de tornillo sin fin se calcula con RI = ri / a. La profundidad de paso adimensional de un perfil de tornillo sin fin se calcula con H = h / a = RA - RI.

En las figuras se usan todas las magnitudes geométricas en su forma adimensional. Todas las indicaciones de ángulo se realizan en la medida de arco.

La Figura 25 muestra en sección transversal la mitad de un perfil de tornillo sin fin de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención. en el centro de la figura se encuentra el sistema de coordenadas xy, en cuyo origen se encuentra el punto de giro del perfil de tornillo sin fin. Los arcos circulares del perfil de tornillo sin fin están identificados por gruesas líneas continuas que están provistas de los respectivos números de los arcos circulares. Los puntos centrales de los arcos circulares se representan por pequeños círculos. Los puntos centrales de los arcos circulares están unidos con delgadas líneas continuas tanto con el punto inicial como con el punto final del arco circular correspondiente. La recta FP se representa por una delgada línea de puntos. El radio externo de tornillo sin fin RA se identifica por una delgada línea discontinua, cuyo valor numérico se indica a la derecha abajo en la figura con cuatro decimales significativos. A la derecha al lado de las figuras se indica para cada arco circular el radio R, el ángulo α y las coordenadas x e y del punto central del arco circular Mx y My respectivamente con cuatro decimales significativos. Mediante estas indicaciones está definido claramente el perfil de tornillo sin fin. El perfil de tornillo sin fin tiene simetría especular con respecto al eje x, de tal manera que se obtendría todo el perfil de tornillo sin fin mediante reflejo de la mitad mostrada en el eje x.

Las regiones de un perfil de tornillo sin fin que son iguales al radio externo de tornillo sin fin se denominan regiones de cresta. en el ejemplo de la Figura 25, esto solamente es el arco circular 3' que se pone en contacto con el radio externo de tornillo sin fin. Posee un radio de R_3'=0, es decir, en este punto, el perfil presenta un codo. El punto central del arco circular 3' coincide con el codo. El "tamaño del codo" se da por el ángulo α_3' (α_3'=0,8501), es decir, la transición del arco circular 3 al arco circular 2' se realiza mediante giro alrededor del ángulo α_3'. O expresado de otro modo: una tangente en el arco circular 3 en el punto central del arco circular 3' corta una tangente en el arco circular 2' también en el punto central del arco circular 3' en un ángulo de α_3'. Sin embargo, teniendo en cuenta el arco circular 3', todos los arcos circulares adyacentes 3→3', 3'→2' se transforman unos en otros de forma tangencial.

Las regiones de un perfil de tornillo sin fin que son iguales al radio del centro se denominan regiones de surco. en el ejemplo de la Figura 25, esto solamente es un punto N en el arco circular 3. El punto N se obtiene trazando una recta G a través del punto central M_3 del arco circular 3 y el punto de giro del perfil. Esta recta G corta el arco circular 3 en el punto N.

Las regiones de un perfil de tornillo sin fin que son menores que el radio externo de tornillo sin fin y mayores que el radio del centro se denominan regiones de flanco. Esto son en el ejemplo de la Figura 25 el arco circular 1, el arco circular 2, el arco circular 2', el arco circular 1' y el arco circular 3 a excepción del punto N. en este sentido, para la sección de perfil mostrada comenzando con el arco circular 1' y terminando con el arco circular 1, se puede leer la siguiente secuencia de regiones: flanco - flanco - cresta - flanco - surco - flanco - flanco - flanco. Las regiones se copian debido a la simetría axial del perfil mediante reflejo en el eje x. Por ello se obtiene el perfil total con la secuencia de acuerdo con la invención.

De acuerdo con la invención, el perfil mostrado presenta una secuencia A - U - K - U, representado A una región de obturación, U una región de transición y K una región de canal. La región de obturación presenta una secuencia de región de cresta - región de flanco - región de cresta. La región de canal presenta una secuencia de región de surco

-: región de flanco - región de surco. La región de transición presenta una región de flanco.

La región de obturación está caracterizada porque el perfil de tornillo sin fin en la transición de la región de flanco a la región de cresta presenta un codo. Además, el perfil de tornillo sin fin de esta figura está caracterizado porque la transición de la región de obturación a la región de transición presenta un codo. La menor separación adimensional de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional asciende a 0,1001 y, por tanto, es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2 = 0,08.

A continuación se representan otros elementos de tornillo sin fin usados de acuerdo con la invención. A este respecto, por motivos de claridad se omite en las figuras la indicación de las regiones (región de flanco, región de cresta, región de surco, región de obturación, región de canal, región de transición). Sin embargo, las figuras contienen todas las indicaciones a partir de las cuales se puede llevar a cabo la determinación de las regiones. Además se pueden calcular de forma sencilla magnitudes tales como ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa y ángulo de cresta mediante las indicaciones en las figuras.

Las Figuras 1 a 13 muestran respectivamente en la sección transversal la mitad de un perfil de tornillo sin fin de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención. Todas estas figuras presentan la misma estructura que se describe a continuación con detalle. en el centro de las figuras se encuentra el sistema de coordenadas xy, en cuyo origen se encuentra el punto de giro del perfil de tornillo sin fin. Los arcos circulares del perfil de tornillo sin fin están identificados por gruesas líneas continuas que están provistas con los respectivos números de los arcos circulares. Los puntos centrales de los arcos circulares se representan por pequeños círculos. Los puntos centrales de los arcos circulares están unidos con delgadas líneas continuas tanto con el punto inicial como con el punto final del arco circular correspondiente. La recta FP se representa por una delgada línea de puntos. El radio externo de tornillo sin fin RA se identifica por una delgada línea discontinua, cuyo valor numérico se indica a la derecha abajo en la figura con cuatro decimales significativos. A la derecha al lado de las figuras se indican para cada arco circular el radio R, el ángulo α y las coordenadas x e y del punto central de arco circular Mx y My respectivamente con cuatro decimales significativos. Mediante estas indicaciones está definido claramente el perfil de tornillo sin fin. Los perfiles

de tornillo sin fin tienen respectivamente simetría especular con respecto al eje x, de tal manera que se obtendrían todos los perfiles de tornillo sin fin mediante reflejo de la mitad mostrada en el eje x.

Los perfiles de tornillo sin fin en los que la mitad del perfil de tornillo sin fin está compuesta de en total 2 arcos circulares se denominan en lo sucesivo también perfiles de tornillo sin fin de 2 círculos. Los perfiles de tornillo sin fin en los que la mitad del perfil de tornillo sin fin está compuesta de en total 4 arcos circulares se denominan en lo sucesivo perfiles de tornillo sin fin de 4 círculos. Los perfiles de tornillo sin fin en los que la mitad del perfil de tornillo sin fin está compuesta de en total 6 arcos circulares se denominan en lo sucesivo perfiles de tornillo sin fin de 6 círculos. Los perfiles de tornillo sin fin en los que la mitad del perfil de tornillo sin fin está compuesta de en total 8 arcos circulares se denominan en lo sucesivo perfiles de tornillo sin fin de 8 círculos.

Figura 1: las Figuras 1a a 1d muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 8 arcos circulares. en las Figuras 1a a 1d, el radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende respectivamente a RA = 0,58. en las figuras 1a a 1d, la profundidad de paso adimensional asciende respectivamente a H=0,16. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin pueden obtenerse de las figuras. Es característico de los perfiles de tornillo sin fin en las Figuras 1a a 1d que la región de obturación comprende los arcos circulares 1 a 4, comprendiendo la región de flanco el arco circular 1 y la región de cresta, los arcos circulares 2 a 4, siendo el radio adimensional de los arcos circulares 2 y 4 respectivamente igual a 0 y el radio adimensional del arco circular 3 igual al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional y encontrándose los arcos circulares de la región de cresta completamente sobre el radio externo de tornillo sin fin RA adimensional y existiendo, por tanto, una obturación en forma de línea de la región de engranaje. Además es característico de estos perfiles de tornillo sin fin que la región de transición comprende el arco circular 4', cuyo radio adimensional es igual a la separación entre ejes A adimensional. Además, estos perfiles de tornillo sin fin están caracterizados porque la región de canal comprende los arcos circulares 1' a 3', comprendiendo la región de flanco los arcos circulares 1' y 2' y la región de surco el arco circular 3', siendo el radio adimensional del arco circular 2' igual a la separación entre ejes A adimensional y el radio adimensional del arco circular 3' igual al radio del centro RI adimensional y encontrándose el arco circular de la región de surco completamente sobre el radio del centro RI adimensional. en las Figuras 1a a 1d, las regiones de obturación están caracterizadas porque los perfiles de tornillo sin fin presentan respectivamente en la transición de la región de flanco a la región de cresta un codo. Además, los perfiles de tornillo sin fin de estas figuras están caracterizados porque la transición de la región de obturación a la región de transición presenta respectivamente un codo. La Figura 1d presenta la menor separación adimensional de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional. en la Figura 1d, dicha separación asciende a 0,0801 y, por tanto, es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2 = 0,08.

Por las Figuras 1a a 1d es evidente que se puede ajustar el tamaño de la región de cresta de la región de obturación. A partir de estas figuras es evidente además que se puede ajustar la máxima separación de la región de flanco de la región de obturación con respecto al radio externo de tornillo sin fin.

Las Figuras 1b y 1c están caracterizadas además porque la posición del punto inicial del arco circular 1 y la posición del punto final del arco circular 1' son respectivamente idénticas. Mediante reflejo de la Figura 1b o de la Figura 1c en el eje x y mediante composición del perfil del tornillo sin fin a partir del perfil de tornillo sin fin de la Figura 1b y el perfil de tornillo sin fin reflejado de la Figura 1c o a partir del perfil de tornillo sin fin de la Figura 1c y el perfil de tornillo sin fin reflejado de la Figura 1b se obtienen perfiles de tornillo sin fin de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, en el que las regiones de cresta de la región de obturación son de diferente tamaño.

Figura 2: las Figuras 2a a 2d muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 8 arcos circulares. en las Figuras 2a a 2d varía el radio externo de tornillo sin fin adimensional en el intervalo de RA = 0,55 a RA = 0,67. en las Figuras 2a a 2d varía la profundidad de paso adimensional en el intervalo de H = 0,10 a H = 0,34. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin pueden obtenerse de las figuras. Es característico de los perfiles de tornillo sin fin en las Figuras 2a a 2d que la región de obturación comprende los arcos circulares 1 a 4, comprendiendo la región de flanco el arco circular 1 y la región de cresta los arcos circulares 2 a 4, siendo el radio adimensional de los arcos circulares 2 y 4 respectivamente igual a 0 y el radio adimensional del arco circular 3 igual al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional y encontrándose los arcos circulares en la región de cresta completamente sobre el radio externo de tornillo sin fin adimensional RA y existiendo, por tanto, una obturación en forma de línea de la región de engranaje. Además es característico de estos perfiles de tornillo sin fin que la región de transición comprende el arco circular 4', cuyo radio adimensional es igual a la separación entre ejes A adimensional. Además, estos perfiles de tornillo sin fin están caracterizados porque la región de canal comprende los arcos circulares 1' a 3', comprendiendo la región de flanco los arcos circulares 1' y 2' y la región de surco el arco circular 3', siendo el radio adimensional del arco circular 2' igual a la separación entre ejes A adimensional y el radio adimensional del arco circular 3' igual al radio del centro RI adimensional y encontrándose el arco circular de la región de surco completamente sobre el radio del centro RI adimensional. en las Figuras 2a a 2c, las regiones de obturación están caracterizadas porque los perfiles de tornillo sin fin presentan respectivamente en la transición de la región de flanco a la región de cresta un codo. Además, los perfiles de tornillo sin fin de estas figuras están caracterizados porque la transición de la región de obturación a la región de transición

presenta respectivamente un codo. La Figura 2d presenta la menor separación adimensional de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional. en la Figura 2d, dicha separación asciende a 0,06 y, por tanto, es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2 = 0,05.

Figura 3: las Figuras 3a y 3b muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 8 arcos circulares. en las Figuras 3a y 3b, el radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende respectivamente a RA = 0,58. en las Figuras 3a a 3d, la profundidad de paso adimensional asciende respectivamente a H = 0,16. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin se pueden obtener de las figuras. Es característico de los perfiles de tornillo sin fin en las Figuras 3a y 3b que la región de obturación comprende los arcos circulares 1 a 4, comprendiendo la región de flanco los arcos circulares 1 y 2 y la región de cresta los arcos circulares 3 y 4, siendo el radio adimensional del arco circular 3 igual al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional y el radio adimensional del arco circular 4 igual a 0 y encontrándose los arcos circulares de la región de cresta completamente sobre el radio externo de tornillo sin fin RA adimensional y existiendo, por tanto, una obturación en forma de línea de la región de engranaje. Además es característico en estos perfiles de tornillo sin fin que la región de transición comprende el arco circular 4', cuyo radio adimensional es igual a la separación entre ejes A adimensional. Además, estos perfiles de tornillo sin fin están caracterizados porque la región de canal comprende los arcos circulares 1' a 3', comprendiendo la región de flanco los arcos circulares 1' y 2' y la región de surco el arco circular 3', siendo el radio adimensional del arco circular 3' igual al radio del centro RI adimensional y encontrándose el arco circular de la región de surco completamente sobre el radio del centro RI adimensional. en las Figuras 3a y 3b, las regiones de obturación están caracterizadas porque los perfiles de tornillo sin fin no presentan respectivamente en la transición de la región de flanco a la región de cresta ningún codo. Además, los perfiles de tornillo sin fin de estas figuras están caracterizados porque la transición de la región de obturación a la región de transición presenta respectivamente un codo. La figura 3b presenta la menor separación adimensional de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional. en la Figura 3b, dicha separación asciende a 0,0924 y, por tanto, es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H/2=0,08.

Figura 4: las Figuras 4a y 4b muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 8 arcos circulares. en las Figuras 4a y 4b, el radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende respectivamente a RA = 0,58. en las Figuras 4a a 4b, la profundidad de paso adimensional asciende respectivamente a H = 0,16. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin pueden obtenerse de las figuras. Es característico de los perfiles de tornillo sin fin en las Figuras 4a y 4b que la región de obturación comprende los arcos circulares 1 a 3, comprendiendo la región de flanco los arcos circulares 1 y 2 y la región de cresta el arco circular 3, siendo el radio adimensional del arco circular 3 igual al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional y encontrándose el arco circular de la región de cresta completamente sobre el radio externo de tornillo sin fin RA adimensional y existiendo, por tanto, una obturación en forma de línea de la región de engranaje. Además es característico de estos perfiles de tornillo sin fin que la región de transición comprende los arcos circulares 4 y 4'. Además, estos perfiles de tornillo sin fin están caracterizados porque la región de canal comprende los arcos circulares 1' y 3', comprendiendo la región de flanco los arcos circulares 1' y 2' y la región de surco el arco circular 3', siendo el radio adimensional del arco circular 3' igual al radio del centro RI adimensional y encontrándose el arco circular de la región de surco completamente sobre el radio del centro RI adimensional. en las Figuras 4a y 4b, las regiones de obturación están caracterizadas porque los perfiles de tornillo sin fin respectivamente en la transición de la región de flanco a la región de cresta no presentan ningún codo. Además, los perfiles de tornillo sin fin de estas figuras están caracterizados porque la transición de la región de obturación a la región de transición respectivamente no presenta ningún codo. La menor separación adimensional de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA adimensional es del mismo tamaño en las Figuras 4a y 4b. Dicha separación asciende a 0,0924 y, por tanto, es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H/2=0,08.

Además de los perfiles de tornillo sin fin mostrados en las Figuras 3a, 3b, 4a y 4b se pueden formar, tal como sabe el experto, perfiles de tornillo sin fin en los que el radio del arco circular 2 es igual a 0 y el radio del arco circular 4 es mayor de 0. Por ello se obtienen perfiles de tornillo sin fin que están caracterizados porque la región de obturación de un perfil de tornillo sin fin en la transición de la región de flanco a la región de cresta presenta un codo y la transición de la región obturación a la región de transición de un perfil de tornillo sin fin no presenta ningún codo.

Las Figuras 1 a 4 muestran perfiles de tornillo sin fin de elementos de tornillo sin fin con una obturación en forma de línea de la región de engranaje. Como se puede ver en las figuras, la longitud de la obturación en forma de línea puede ajustarse mediante selección de los parámetros de los arcos circulares. Además es posible diseñar la transición entre la región de cresta y de flanco o entre la región de obturación y de transición con o sin codo en el perfil de tornillo sin fin.

En las siguientes figuras habrá perfiles de tornillo sin fin de elementos de tornillo sin fin con una obturación en forma de punto de la región de engranaje. También en este caso es posible diseñar la transición entre la región de cresta y de flanco y entre la región de obturación y de transición con o sin codo en el perfil de tornillo sin fin.

Figura 5: la Figura 5 muestra la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin

usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de 6 arcos circulares. en la Figura 5, el radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende a RA = 0,58. en la Figura 5, la profundidad de paso adimensional asciende a H=0,16. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente el perfil de tornillo sin fin se pueden obtener de la figura. El perfil de tornillo sin fin es idéntico al mostrado en la Figura 25. El radio del arco circular 3' es igual a 0. El arco circular 3' se encuentra sobre el radio externo de tornillo sin fin RA y forma la región de cresta de la región de obturación. Existe una obturación en forma de punto de la región de engranaje, presentando el perfil de tornillo sin fin en el punto de la obturación un codo. La región de canal está caracterizada porque el radio del arco circular 2 es igual a 0. Por tanto, el perfil de tornillo sin fin presenta en este punto un codo. en la Figura 5, la separación adimensional mínima de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA con 0,1001 es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2=0,08.

Figura 6: las Figuras 6a a 6b muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 6 arcos circulares. El radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende a RA = 0,58. en las Figuras 6a y 6b, la profundidad de paso adimensional asciende a respectivamente H = 0,16. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin se pueden obtener de las figuras. El radio del arco circular 3' es en ambas figuras igual a 0,25. Es característico de los perfiles de tornillo sin fin en las Figuras 6a y 6b que el arco circular 3' es tangencial con el radio de tornillo sin fin RA en un punto. El punto de tangente forma la región de cresta de la región de obturación. Existe una obturación en forma de punto de la región de engranaje, no presentado el perfil de tornillo sin fin en el punto de obturación ningún codo. El punto de tangente divide el arco circular 3' en dos partes. Una parte pertenece con los arcos circulares 1' y 2' a la región de obturación. La otra parte pertenece con una parte del arco circular 3' a la región de transición. La región de canal está caracterizada porque el radio del arco circular 2 es igual a 0. Por tanto, el perfil de tornillo sin fin en este punto presenta un codo. en las Figuras 6a y 6b, la separación adimensional mínima de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA con 0,1448 o 0,1166 es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2 = 0,08.

Figura 7: la Figura 7 muestra la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de 6 arcos circulares. El radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende a RA = 0,58. en la Figura 7, la profundidad de paso adimensional asciende a H = 0,16. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente el perfil de tornillo sin fin se pueden obtener de la figura. La obturación de la región de engranaje se realiza al igual que en la Figura 5 a través del arco circular 3'. en comparación con la Figura 5, la región de canal de la Figura 7 está caracterizada porque el radio del arco circular 2 es mayor de 0. Por tanto, el perfil de tornillo sin fin en este punto no presenta ningún codo. en la Figura 7, la separación adimensional mínima de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA con 0,1194 es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2 = 0,08.

Figura 8: las Figuras 8a a 8b muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 6 arcos circulares. El radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende a RA = 0,58. en las Figuras 8a y 8b, la profundidad de paso adimensional asciende a respectivamente H = 0,16. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin se pueden obtener de las figuras. La obturación de la región de engranaje se realiza como en la Figura 6 a través del arco circular 3', que es tangencial con el radio externo de tornillo sin fin RA en un punto. en comparación con la Figura 6, la región de canal en la Figura 8 está caracterizada porque el radio del arco circular 2 es mayor de 0. Por lo tanto, el perfil de tornillo sin fin en este punto no presenta ningún codo. en las Figuras 8a y 8b, la separación adimensional mínima de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA con 0,1531 o 0,1252 es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2 = 0,08.

Figura 9: la Figura 9 muestra la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de 4 arcos circulares. El radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende a RA = 0,63. en la Figura 9, la profundidad de paso adimensional asciende a H = 0,26. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente el perfil de tornillo sin fin se pueden obtener de la figura. El radio del arco circular 2' es igual a 0. El arco circular 2' se encuentra sobre el radio externo de tornillo sin fin RA y forma la región de cresta de la región de obturación. Existe una obturación en forma de punto de la región de engranaje, presentando el perfil de tornillo sin fin en el punto de la obturación un codo. La región de canal está caracterizada porque el radio del arco circular 1 es igual a 0. Por tanto, el perfil de tornillo sin fin en este punto presenta un codo. en la Figura 9, la separación adimensional mínima de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA con 0,1473 es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H/2 = 0,13.

Figura 10: las Figuras 10a a 10b muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 4 arcos circulares. El radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende a RA = 0,63. en las Figuras 10a y 10b, la profundidad de paso adimensional asciende a respectivamente H = 0,26. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin se pueden obtener de las figuras. La obturación de la región de engranaje se realiza como en la Figura 9 a través del arco circular 2'. en comparación con la Figura 9, la región de canal en la Figura 10 está caracterizada porque el radio del arco circular 1 es mayor de 0. El perfil de tornillo sin fin,

por tanto, en este punto no presenta ningún codo. en las Figuras 10a y 10b, la separación adimensional mínima de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA con 0,1650 o 0,1888 es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H/2 = 0,13.

Figura 11: las Figuras 11a a 11b muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 4 arcos circulares. El radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende a RA = 0,63. en las Figuras 11a y 11b, la profundidad de paso adimensional asciende a respectivamente H = 0,26. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin se pueden obtener de las figuras. El radio del arco circular 2' es en las Figuras 11a y 11b igual a 0,1572 o 0,2764. Es característico de los perfiles de tornillo sin fin en las Figuras 11a y 11b que el arco circular 2' es tangencial con el radio de tornillo sin fin RA en un punto. El punto de tangente forma la región de cresta de la región de obturación. Existe una obturación en forma de punto de la región de engranaje, no presentando el perfil de tornillo sin fin en el punto de obturación ningún codo. El punto de tangente divide el arco circular 2' en dos partes. Una pertenece con el arco circular 1' a la región de obturación. La otra parte pertenece con una parte del arco circular 2 a la región de transición. La región de canal está caracterizada porque el radio del arco circular 1 es igual a 0. Por tanto, el perfil de tornillo sin fin en este punto presenta un codo. en las Figuras 11a y 11b, la separación adimensional mínima de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA con 0,1857 o 0,2158 es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2 = 0,13.

Figura 12: las Figuras 12a a 12b muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 4 arcos circulares. El radio externo de tornillo sin fin adimensional asciende a RA = 0,63. en las Figuras 12a y 12b, la profundidad de paso adimensional asciende a respectivamente H = 0,26. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin se pueden obtener de las figuras. La obturación de la región de engranaje se realiza como en la Figura 11 a través del arco circular 2', que es tangencial con el radio externo de tornillo sin fin RA en un punto. en comparación con la Figura 11, la región de canal en la Figura 12 está caracterizada porque el radio del arco circular 1 es mayor de 0. Por tanto, el perfil de tornillo sin fin en ese punto no presenta ningún codo. en las Figuras 12a y 12b, la separación adimensional mínima de la región de flanco de la región de canal con respecto al radio externo de tornillo sin fin RA con 0,1849 o 0,2184 es mayor que la mitad de la profundidad de paso adimensional H / 2 = 0,13. El punto de tangente del arco circular 2' con el radio externo de tornillo sin fin RA se obtiene calculando la intersección de una recta que pasa a través del origen de las coordenadas y el punto central del arco circular 2' con dicho arco circular 2'. El punto de tangente del arco circular 2 con el radio del centro de tornillo sin fin RI se obtiene calculando la intersección de una recta que pasa a través del origen de coordenadas y el punto central del arco circular 2 con dicho arco circular 2.

En las Figuras 1 a 4 existe una obturación en forma de línea de la región de engranaje. en las Figuras 5 a 12 existe una obturación en forma de punto de la región de engranaje, poseyendo el perfil de tornillo sin fin en las Figuras 5, 7, 9 y 10 un codo y no poseyendo en las Figuras 6, 8, 11 y 12 ningún codo. Como reconoce el experto, por tanto, con los perfiles de tornillo sin fin usados de acuerdo con la invención es posible adaptar el esfuerzo térmico y mecánico de los fluidos viscosos a procesar de forma dirigida a requisitos de tratamiento y procesamiento.

En las Figuras 1 a 12 se muestran mitades de perfiles de tornillo sin fin de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención compuesto de como máximo 8 arcos circulares. Sin embargo, la invención no está limitada en absoluto a 8 arcos circulares. Más bien se puede recurrir a un número discrecional de arcos circulares para la generación de perfiles de tornillo sin fin usados de acuerdo con la invención.

Figura 13: todos los perfiles de tornillo sin fin de un paso pueden desplazarse a lo largo del eje x en un cierto alcance en dirección x positiva o negativa sin perder su autolimpieza, debido a que por el desplazamiento a lo largo del eje x se sigue cumpliendo la condición de ponerse en contacto con la recta FP en un punto. La Figura 13 muestra tales desplazamientos. Las Figuras 13a a 13b muestran respectivamente la mitad de un perfil de tornillo sin fin preferente de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención, que está estructurado a partir de respectivamente 8 arcos circulares. El radio externo de tornillo sin fin adimensional del perfil de tornillo sin fin no desplazado asciende a RA = 0,6. en las Figuras 13a y 13b, la profundidad de paso adimensional del perfil de tornillo sin fin no desplazado asciende respectivamente a H = 0,2. Las otras magnitudes geométricas que describen exactamente los perfiles de tornillo sin fin se pueden obtener de las figuras. en las Figuras 13a y 13b, todo el perfil de tornillo sin fin está desplazado un tramo hacia la izquierda 0,01 o 0,03 veces la separación entre ejes. Se reconoce que los radios y ángulos de los arcos circulares individuales no se modifican por el desplazamiento. El grado de la obturación en forma de línea de la región de engranaje por el arco circular 3 por ello se puede ajustar. en general, mediante el desplazamiento del perfil de tornillo sin fin de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención se puede ajustar el grado de una obturación en forma de línea o punto de la región de engranaje. Particularmente, por ello se puede ajustar de forma dirigida el esfuerzo mecánico y térmico del fluido viscoso en la región de la obturación. Un perfil de tornillo sin fin de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención se desplaza preferentemente un tramo de 0 a 0,05 veces la separación entre ejes, de forma particularmente preferente un tramo de 0 a 0,025 veces la separación entre ejes.

Un perfil de tornillo sin fin desplazado en dirección x puede desplazarse en una segunda etapa en dirección y

positiva o negativa sin que por ello se pierda la autolimpieza de los perfiles de tornillo sin fin. Por ello se produce una obturación asimétrica de la región de engranaje. Por ejemplo, el grado de la obturación de la región de engranaje en las regiones de cresta puede realizarse dependiendo de la dirección de giro de los elementos de tornillo sin fin. La máxima separación de las regiones de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin de la carcasa se encuentra preferentemente en el intervalo de 0 a 0,05 veces la separación entre ejes, de forma particularmente preferentemente en el intervalo de 0 a 0,025 veces la separación entre ejes.

Las Figuras 14 a 16 muestran el perfil de tornillo sin fin generatriz y generado en el interior de una carcasa de tornillo sin fin con forma de ocho. en el interior de los dos perfiles de tornillo sin fin se encuentran indicaciones de valor numérico con respecto a las siguientes magnitudes de tornillo sin fin:

-: RG: radio de las dos perforaciones de carcasa

-: RV: radio de carcasa virtual que es menor o igual al radio de carcasa RG

-: RA: radio externo de tornillo sin fin de los perfiles de tornillo sin fin autolimpiantes que engranan de forma estrecha

-: RF: radio externo de tornillo sin fin de los perfiles de tornillo sin fin a fabricar

-: S: holgura entre los dos perfiles de tornillo sin fin a fabricar

-: D: holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la carcasa

-: T: altura de paso de un elemento de traslación, mezcla o transición

-: VPR: magnitud del desplazamiento de los perfiles de tornillo sin fin autolimpiantes, que engranan de forma estrecha, planos, en caso de que los mismos se dispongan de forma excéntrica

-: VPW: ángulo del desplazamiento (indicación de dirección) de los perfiles de tornillo sin fin autolimpiantes, que engranan de forma estrecha, planos, en caso de que los mismos se dispongan de forma excéntrica

-: VLR: magnitud del desplazamiento del perfil de tornillo sin fin a fabricar del árbol izquierdo dentro de las holguras

-: VLW: ángulo del desplazamiento del perfil de tornillo sin fin a fabricar del árbol izquierdo dentro de las holguras

-: VRR: magnitud del desplazamiento del perfil de tornillo sin fin a fabricar del árbol derecho dentro de las holguras

-: VRW: ángulo del desplazamiento del perfil de tornillo sin fin a fabricar del árbol derecho dentro de las holguras

La carcasa de tornillo sin fin que se obtiene a partir de dos perforaciones que se penetran mutuamente con respectivamente el radio RG y la separación A = 1 se representa por una delgada línea discontinua. Dentro del atravesamiento de las dos perforaciones de carcasa se identifican las dos perforaciones por delgadas líneas de puntos. Los puntos centrales de las dos perforaciones de carcasa son idénticos a los dos puntos de giro de los perfiles de tornillo sin fin y están identificados respectivamente por un pequeño círculo. Los perfiles de tornillo sin fin autolimpiantes que engranan de forma estrecha se identifican por una gruesa línea continua. Los perfiles de tornillo sin fin en la fabricación se representan por una delgada línea continua.

El experto sabe que entre el radio externo de tornillo sin fin RA del perfil de tornillo sin fin autolimpiante que engrana de forma estrecha, el radio de carcasa virtual RV, la holgura S entre los dos perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la holgura D entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la carcasa de tornillo sin fin se cumple la siguiente relación: RA = RV - D + S/2.

El experto sabe además que entre el radio externo de tornillo sin fin RF del perfil de tornillo sin fin a fabricar, el radio de carcasa virtual RV y la holgura D entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la carcasa de tornillo sin fin se cumple la siguiente relación: RF = RV - D.

Típicamente, el radio de carcasa virtual RV es igual al radio de carcasa RG realizado. Si se selecciona el radio de carcasa virtual RV menor que el radio de carcasa RG, se obtiene entre los perfiles de tornillo sin fin y la carcasa una holgura adicional. Esta holgura se puede usar para desplazar de forma excéntrica el perfil de tornillo sin fin generatriz y generado manteniendo la autolimpieza. La excentricidad está caracterizada claramente mediante la indicación de la magnitud del desplazamiento VPR y la dirección del desplazamiento en forma de un ángulo VPW.

Figura 14: las Figuras 14a a 14d muestran formas de realización preferentes de una colocación excéntrica de los perfiles de tornillo sin fin de elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención. Los parámetros geométricos se pueden obtener de las figuras individuales. Los perfiles de tornillo sin fin autolimpiantes, que engranan de forma estrecha, de un paso, colocados de forma excéntrica están caracterizados porque la separación de los perfiles de tornillo sin fin con respecto a la carcasa independientemente de la dirección de desplazamiento es igual de grande para el árbol izquierdo y el derecho. Los perfiles de tornillo sin fin en la Figura 14a están desplazados a lo largo de la línea de unión de los dos puntos de giro de los perfiles de tornillo sin fin hasta que respectivamente un punto de las regiones de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin se pone en contacto con la carcasa, de tal manera que se consigue una obturación de la región de engranaje. Los perfiles de tornillo sin fin en las Figuras 14b a 14d están desplazados respectivamente hasta que solamente un punto de una región de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin se pone en contacto con la carcasa. La magnitud del desplazamiento necesario para esto depende de la dirección del desplazamiento. Se pueden seleccionar además colocaciones excéntricas de los perfiles de tornillo sin fin en las que ningún punto de las regiones de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin se ponga en contacto con la carcasa. en general, mediante la colocación excéntrica del perfil de tornillo sin fin de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención se puede

ajustar el grado de una obturación en forma de línea o punto de la región de engranaje. Particularmente, por ello se puede ajustar de forma dirigida el esfuerzo mecánico y térmico del fluido viscoso en la región de la obturación. Particularmente se puede adaptar el grado de la obturación de la región de engranaje en las regiones de cresta dependiendo de la dirección de giro de los elementos de tornillo sin fin. La máxima separación de las regiones de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin de la carcasa se encuentra preferentemente en el intervalo de 0 a 0,05 veces la separación entre ejes, de forma particularmente preferente en el intervalo de 0 a 0,025 veces la separación entre ejes.

Figura 15: como sabe el experto, todos los elementos de tornillo sin fin en la práctica necesitan una cierta holgura y, de hecho, tanto entre sí como con respecto a la carcasa. Las Figuras 15a a 15d muestran distintas estrategias de holgura. Los parámetros geométricos pueden obtenerse de las figuras individuales. en la Figura 15a se muestra una estrategia de holgura en la que la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la carcasa es igual de grande. en la Figura 15b se muestra una estrategia de holgura en la que la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar es menor que la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la carcasa. en la Figura 15c se muestra una estrategia de holgura en la que la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar es mayor que la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la carcasa. en la Figura 15d se muestra una forma de realización adicional de acuerdo con la Figura 15c con holguras particularmente grandes. Las holguras típicas que se presentan en la práctica se encuentran para la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar en el intervalo de 0,002 a 0,1. Las holguras típicas que se presentan en la práctica se encuentran para la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la carcasa en el intervalo de 0,002 a 0,1. Las holguras típicas que se presentan en la práctica son constantes a lo largo de la periferia del perfil de tornillo sin fin. Sin embargo, se puede admitir variar tanto la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar como la holgura entre los perfiles de tornillo sin fin a fabricar y la carcasa a lo largo de la periferia de los perfiles de tornillo sin fin.

Figura 16: además es posible desplazar los perfiles de tornillo sin fin a fabricar dentro de las holguras. Las Figuras 16a a 16d muestran una selección de posibles desplazamientos. Los parámetros geométricos pueden obtenerse de las figuras individuales. en las Figuras 16a a 16d, la magnitud del desplazamiento para respectivamente ambos perfiles de tornillo sin fin a fabricar asciende a VLR= VRR= 0,02. en las Figuras 16a a 16d se varía la dirección del desplazamiento para respectivamente ambos perfiles de tornillo sin fin a fabricar entre VLW = VRW = 0 y VLW = VRW = π por etapas. Es admisible desplazar los dos perfiles de tornillo sin fin a fabricar independientemente entre sí en distintas direcciones y en distintas magnitudes. en este caso se ofrece al experto una posibilidad adicional de ajustar el grado de la obturación de la región de engranaje mediante las dos regiones de cresta de la región de obturación de un perfil de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención. Particularmente, por ello, se puede ajustar de forma dirigida el esfuerzo mecánico y térmico del fluido viscoso en la región de la obturación.

La Figura 17a muestra de forma ilustrativa un par de un elemento de traslación de un paso usado de acuerdo con la invención, cuyo perfil de tornillo sin fin está estructurado de forma análoga a las Figuras 1 y 2 a partir de 8 arcos circulares. El radio de carcasa asciende a RG = 0,6. La holgura entre los dos elementos de traslación asciende a S = 0,02. La holgura entre los dos elementos de traslación y la carcasa asciende a D = 0,01. La altura de paso de los elementos de traslación asciende a T = 1,2. La longitud de los elementos de traslación asciende a 1,2, lo que se corresponde con un giro de los perfiles de tornillo sin fin en un ángulo de 2π. La carcasa se representa por delgadas líneas continuas a la izquierda y a la derecha de los dos elementos de traslación. Sobre las superficies de los dos elementos de traslación está representada además una posible rejilla de cálculo que se puede usar para el cálculo del flujo en extrusoras de dos y varios árboles.

La Figura 17b muestra de forma ilustrativa un par de un elemento de amasado de un paso usado de acuerdo con la invención, cuyo perfil de tornillo sin fin está estructurado de forma análoga a las Figuras 1 y 2 a partir de 8 arcos circulares. El radio de carcasa asciende a RG = 0,6. La holgura entre los discos de amasado de los dos elementos de amasado asciende a S = 0,02. La holgura entre los discos de amasado de los dos elementos de amasado y la carcasa asciende a D = 0,01. El elemento de amasado está compuesto de 7 discos de amasado que están desplazados respectivamente un ángulo de π/3 con paso a la derecha entre sí. El primer y el último disco de amasado poseen una longitud de 0,09. Los discos de amasado centrales poseen una longitud de 0,18. El surco entre los discos de amasado posee una longitud de 0,02. La carcasa se representa por delgadas líneas continuas a la izquierda y a la derecha de los dos elementos de amasado. Sobre las superficies de los dos elementos de amasado está representada además una posible rejilla de cálculo que se puede usar para el cálculo del flujo en extrusoras de dos y varios árboles.

Las Figuras 1 a 17 muestran perfiles de tornillo sin fin y elementos de tornillo sin fin en los que el radio externo de tornillo sin fin RA adimensional tiene los valores 0,55, 0,58, 0,59, 0,6, 0,63 y 0,67. Los perfiles de tornillo sin fin de elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención no están limitados a estos valores discretos del radio externo de tornillo sin fin adimensional. en el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden usar perfiles de tornillo sin fin de un paso de acuerdo con la invención con un radio externo de tornillo sin fin adimensional en el intervalo de RA = 0,51 y RA = 0,707, preferentemente en el intervalo de RA = 0,52 a RA = 0,7.

De forma sorprendente también los perfiles de tornillo sin fin de tres pasos, que esencialmente están colocados de forma excéntrica en dirección a una región de surco de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos, conducen a una secuencia de región de obturación - región de transición - región de canal - región de transición y, con ello, a elementos de tornillo sin fin usados de acuerdo con la invención.

Las Figuras 18 a 20 describen perfiles de tornillo sin fin colocados de forma centrada con el número de filetes 3. en las Figuras 18 a 20 se muestra siempre un sexto de un perfil de tornillo sin fin con el número de filetes 3.

Figura 18: las Figuras 18a a 18d muestran perfiles de tornillo sin fin de 2 círculos preferentes de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos. Las Figuras 18a a 18d se diferencian por el radio externo de tornillo sin fin RA. en las Figuras 18a a 18d, el radio R_1 del primer arco circular depende del radio externo de tornillo sin fin RA. en las Figuras 18a a 18d, el primer arco circular posee respectivamente el ángulo α_1 = α/6.

Figura 19: las Figuras 19a a 19d muestran perfiles de tornillo sin fin de 4 círculos preferentes de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos. Las Figuras 19a a 19d se diferencian por el radio externo de tornillo sin fin RA. en las Figuras 19a a 19d, el primer arco circular posee respectivamente el radio R_1 = RA. en las Figuras 19a a 19d, el segundo arco circular posee respectivamente el radio R_2 = 0. en las Figuras 19a a 19d, el ángulo α_1 del primer arco circular depende del radio externo de tornillo sin fin RA. en las Figuras 19a a 19d, el radio α_2 del segundo arco circular depende del radio externo de tornillo sin fin RA.

Figura 20: las Figuras 20a a 20d muestran otros perfiles de tornillo sin fin de 4 círculos preferentes de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos. Las Figuras 20a a 20d se diferencian por el radio externo de tornillo sin fin RA. en las Figuras 20a a 20d, el primer arco circular posee respectivamente el radio R_1 = 0. en las Figuras 20a a 20d, el segundo arco circular posee respectivamente el radio R_2=A= 1. en las Figuras 20a a 20d, el ángulo α_1 del primer arco circular depende del radio externo de tornillo sin fin RA. en las Figuras 20a a 20d, el radio α_2 del segundo arco circular depende del radio externo de tornillo sin fin RA.

En las Figuras 18 a 20 se muestra un sexto de perfiles de tornillo sin fin de tres pasos que constan de como máximo 4 arcos circulares. Sin embargo, los perfiles de tornillo sin fin de tres pasos no están limitados en absoluto a 4 arcos circulares. Más bien se puede recurrir a un número discrecional de arcos circulares para la generación de perfiles de tornillo sin fin de tres pasos.

Figura 21: las Figuras 21a a 21c muestran formas de realización preferentes de una colocación excéntrica de perfiles de tornillo sin fin de tres pasos. La Figura 21a muestra una colocación excéntrica de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos de acuerdo con la Figura 18c. La Figura 21b muestra una colocación excéntrica de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos de acuerdo con la Figura 19c. La Figura 21c muestra una colocación excéntrica de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos de acuerdo con la Figura 20c. El radio de carcasa virtual asciende a RV = 0,5567 y es menor que el radio de carcasa RG (RG = 0,63). Los demás parámetros geométricos pueden obtenerse de las figuras individuales. Los perfiles de tornillo sin fin autolimpiantes, que engranan de forma estrecha, de tres pasos, colocados de forma excéntrica están caracterizados porque la separación mínima de los perfiles de tornillo sin fin con respecto a la carcasa independientemente de la dirección de desplazamiento es igual de grande para el árbol izquierdo y derecho. Los perfiles de tornillo sin fin de tres pasos en las Figuras 21a a 21c están colocados respectivamente de forma excéntrica, de tal manera que respectivamente un punto de las regiones de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin se pone en contacto con la carcasa, de tal manera que se consigue una obturación de la región de engranaje. El perfil de tornillo sin fin de tres pasos colocado excéntricamente conduce a un perfil de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención con una secuencia de región de obturación - región de transición - región de canal - región de transición. La obturación se realiza por tanto a través de dos de las tres crestas de un elemento de tornillo sin fin de tres pasos.

Los perfiles de tornillo sin fin de tres pasos se desplazan en dirección a una de sus regiones de surco desde la posición céntrica. en las Figuras 21a a 21c se realizó el desplazamiento a lo largo de la línea de unión de los dos puntos de giro de los perfiles de tornillo sin fin. La magnitud del desplazamiento con el que se consigue una obturación de la región de engranaje depende del perfil de tornillo sin fin seleccionado.

Figura 22: las Figuras 22a a 22c muestran otras formas de realización preferentes de una colocación excéntrica de perfiles de tornillo sin fin de tres pasos. La Figura 22a muestra una colocación excéntrica de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos de acuerdo con la Figura 18c. La Figura 22b muestra una colocación excéntrica de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos de acuerdo con la Figura 19c. La Figura 22c muestra una colocación excéntrica de un perfil de tornillo sin fin de tres pasos de acuerdo con la Figura 20c. El radio de carcasa virtual asciende a RV=0,5567 y es menor que el radio de carcasa RG (RG=0,63). Los demás parámetros geométricos pueden obtenerse de las figuras individuales. Los perfiles de tornillo sin fin en las Figuras 22a a 22c están colocados respectivamente de forma excéntrica, de tal manera que solamente un punto de una región de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin se pone en contacto con la carcasa. La magnitud del desplazamiento necesario para esto depende de la dirección del desplazamiento.

Se pueden seleccionar además colocaciones excéntricas de los perfiles de tornillo sin fin en las que ningún punto de las regiones de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin se ponga en contacto con la

carcasa. en general, mediante la colocación excéntrica del perfil de tornillo sin fin de un elemento de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención se puede ajustar el grado de una obturación en forma de línea o punto de la región de engranaje. Particularmente, por ello se puede ajustar de forma dirigida el esfuerzo mecánico y térmico del fluido viscoso en la región de la obturación. Particularmente se puede adaptar el grado de la obturación de la región de engranaje en las regiones de cresta dependiendo de la dirección de giro de los elementos de tornillo sin fin. La máxima separación de las regiones de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin de la carcasa se encuentra preferentemente en el intervalo de 0 a 0,05 veces la separación entre ejes, de forma particularmente preferente en el intervalo de 0 a 0,025 veces la separación entre ejes.

Como sabe el experto, todos los elementos de tornillo sin fin en la práctica necesitan una cierta holgura y, de hecho, tanto entre sí como con respecto a la carcasa. Para los perfiles de tornillo sin fin de tres pasos colocados de forma excéntrica y los elementos de tornillo sin fin resultantes a partir de esto se aplican las estrategias de holgura que ya se han mencionado y las magnitudes de holgura que ya se han mencionado de acuerdo con la Figura 15. Además es posible desplazar los perfiles de tornillo sin fin a fabricar dentro de las holguras. Se cumplen a este respecto las afirmaciones de acuerdo con la Figura 16.

En las Figuras 21 a 22 se muestran perfiles de tornillo sin fin de tres pasos colocados de forma excéntrica, en los que un sexto del perfil de tornillo sin fin está compuesto de como máximo 4 arcos circulares. Sin embargo, la invención no está limitada a perfiles de tornillo sin fin de tres pasos colocados de forma excéntrica en los que un sexto del perfil de tornillo sin fin está compuesto de como máximo 4 arcos circulares. Más bien se puede recurrir a un número discrecional de arcos circulares para la generación de perfiles de tornillo sin fin usados de acuerdo con la invención.

La Figura 23a muestra de forma ilustrativa un par de un elemento de traslación de tres pasos excéntrico usado de acuerdo con la invención que se basa en el perfil de tornillo sin fin de acuerdo con la Figura 19c. El radio de carcasa asciende a RG = 0,63 y el radio de carcasa virtual a RV = 0,5567. La holgura entre los dos elementos de traslación asciende a S = 0,02. La holgura entre los dos elementos de traslación y la carcasa asciende a D = 0,01. La altura de paso de los elementos de traslación asciende a T = 1,2. La longitud de los elementos de traslación asciende a 1,2, lo que se corresponde con un giro de los perfiles de tornillo sin fin en un ángulo de 2π. La carcasa se representa por delgadas líneas continuas a la izquierda y a la derecha de los dos elementos de traslación. Sobre las superficies de los dos elementos de traslación está representada además una posible rejilla de cálculo que se puede usar para el cálculo del flujo en extrusoras de dos y varios árboles.

La Figura 23b muestra de forma ilustrativa un par de un elemento de amasado de tres pasos excéntrico usado de acuerdo con la invención que se basa en el perfil de tornillo sin fin de acuerdo con la Figura 19c. El radio de carcasa asciende a RG = 0,63 y el radio de carcasa virtual a RV = 0,5567. La holgura entre los discos de amasado de los dos elementos de amasado asciende a S = 0,02. La holgura entre los discos de amasado de los dos elementos de amasado y la carcasa asciende a D = 0,01. El elemento de amasado está compuesto de 7 discos de amasado, que están desplazados entre sí respectivamente un ángulo de π/3 con paso a la derecha. El primer y el último disco de amasado poseen una longitud de 0,09. Los discos de amasado centrales poseen una longitud de 0,18. El surco entre los discos de amasado posee una longitud de 0,02. La carcasa se representa por delgadas líneas continuas a la izquierda y la derecha de los dos elementos de amasado. Sobre las superficies de los dos elementos de amasado está representada además una posible rejilla de cálculo que se puede usar para el cálculo del flujo en extrusoras de dos y varios árboles.

Las Figuras 18 a 20 muestran perfiles de tornillo sin fin de tres pasos en los que el radio externo de tornillo sin fin RA adimensional tiene los valores 0,53, 0,5433, 0,5567 y 0,57. Los perfiles de tornillo sin fin de tres pasos no están limitados a estos valores discretos del radio externo de tornillo sin fin adimensional. Más bien se pueden usar perfiles de tornillo sin fin de tres pasos con un radio externo de tornillo sin fin adimensional en el intervalo de RA = 0,505 a RA = 0,577, preferentemente en el intervalo de RA = 0,51 a RA = 0,57.

Las Figuras 21 a 23 muestran perfiles de tornillo sin fin de tres pasos colocados excéntricamente y elementos de tornillo sin fin en los que el radio de carcasa RG adimensional es igual a 0,63 y el radio de carcasa virtual RV es igual a 0,5567. Los perfiles de tornillo sin fin de tres pasos colocados excéntricamente de elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención no están limitados a este valor discreto del radio de carcasa o del radio de carcasa virtual. en el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden colocar perfiles de tornillo sin fin de tres pasos colocados excéntricamente en una carcasa con un radio RG en el intervalo de 0,51 a 0,707, preferentemente en el intervalo de 0,52 a 0,7, encontrándose el radio de carcasa virtual con un radio RV en el intervalo de 0,505 a 0,577, preferentemente en el intervalo de 0,51 a 0,57.

Las Figuras 24a a 24f muestran la transición de un par de perfiles de tornillo sin fin de dos pasos a un par de perfiles de tornillo sin fin de un paso. Todas estas figuras presentan la misma estructura, que se describe a continuación con detalle. El perfil de tornillo sin fin generatriz se representa por el perfil de tornillo sin fin izquierdo. El perfil de tornillo sin fin generado se representa por el perfil de tornillo sin fin derecho. Ambos perfiles de tornillo sin fin están compuestos de 16 arcos circulares. Los arcos circulares del perfil de tornillo sin fin generatriz y del generado están identificados por gruesas líneas continuas que están provistas de los respectivos números de los arcos circulares. Debido a los múltiples arcos circulares y debido a la generación de las figuras mediante un programa

informático puede ocurrir que los números de arcos circulares individuales se solapen y, por tanto, sean difíciles de leer, véase, por ejemplo, los arcos circulares 3', 4' y los arcos circulares 5', 6', 7' en la Figura 24a. A pesar de la parcial escasa legibilidad de los números individuales, es evidente la estructura de los perfiles a partir del contexto junto con esta descripción.

Los puntos centrales de los arcos circulares se representan por pequeños círculos. Los puntos centrales de los arcos circulares están unidos con delgadas líneas continuas tanto con el punto inicial como con el punto final del correspondiente arco circular. El radio externo de tornillo sin fin es aproximadamente igual de grande respectivamente para el perfil de tornillo sin fin generatriz y generado. en la región de la carcasa de tornillo sin fin, el radio externo de tornillo sin fin está identificado por una delgada línea discontinua, en la región de engranaje, por una delgada línea de puntos.

La Figura 24a muestra un par de perfiles de tornillo sin fin de dos pasos con los que se inicia la transición. El perfil de tornillo sin fin generatriz y el generado son simétricos entre sí. Los arcos circulares 1 y 9 del perfil de tornillo sin fin generatriz se ponen en contacto a lo largo de toda su longitud con el radio externo de tornillo sin fin. Los arcos circulares 4, 5 y 12, 13 del perfil de tornillo sin fin generatriz se ponen en contacto a lo largo de toda su longitud con el radio del centro. Los arcos circulares 4', 5' y 12', 13' del perfil de tornillo sin fin generado se ponen en contacto a lo largo de toda su longitud con el radio externo de tornillo sin fin. Los arcos circulares 1' y 9' del perfil de tornillo sin fin generado se ponen en contacto a lo largo de toda su longitud con el radio del centro.

La Figura 24f muestra un par de perfiles de tornillo sin fin de un paso con los que termina la transición. El perfil de tornillo sin fin tornillo sin fin generatriz y el generado son simétricos entre sí. Los arcos circulares 1 y 12 del perfil de tornillo sin fin generatriz se ponen en contacto a lo largo de toda su longitud con el radio externo de tornillo sin fin. Los arcos circulares 4 y 9 del perfil de tornillo sin fin generatriz se ponen en contacto a lo largo de toda su longitud con el radio del centro. Los arcos circulares 4' y 9' del perfil de tornillo sin fin generado se ponen en contacto a lo largo de toda su longitud con el radio externo de tornillo sin fin. Los arcos circulares 1' y 12' del perfil de tornillo sin fin generado se ponen en contacto a lo largo de toda su longitud con el radio del centro.

La Figura 24b muestra un par de perfiles de transición, en los que la transición de los perfiles de tornillo sin fin de dos pasos a los perfiles de tornillo sin fin de un paso está completada al 20%. La Figura 24c muestra un par de perfiles de transición en los que la transición está completada al 40%. La Figura 24d muestra un par de perfiles de transición en los que la transición está completada al 60%. La Figura 24e muestra un par de perfiles de transición en los que la transición está completada al 80%.

La transición se realiza de tal manera que siempre el arco circular 1 del perfil de tornillo sin fin generatriz a lo largo de toda su longitud se pone en contacto con el radio externo de tornillo sin fin RA adimensional, por lo que el arco circular 1' correspondiente del perfil de tornillo sin fin generado a lo largo de toda su longitud se pone en contacto con el radio del centro RI' adimensional. La transición se realiza de tal manera que siempre el arco circular 4' del perfil de tornillo sin fin generado se pone en contacto con el radio externo de tornillo sin fin RA' adimensional, por lo que el arco circular 4 correspondiente del perfil de tornillo sin fin generatriz se pone en contacto con el radio del centro RI adimensional. Por el hecho de que siempre un arco circular del perfil de tornillo sin fin generatriz y del generado se encuentra sobre o se pone en contacto con el radio externo de tornillo sin fin, se garantiza durante toda la transición la limpieza de la superficie interna de la carcasa. Además, en las Figuras 24b a 24e se puede ver que el perfil de tornillo sin fin generatriz y el generado son asimétricos. Un par de elementos de transición está compuesto siempre de un primer elemento de transición que se basa en los perfiles de transición generatrizes y un segundo elemento de transición que se basa en los perfiles de transición generados.

La Figura 24 muestra perfiles de transición en los que el radio externo de tornillo sin fin adimensional del perfil de tornillo sin fin generatriz y el radio externo de tornillo sin fin adimensional del perfil de tornillo sin fin generado se encuentran en el intervalo de RA = 0,6146 a RA = 0,6288. en el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden usar perfiles de tornillo sin fin con un radio externo de tornillo sin fin adimensional del perfil de tornillo sin fin entre RA mayor de 0 y RA menor o igual a 1, preferentemente en el intervalo de RA = 0,52 a RA = 0,707.

La Figura 26 muestra una carcasa de tornillo sin fin con forma de ocho con dos perforaciones. La región en la que se penetran dos perforaciones de carcasa se denomina región de engranaje. Las dos intersecciones de dos perforaciones de carcasa se denominan engranaje de carcasa. Adicionalmente están dibujado el ángulo de abertura δ_gz entre los dos engranajes de carcasa.

La Figura 27 muestra los ángulos δ_fb1, δ_fb2, δ_nb1, δ_nb2, δ_kb1, δ_kb2 y δ_gb mediante un perfil de tornillo sin fin usado de acuerdo con la invención.

La Figura 28 muestra una extrusora de doble tornillo sin fin. La extrusora presenta una estructura de 5 partes de carcasa (1-5) en la que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (6). La carcasa (2) contiene un punto de medición (10) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) contiene una abertura de desgasificación (7). La carcasa (4) está cerrada y la carcasa (5) es una brida que transforma la sección transversal

de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo sin fin a una conducción tubular (8). en la brida está colocado un sensor de temperatura de masa fundida (12). Después de la brida sigue una válvula (9) para la regulación. El diámetro interno de la válvula (9) y la conducción (8) asciende a respectivamente 15 mm, la longitud de la válvula a 95 mm y la longitud de la conducción a 120 mm. El número (13) es un sensor de presión y el número (11), un sensor de temperatura en la conducción de masa fundida.

La Figura 29 muestra una extrusora de doble tornillo sin fin. La extrusora presenta una estructura de 8 partes de carcasa (1-8) en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido.

La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). en la conducción tubular se asienta un sensor de temperatura de masa fundida (II). La carcasa (2) contiene un punto de medición (12) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene una abertura de desgasificación (10). La carcasa (5) contiene un punto de medición (13) para un sensor de temperatura de masa fundida. Las carcasas (6) y (7) están cerradas y la carcasa (8) contiene un punto de medición

(14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (8) está abierta en el extremo, de tal manera que se puede ver la perforación con forma de ocho de la carcasa. Un termómetro manual (15) sirve para la medición de la temperatura de masa fundida.

La Figura 30 muestra una extrusora de doble tornillo sin fin. La extrusora presenta una estructura de 9 partes de carcasa (1-9) en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (12). en la conducción tubular se asienta un sensor de temperatura de masa fundida (18). La carcasa (2) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene una abertura de desgasificación (13). La carcasa (5) contiene un punto de medición (15) para un sensor de temperatura de masa fundida. Las carcasas (6) y (7) están cerradas y la carcasa (8) contiene un punto de medición (16) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (9) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo en una conducción tubular (10). en la brida está colocado un sensor de temperatura de masa fundida (17). Después de la brida sigue una válvula (11) para la regulación. El diámetro interno de la válvula (11) y la conducción (10) asciende respectivamente a 15 mm, la longitud de la válvula a 95 mm y la longitud de la conducción a 120 mm. en la conducción tubular (19) está colocado un sensor de presión (19).

La Figura 31 muestra una extrusora de doble tornillo sin fin con una estructura de 6 carcasas (1-6) en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 32Mc con 32 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra el granulado (12). Las demás carcasas (2-6) están cerradas y al final hay una boquilla de ranura ancha (7).

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. en la zona de entrada (9), los árboles de tornillo sin fin están equipados con elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 42 mm y 63,5 mm. La zona de entrada llega hasta el centro de la carcasa (4), después comienza la zona de fusión (10). La zona de fusión (10) llega hasta el final de la quinta carcasa (5) y está compuesta de bloques de amasado de tres pasos y bloques de amasado de transición de dos a tres pasos y viceversa. A esto sigue la zona de descarga (11).

La Figura 32 muestra una extrusora de doble tornillo sin fin con una estructura de 11 carcasas (1-11), en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 32Mc con 32 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra el granulado (12). Las demás carcasas (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10) están cerradas a excepción de la carcasa (9), allí hay una abertura de desgasificación (13). en el final está montada una boquilla de cuatro orificios (11).

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo en la zona de entrada (14), los árboles de tornillo sin fin están equipados con elementos de traslación de dos pasos. La zona de entrada (14) llega hasta el comienzo de la carcasa (7), después comienza la zona de fusión (15). La zona de fusión (15) llega hasta el centro de la carcasa (8) y está compuesta de bloques de amasado de tres pasos y bloques de amasado de transición de dos a tres pasos y viceversa. La zona de descarga (16) o la zona de formación de presión comienza en el centro de la carcasa (9) después de la zona de fusión.

La Figura 33 muestra una extrusora de doble tornillo sin fin. La extrusora presenta una estructura de siete carcasas (1-7), en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la segunda carcasa (2) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (5) contiene una abertura de desgasificación (10). Las carcasas (6) y (7) están cerradas. La carcasa (8) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo en una conducción tubular (13) redonda. Después de la brida sigue una válvula (12) para la regulación. El diámetro interno

de la válvula y la conducción asciende a 15 mm con longitud de 95 mm de la válvula y 120 mm de la conducción. en la conducción tubular (13) redonda está instalado un sensor de presión (11). Un termómetro manual (15) sirve para la medición de la temperatura de masa fundida en la salida.

Ejemplos

En los Ejemplos 1 - 11 se presentan ensayos en una ZSK 40 Sc de Coperion Werner y Pfleiderer y una ZSK 32 Mc de Coperion Werner y Pfleiderer. La ZSK 32 Mc tiene una separación entre ejes de 26,2 mm y un diámetro de carcasa de 31,8 mm. La ZSK 40 Sc tiene una separación entre ejes de 33,4 mm y un diámetro de carcasa de 40,3 mm. El ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa δ_gz asciende en la ZSK 32 Mc a aproximadamente a 69° y en la ZSK 40 Sc aproximadamente a 68°. Los el ementos de traslación de dos pasos usados en los ejemplos con un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de acuerdo con el estado de la técnica tienen en la ZSK 32 Mc un ángulo de cresta de aproximadamente 20° y en la ZSK 4 0 Sc un ángulo de cresta de aproximadamente 21°. Los elementos de traslación de un paso usados en los ejemplos con un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de acuerdo con el estado de la técnica tienen en la ZSK 40 Sc un ángulo de cresta de aproximadamente 110º. Los elementos de traslación usados de acuerdo con la invención usados en los ejemplos tienen en la ZSK 32 Mc un ángulo de obturación de aproximadamente 106°, compuesto de un ángulo de cresta δ_kb1 de aproximadamente 9°, un ángulo de flanco δ_fb1 de aproximadamente 88° y un ángulo de cresta δ_kb2 de aproximadamente 9° y un ángulo de canal de aproximadamente 110°, compuesto de un ángulo de surco δ_nb1 de aproximadamente 12°, un ángulo de flanco δ_fb2 de aproximadamente 86° y un ángulo de surco δ_kb2 de aproximadamente 12°. Los elementos de trasl ación usados de acuerdo con la invención usados en los ejemplos tienen en la ZSK 40 Sc un ángulo de obturación de aproximadamente 104°, compuesto de un ángulo de cre sta δ_kb1 de aproximadamente 3°, un ángulo de flanco δ_fb1 de aproximadamente 98° y un ángulo de cresta δ_kb2 de aproximadamente 3° y un ángulo de canal de aproximadamente 110°, compuesto de un ángulo de sur co δ_nb1 de aproximadamente 8°, un ángulo de flanco δ_fb2 de aproximadamente 94° y un ángulo de surco δ_kb2 de aproximadamente 8°.

En la ZSK40 Sc en algunos puntos están incluidas placas intermedias que sirven para el alojamiento de la técnica de medición (véase, por ejemplo, Figura 29, placa intermedia (2)). Estas placas intermedias se denominan en lo sucesivo de forma simplificada asimismo carcasa.

Ejemplo comparativo 1

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 28) presenta una estructura de 5 partes de carcasa en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa polimérica a través de una conducción tubular calentada (6). La carcasa (2) contiene un punto de medición (10) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) contiene una abertura de desgasificación (7). La carcasa (4) está cerrada y la carcasa (5) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo sin fin a una conducción tubular (8). Después de la brida sigue una válvula (9) para la regulación. El diámetro interno de la válvula (9) y la conducción (8) asciende respectivamente a 15 mm, la longitud de la válvula a 95 mm y la longitud de la conducción a 120 mm.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm que está dispuesto en el estado montado por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (10). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 8 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 40 mm y la longitud 40 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 40 mm y la longitud 20 mm.

Con un número de revoluciones de 250 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Makrolon® 2805 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió a diferentes presiones, ajustadas a través del sensor de presión

(13) delante de la válvula (9) la temperatura (12) de la masa fundida en el final de la extrusora en la brida (5). Además se ha medido la temperatura de entrada de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin (11). Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5), las conducciones (6, 8) y la válvula (9) a este respecto se calentaron a 290 ºC. Los resultados están representados en la Tabla 1.

Tabla 1

Presión delante de la válvula: 2,06 MPa 4,04 MPa 6,01 MPa 7,98 MPa

Temperatura entrada (11): 320 °C 320 °C 319 °C 319 °C

Temperatura salida (12): 334 °C 338 °C 342°C 346 °C

Diferencia de temperatura salida-entrada: 14 °C 18 °C 23 °C 27 °C

Ejemplo 2

La extrusora se estructuró como en el Ejemplo 1. La dotación de árboles se modificó en comparación con el Ejemplo 1 detrás del manguito del siguiente modo: los 8 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 40 mm y la longitud 40 mm y el elemento de traslación con la altura de paso 40 mm y la longitud 20 mm se sustituyeron por elementos de traslación de acuerdo con la invención. Los elementos de traslación tienen una altura de paso de 30 mm y la longitud de 30 mm y se han colocado 11 piezas sobre el árbol. Con un número de revoluciones de 250 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Makrolon® 2805 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió a diferentes presiones delante de la válvula (9) la temperatura (12) de la masa fundida al final de la extrusora en la brida (5). Además se ha medido la temperatura de entrada (11) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5), conducciones (6, 8) y la válvula (9) se calentaron a este respecto a 290 ºC.

El aumento entre la temperatura de entrada de masa fundida y salida de masa fundida es claramente menor con el uso de los elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención en comparación con los elementos de dos pasos convencionales del Ejemplo 1, como muestran los resultados de la Tabla 2.

Tabla 2

Presión delante de la válvula: 2,03 MPa 4,01 MPa 6,02 MPa 8,01 MPa

Temperatura entrada (11): 321 °C 321 °C 322 °C 322 °C

Temperatura salida (12): 328 °C 331 °C 334 °C 336 °C

Diferencia de temperatura salida-entrada: 7 °C 10 °C 12 °C 14 °C

Ejemplo 3

La extrusora se estructuró como en el Ejemplo 1. La dotación de árboles se modificó en comparación con el Ejemplo 1 detrás del manguito del siguiente modo: los 8 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 40 mm y la longitud 40 mm y el elemento de traslación con la altura de paso 40 mm y la longitud 20 mm se sustituyeron por elementos de traslación de tornillo sin fin de acuerdo con la invención y elementos de un paso clásicos. Ambos tipos de elementos tienen una altura de paso de 30 mm y la longitud de 30 mm y se han colocado 5 piezas de los elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención y detrás de estos 6 elementos de un paso clásicos con una altura de paso de 30 mm y una longitud de 30 mm sobre el árbol. Con un número de revoluciones de 250 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Makrolon® 2805 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió a diferentes presiones delante de la válvula (9) la temperatura (12) de la masa fundida al final de la extrusora en la brida (5). Además se ha medido la temperatura de entrada (11) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5), las conducciones (6, 8) y la válvula (9) se calentaron a este respecto a 290 ºC.

El ejemplo compara los elementos de traslación de un paso clásicos con los elementos de traslación de acuerdo con la invención. Los resultados en la Tabla 3 muestran temperaturas claramente mayores con los elementos de un paso clásicos.

Tabla 3

Presión delante de la válvula: 2,07 MPa 3,98 MPa 6,02 MPa 7,99 Mpa

Temperatura entrada (11): 320 °C 320 °C 320 °C 320 °C

Temperatura salida (12): 334 °C 337 °C 340 °C 342 °C

Diferencia de temperatura salida-entrada: 14 °C 17 °C 20 °C 22 °C

Ejemplo comparativo 4

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 29) presenta una estructura de 8 partes de carcasa en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (2) contiene un punto de medición (12) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene una abertura de desgasificación (10). La carcasa (5) contiene un punto de medición (13) para un sensor de temperatura de masa fundida. Las carcasas (6) y (7) están cerradas y la carcasa (8) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (8) está abierta en el extremo, de tal manera que se puede ver la perforación con forma de ocho de la carcasa.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm que está dispuesto en el estado montado por debajo del sensor de temperatura de masa fundida

(12). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 35 mm y un diámetro de 26 mm que está dispuesto en el estado montado por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (13). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 8 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 40 mm y la longitud 40 mm.

Con distintos números de revoluciones de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Makrolon® 2805 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió la temperatura (punto de medición (14)) de la masa fundida al final de la extrusora. Adicionalmente se midió la temperatura con un termómetro manual (15) que se sostuvo en la salida abierta en la masa fundida. Además se ha medido la temperatura de entrada (punto de medición (11)) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) y la conducción (9) se calentaron a este respecto a 290 ºC. Los resultados están representados en la Tabla 4.

Tabla 4

Revoluciones rpm: 100 150 200 250 300 350

Temperatura entrada (11): 319 °C 319 °C 318 °C 318 °C 318 °C 317 °C

Temperatura salida (15): 324 °C 334 °C 339 °C 348 °C 350 °C 349 °C

Diferencia de temperatura salida-entrada: 5 °C 15 °C 21 °C 30 °C 32 °C 32 °C

Ejemplo 5

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 29) presenta una estructura de 8 partes de carcasa en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (2) contiene un punto de medición (12) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene una abertura de desgasificación (10). La carcasa (5) contiene un punto de medición (13) para un sensor de temperatura de masa fundida. Las carcasas (6) y (7) están cerradas y la carcasa (8) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (8) está abierta en el extremo de tal manera que se puede ver la perforación con forma de ocho de la carcasa.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm, que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (12). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 35 mm y un diámetro de 26 mm, que está dispuesto en el estado montado por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (13). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 11 elementos de traslación de acuerdo con la invención con la altura de paso 30 mm y la longitud 30 mm.

Con diferentes números de revoluciones de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Makrolon® 2805 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió la temperatura (punto de medición (14)) de la masa fundida al final de la extrusora. Adicionalmente se midió la temperatura con un termómetro manual (15) que se sostuvo en la salida abierta en la masa fundida. Además se ha medido la temperatura de entrada (punto de medición (11)) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) y la conducción (9) se calentaron a este respecto a 290 ºC. Los resultados en la Tabla 5 muestran claramente menores temperaturas y diferencias de temperatura entre la entrada (11) y salida (15) que en el Ejemplo 4 en la Tabla 4.

Tabla 5

Revoluciones rpm: 100 150 200 250 300 350

Temperatura entrada (11): 321 °C 318 °C 318 °C 319 °C 319 °C 318 °C

Temperatura salida (15): 321 °C 331 °C 333 °C 329 °C 342 °C 351 °C

Diferencia de temperatura salidaentrada: 0 °C 13 °C 15 °C 10 °C 23 °C 33 °C

Ejemplo 6

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 29) presenta una estructura de 8 partes de carcasa en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (2) contiene un punto de medición (12) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene una abertura de desgasificación (10). La carcasa (5) contiene un punto de medición (13) para un sensor de temperatura de masa

fundida. Las carcasas (6) y (7) están cerradas y la carcasa (8) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (8) está abierta en el extremo de tal manera que se puede ver la perforación con forma de ocho de la carcasa.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm, que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (12). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 35 mm y un diámetro de 26 mm, que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (13). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de acuerdo con la invención con la altura de paso 30 mm y la longitud 30 mm. Después se equipó el árbol con 6 elementos de traslación de un paso clásicos con una longitud de 30 mm y un altura de paso de 30 mm.

Con distintos números de revoluciones de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Makrolon® 2805 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió la temperatura (punto de medición (14)) de la masa fundida al final de la extrusora. A continuación se midió la temperatura con un termómetro manual (15) que se sostuvo en la salida abierta en la masa fundida. Además se ha medido la temperatura de entrada (punto de medición (11)) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) y la conducción (9) se calentaron a este respecto a 290 ºC. Los resultados en la Tabla 6 muestran claramente mayores temperaturas y diferencias de temperatura entre la entrada (11) y salida (15) que en el procedimiento de acuerdo con la invención en el Ejemplo 5 en la Tabla 5.

Tabla 6

Número de revoluciones rpm: 100 150 200 250 350

Temperatura entrada (11): 317 °C 317 °C 318 °C 317 °C 318 °C

Temperatura salida (15): 321 °C 330 °C 338 °C 345 °C 350 °C

Diferencia de temperatura salidaentrada: 4 °C 13 °C 20 °C 28 °C 31 °C

Ejemplo comparativo 7

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 30) presenta una estructura de 9 partes de carcasa en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (12). La carcasa (2) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene una abertura de desgasificación (13). La carcasa (5) contiene un punto de medición (15) para un sensor de temperatura de masa fundida. Las carcasas (6) y (7) están cerradas y la carcasa (8) contiene un punto de medición (16) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (9) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo en una conducción tubular (10). Después de la brida sigue una válvula (11) para la regulación. El diámetro interno de la válvula (11) y la conducción (10) asciende respectivamente a 15 mm, la longitud de la válvula a 95 mm y la longitud de la conducción a 120 mm.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (14). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 35 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (15). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 8 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 40 mm y la longitud 40 mm.

Con distintos números de revoluciones de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Bayblend® T45 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió la temperatura (punto de medición (17)) de la masa fundida al final de la extrusora. Además se ha medido la temperatura de entrada (punto de medición (18)) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), la conducción (10, 12) y la válvula (11) se calentaron a este respecto a 240 ºC. La válvula (11) está completamente abierta. Los resultados están representados en la Tabla 7.

Tabla 7

Número de revoluciones rpm: 150 250 350

Temperatura entrada (18): 274 °C 274 °C 274 °C

Temperatura salida (17): 285 °C 292 °C 300 °C

Diferencia de temperatura salidaentrada: 11 °C 18 °C 26 °C

Ejemplo 8

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 30) presenta una estructura de 9 partes de carcasa en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (12). La carcasa (2) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene una abertura de desgasificación (13). La carcasa (5) contiene un punto de medición (15) para un sensor de temperatura de masa fundida. Las carcasas (6) y (7) están cerradas y la carcasa (8) contiene un punto de medición (16) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (9) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo en una conducción tubular (10). Después de la brida sigue una válvula (11) para la regulación. El diámetro interno de la válvula (11) y la conducción (10) asciende a respectivamente 15 mm, la longitud de la válvula a 95 mm y la longitud de la conducción a 120 mm.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (14). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 35 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (15). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 11 elementos de traslación de acuerdo con la invención de la altura de paso 30 mm y la longitud 30 mm.

Con distintos números de revoluciones de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Bayblend® T45 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió la temperatura (punto de medición (17)) de la masa fundida al final de la extrusora. Además se ha medido la temperatura de entrada (punto de medición (18)) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), la conducción (10, 12) y la válvula (11) se calentaron a este respecto a 240 ºC. La válvula (11) está completamente abierta. Los resultados están representados en la Tabla 8 y muestran menores temperaturas que en el Ejemplo 7 en la Tabla 7.

Tabla 8

Número de revoluciones rpm: 150 250 350

Temperatura entrada (18): 275 °C 275 °C 273 °C

Temperatura salida (17): 281 °C 291 °C 297 °C

Diferencia de temperatura salida-entrada: 6 °C 16 °C 24 °C

Ejemplo comparativo 9

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen dos elementos de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (14). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud

60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 35 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (15). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 8 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 40 mm y la longitud 40 mm.

Con un número de revoluciones de 250 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Bayblend® T45 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió a diferentes presiones (sensor de medición de presión (19) delante de la válvula (11) la temperatura (punto de medición (17)) de la masa fundida al final de la extrusora en la brida (9). Además se ha medido la temperatura de entrada (punto de medición (18)) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), la conducción (10, 12) y la válvula (11) se calentaron a este respecto a 240 ºC. Los resultados están representados en la Tabla 9.

Tabla 9

Presión delante de la válvula en MPa: 1,3 4,0 7,0

Temperatura entrada (18): 273 °C 274 °C 273 °C

Temperatura salida (17): 291 °C 296 °C 301 °C

Diferencia de temperatura salidaentrada: 18 °C 220 °C 28 °C

Ejemplo 10

Con un número de revoluciones de 250 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Bayblend® T45 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió a diferentes presiones (sensor de medición de presión (19) delante de la válvula (11) la temperatura (punto de medición (17)) de la masa fundida al final de la extrusora en la brida (9). Además se ha medido la temperatura de entrada (punto de medición (18)) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), la conducción (10, 12) y la válvula (11) se calentaron a este respecto a 240 ºC. Los resultados están representados en la Tabla 10 y muestran menores temperaturas que en el Ejemplo 9 en la Tabla 9.

Tabla 10

Presión delante de la válvula en MPa: 2,04 3,98 7,03

Temperatura entrada (18): 275 °C 275 °C 275 °C

Temperatura salida (17): 289 °C 292 °C 298 °C

Diferencia de temperatura salida-entrada: 14 °C 17 °C 23 °C

Ejemplo 11

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 30) presenta una estructura de 9 partes de carcasa en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (12). La carcasa (2) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene una abertura

de desgasificación (13). La carcasa (5) contiene un punto de medición (15) para un sensor de temperatura de masa fundida. Las carcasas (6) y (7) están cerradas y la carcasa (8) contiene un punto de medición (16) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (9) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo en una conducción tubular (10). Después de la brida sigue una válvula (11) para la regulación. El diámetro interno de la válvula (11) y la conducción (10) asciende respectivamente a 15 mm, la longitud de la válvula a 95 mm y la longitud de la conducción a 120 mm.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (14). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 35 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (15). Siguiendo a esto está equipado el árbol con 5 elementos de traslación de acuerdo con la invención de la altura de paso 30 mm y la longitud 30 mm. A esto siguen 6 elementos de traslación de un paso clásicos con la altura de paso 30 mm y la longitud 30 mm.

Con un número de revoluciones de 250 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h de Hayblend® T45 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) se midió a diferentes presiones (sensor de medición de presión (19) delante de la válvula (11) la temperatura (punto de medición (17)) de la masa fundida al final de la extrusora en la brida (9). Además se ha medido la temperatura de entrada (punto de medición (18)) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin. Las carcasas de extrusora (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), la conducción (10, 12) y la válvula (11) se calentaron a este respecto a 240 ºC. Los resultados están representados en la Tabla 11 y muestran mayores temperaturas que en el Ejemplo 10 en la Tabla 10.

Tabla 11

Presión delante de la válvula en MPa: 2,01 4,01 7,06

Temperatura entrada (18): 278 °C 278 °C 278 °C

Temperatura salida (17): 296 °C 302 °C 303 °C

Diferencia de temperatura salidaentrada: 18 °C 24 °C 25 °C

Los Ejemplos 12 y 13 para la fusión se llevaron a cabo en una ZSK 32Mc (Coperion Werner y Pfleiderer) con una mezcla de Makrolon® 3108 (fabricante: Bayer MaterialScience AG) y ODS® 2015 (fabricante: Bayer MaterialScience AG). El Makrolon® 3108 se tiñó de morado con Makrolex® 420 coloreado al 1%. Los experimentos se llevaron a cabo con la estructura de la Figura 31. La proporción de Makrolon® 3108 y ODS® 2015 es del 25% al 75% (%=% en masa).

La extrusora tiene una longitud de 24 L/D. La extrusora está compuesta de una zona de entrada (9) equipada con elementos de traslación, una zona de fusión (10) ocupada con bloques de amasado y una zona de descarga (11), cuya configuración se varió. El granulado se secó previamente. La boquilla (7) en la salida de la extrusora es una boquilla de ranura ancha con una altura de hendidura de 1 mm y una anchura de 140 mm.

La película polimérica que salió de la boquilla se captó por una cámara CCD y se iluminó por detrás con una fuente luminosa. La cámara tiene 1280x960 píxeles y una resolución de 29 μm/píxel. Se captó cada segundo una imagen de la película polimérica y en total se realizaron 180 imágenes por ensayo.

Si el Makrolon® 3108 de alta viscosidad no se funde completamente, entonces se producen manchas moradas oscuras en la película polimérica que se registran mediante la cámara. El borde de la película polimérica se reconoce por la cámara y se calcula la superficie de la película polimérica en la imagen. La superficie de las manchas moradas oscuras se pone en relación con respecto a esta superficie. Esto sirve como medida de la fusión de una configuración de tornillo sin fin. Cuanto mayor es la fracción de granulados no fundidos peor es la guarnición.

Ejemplo comparativo 12

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 31) presenta una estructura de 6 carcasas (1-6) en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 32Mc con 32 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra el granulado (12). Las demás carcasas (2-6) están cerradas y al final hay una boquilla de ranura ancha (7).

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. en la zona de entrada (9), los árboles de tornillo sin fin están equipados con elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 42 mm y 63,5 mm. La zona de entrada llega hasta el centro de la carcasa (4), después comienza la zona de fusión (10). La zona de fusión (10) llega hasta el final de la quinta carcasa (5) y está compuesta de bloques

de amasado de tres pasos y bloques de amasado de transición de dos a tres pasos y viceversa. La zona de fusión se amortiguó al final mediante ZME o bloques de amasado de paso a la izquierda.

La zona de descarga (11) o la zona de formación de presión comienza al final de la quinta carcasa. Está compuesta de un elemento de traslación de dos pasos con la longitud 28 mm y la altura de paso 28 mm. A esto siguen dos elementos de traslación con una longitud de 42 mm y una altura de paso de 42 mm. Después sigue una punta de tornillo sin fin con la altura de paso 28 mm y la longitud 42 mm.

Con un rendimiento de 130 kg/h y un número de revoluciones de 400 rpm de los árboles, el 4,53% de partes de superficie están ocupadas por granulado no fundido en la película polimérica (véase la Tabla 12).

Ejemplo 13

La estructura es la misma que en el ejemplo de referencia. Solamente la zona de descarga o la zona de formación de presión se equipó con elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención.

La zona de traslación (11) comienza al final de la quinta carcasa. Está compuesta ahora de cinco elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención con la longitud 28 mm y la altura de paso 28 mm.

Se ajustaron exactamente las mismas condiciones de funcionamiento que en el ensayo de referencia. Sorprendentemente se descubrió que la fracción de granulado no fundido desciende hasta el 1,89%. Con ello, los

elementos de tornillo sin fin de acuerdo: con la invención muestran claramente una mejora en la fusión en

comparación con el estado de la técnica actual.

Tabla 12:

Guarnición: Rendimiento en kg/h Número de revoluciones en rpm Superficie de partícula en %

Ejemplo comparativo 12: 130 400 4,53

Ejemplo 13: 130 400 1,89

Los Ejemplos 14 y 15 para la composición se llevaron a cabo en una ZSK 32Mc (Coperion Werner y Pfleiderer). Los experimentos se llevaron a cabo con la estructura de la Figura 32. La composición está compuesta de Componente A al 40,17% en masa, Componente B al 47,60% en masa, Componente C al 8,90% en masa y Componente D al 3,33% en masa

Componente A

Policarbonato lineal basado en bisfenol A con una viscosidad en solución relativa de ηrel= 1,275, medido en CH2Cl2 como disolvente a 25 ºC y a una concentración de 0,5 g/100 ml.

Componente B

Polimerizado de ABS preparado mediante polimerización en emulsión del 50% en peso con respecto al polimerizado de ABS de una mezcla de acrilonitrilo al 27% en peso y estireno al 73% en peso en presencia del 50% en peso con respecto al polimerizado de ABS de un caucho de polibutadieno reticulado en forma de partículas (tamaño de partícula medio d50 = 0,35 μm).

Componente C

Copolimerizado de estireno/acrilonitrilo con una proporción en peso de estireno/acrilonitrilo de 72:28 y una viscosidad límite de 0,55 dl/g (medición en dimetilformamida a 20 ºC).

Componente D

El componente D está compuesto de aditivos tales como agente de desmoldeo y termoestabilizante.

La extrusora tiene una longitud de 40 L/D y está compuesta de una zona de entrada (14) equipada con elementos de traslación, una zona de fusión (15) ocupada con bloques de amasado y una zona de descarga (16), cuya configuración se varió, delante de una boquilla (11). El granulado se secó previamente. La boquilla (11) en la salida de la extrusora es una boquilla de cuatro orificios. Después de la boquilla (11) se pasó el Bayblend a través de un baño de agua y se granuló.

Del granulado se tomaron muestras en el punto de funcionamiento ajustado. Se analizaron 50 granos de granulado bajo el microscopio. Los granos de granulado con forma cilíndrica se iluminaron por el lado frontal y se observaron desde el lado opuesto con el microscopio. Dependiendo de la guarnición y el punto de funcionamiento pueden verse regiones de policarbonato no fundidas en el granulado por lo demás opaco, a través de las cuales pasa la luz. Estas regiones se llaman ventanas. La cantidad de las ventanas con respecto a la muestra de 50 granos de granulado

representa una medida de la fusión. Lo óptimo es que no haya ninguna ventana.

Ejemplo Comparativo 14

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 32) presenta una estructura de 11 carcasas en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 32Mc con 32 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la primera carcasa (1) se suministra el granulado (12). Las demás carcasas (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10) están cerradas a excepción de la carcasa (9), allí hay una abertura de desgasificación (13). Al final está montada una boquilla de cuatro orificios (11).

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo en la zona de entrada (14), los árboles de tornillo sin fin están equipados con elementos de traslación de dos pasos. La zona de entrada (14) llega hasta el centro de la carcasa (7), después comienza la zona de fusión (15). La zona de fusión (15) llega hasta el centro de la carcasa (8) y está compuesta de bloques de amasado de tres pasos y bloques de amasado de transición de dos a tres pasos y viceversa. La zona de fusión se amortiguó al final mediante ZME y/o bloques de amasado de paso a la izquierda.

La zona de descarga (16) o la zona de formación de presión comienza en el centro de la carcasa (9) detrás de la zona de fusión. Está compuesta de un elemento de traslación de dos pasos con la longitud 28 mm y la altura de paso 28 mm. A esto siguen dos ZME con una longitud de 13 mm y una altura de paso de 13,5 μm. Después siguen tres elementos de traslación de dos pasos con el aumento 42 mm y la longitud 42 mm. Después siguen tres elementos de traslación de dos pasos con el aumento 28 mm y la longitud 28 mm. Ahora sigue un elemento de traslación con el aumento 28 mm y la longitud 14 mm. Al final está la punta de tornillo sin fin con una longitud de 42 mm y la altura de paso 28 mm.

Con un rendimiento de 145 kg/h y un número de revoluciones de 600 rpm de los árboles se vieron 100 ventanas en 50 granulados (véase la Tabla 13). Con un rendimiento de 160 kg/h y un número de revoluciones de 600 rpm de los árboles se vieron 211 ventanas en 50 granulados.

Ejemplo 15

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo en la zona de entrada (14), los árboles de tornillo sin fin están equipados con elementos de traslación de dos pasos. La zona de entrada (14) llega hasta el comienzo de la carcasa (7), después comienza la zona de fusión (15). La zona de fusión (15) llega hasta el centro de la carcasa (8) y está compuesta de bloques de amasado de tres pasos y bloques de amasado de transición de dos a tres pasos o viceversa. La zona de fusión se amortiguó al final mediante ZME y/o bloques de amasado de paso a la izquierda.

La zona de descarga (16) o zona de formación de presión comienza en el centro de la carcasa (8) detrás de la zona de fusión. Está compuesta de un elemento de tornillo sin fin de acuerdo con la invención de la longitud 28 mm y la altura de paso 28 mm. A esto siguen dos ZME con una longitud de 13 mm y una altura de paso de 13,5 mm. Después siguen 10 elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención con la altura de paso 28 mm y la longitud 28 mm.

Se ajustaron exactamente las mismas condiciones de funcionamiento que en el ensayo de referencia. Sorprendentemente se descubrió que se puede reducir claramente la cantidad de ventanas con los elementos de tornillo sin fin novedosos (véase la Tabla 13). Con ello, los elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención muestran claramente una mejora en la fusión de Bayblend® T45 en comparación con el estado de la técnica actual.

Tabla 13:

Guarnición: Rendimiento en kg/h Número de revoluciones en rpm Cantidad de ventanas

Ejemplo comparativo 14: 160 600 211

Ejemplo 15: 160 600 58

Ejemplo comparativo 14: 145 600 100

Ejemplo 15: 145 600 18

Los Ejemplos 16 - 19 para la traslación de polímeros se llevaron a cabo en una ZSK 40Sc (Coperion Werner y Pfleiderer). Los experimentos se llevaron a cabo con la estructura de la Figura 33.

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 33) presenta una estructura de siete carcasas (1-7) en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina tiene un diámetro de carcasa de 40 mm. A la segunda carcasa (2) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (5) contiene una abertura de desgasificación (10). Las carcasas (6) y (7) están cerradas. La carcasa (8) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo en una conducción tubular (13) redonda. Después de la brida sigue una válvula (12) para la regulación. El diámetro interno de la válvula y la conducción asciende a 15 mm con la longitud de 95 mm de la válvula y 120 mm de la conducción. Delante de la válvula (12) se mide la presión a través del sensor (11). La temperatura de salida de la masa fundida se mide mediante un termómetro manual que se sujeta en la abertura de la válvula (12).

Ejemplo comparativo 16

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 33) presenta una estructura de siete carcasas en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la segunda carcasa (2) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (5) contiene una abertura de desgasificación (10). Las carcasas (6) y (7) están cerradas. La carcasa (8) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo sin fin en una conducción tubular

(13) redonda. Después de la brida sigue una válvula (12) para la regulación. El diámetro interno de la válvula y la conducción asciende a 15 mm con la longitud de 95 mm de la válvula y 120 mm de la conducción.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con tres elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen cinco elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (14). Detrás del manguito se asienta un ZME con una longitud de 20 mm y una altura de paso de 10 mm. Siguiendo a esto está equipado el árbol con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y con un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm.

Siguiendo a esto está equipado el árbol con ocho elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 40 mm y la longitud 40 mm.

Con un número de revoluciones de 250 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h se midió a distintas presiones (sensor de medición de presión (11)) delante de la válvula (12) el aumento de temperatura. Se operó con los siguientes materiales: Polypropylen®, Polystyrol®, Pocan®. La temperatura (punto de medición 14) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin se midió. Adicionalmente se midió la temperatura con un termómetro manual (15) en la salida del tubo. El termómetro se sostuvo en el tubo en la masa fundida. La Tabla 14 muestra el aumento de temperatura de (14) según (15).

Tabla 14: aumento de temperatura en K

Material/presión delante de válvula en MPa: 2,0 3,5 5,0 6,5

BASF Polystyrol® 454C 2 kg: 20 24 26 30

Basell, Polypropylen Metocene® HM 562S: 18 21 25 29

BASF, Polystyrol® 158K: 17 21 26 31

Lanxess, Pocan® B 1600: 13 18 21 22

Ejemplo 17

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 33) presenta una estructura de siete carcasas en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la segunda carcasa (2) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (5) contiene una abertura de desgasificación (10). Las carcasas (6) y (7) están cerradas. La carcasa (8) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo sin fin en conducción tubular (13) redonda. Después de la brida sigue una válvula (12) para la regulación. El diámetro interno de la válvula y la conducción asciende a 15 mm con longitud de 95 mm de la válvula y 120 mm de la conducción.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con tres elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen cinco elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (14). Detrás del manguito se asienta un ZME con una longitud de 20 mm y una altura de paso de 10 mm. Siguiendo a esto está equipado el árbol con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm.

Siguiendo a esto está equipado el árbol con once elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención con la altura de paso 30 mm y la longitud 30 mm.

Con un número de revoluciones de 250 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h se midió a distintas presiones (sensor de medición de presión (11)) delante de la válvula (12) el aumento de temperatura. Se operó con los siguientes materiales: Polypropylen®, Polystyrol®, Pocan®. La temperatura (punto de medición 14) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin se midió. Adicionalmente se midió la temperatura con un termómetro manual (15) en la salida del tubo. El termómetro se sostuvo en el tubo en la masa fundida. La Tabla 15 muestra el aumento de temperatura de (14) según (15). La novedad muestra en todos los productos un menor aumento de temperatura.

Tabla 15: aumento de temperatura en K

Material/presión delante de válvula en MPa: 2,0 3,5 5,0 6,5

BASF, Polystyrol® 454C 2 kg: 18 21 25 26

Basell, Polypropylen Metocene® HM 562S: 18 21 24 28

BASF, Polystyrol® 158K: 16 20 22 25

Lanxess, Pocan® B 1600: - 16 19 19

Ejemplo comparativo 18

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 33) presenta una estructura de siete carcasas en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la segunda carcasa (2) se suministra la masa fundida polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (5) contiene una abertura de desgasificación (10). Las carcasas (6) y (7) están cerradas. La carcasa (8) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo en una conducción tubular (13) redonda. Después de la brida sigue una válvula (12) para la regulación. El diámetro interno de la válvula y la conducción asciende a 15 mm con longitud de 95 mm de la válvula y 120 mm de la conducción.

Con distintos números de revoluciones entre 150 a 350 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h se midió con la válvula (12) abierta el aumento de temperatura. Se operó con los siguientes materiales: Ineos Lustran® DN 50, Polypropylen®, Polystyrol®. La temperatura (punto de medición 14) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin se midió. Adicionalmente se midió la temperatura con un termómetro manual (15) en la salida del tubo. El termómetro se sostuvo en el tubo en la masa fundida. La Tabla 16 muestra el aumento de temperatura de (14) según (15).

Tabla 16: aumento de temperatura en K

Material/número de revoluciones árboles en rpm: 350 300 250 200 150

Ineos Lustran DN 50: 18 18 15 12 11

Basell, Polypropylen Metocene HM 562S: 17 - - - -

BASF, Polystyrol 158K: - 19 16 - -

Ejemplo 19

La extrusora de doble tornillo sin fin (Figura 33) presenta una estructura de siete carcasas en las que están dispuestos árboles que engranan entre sí que giran en el mismo sentido. La máquina es una ZSK 40Sc con 40 mm de diámetro de carcasa de Coperion Werner y Pfleiderer. A la segunda carcasa (2) se suministra la masa fundida 5 polimérica a través de una conducción tubular calentada (9). La carcasa (3) está cerrada y la carcasa (4) contiene un punto de medición (14) para un sensor de temperatura de masa fundida. La carcasa (5) contiene una abertura de desgasificación (10). Las carcasas (6) y (7) están cerradas. La carcasa (8) es una brida que transforma la sección transversal de la perforación con forma de ocho de la extrusora de doble tornillo en una conducción tubular (13) redonda. Después de la brida sigue una válvula (12) para la regulación. El diámetro interno de la válvula y la

10 conducción asciende a 15 mm con longitud de 95 mm de la válvula y 120 mm de la conducción.

Los dos árboles de tornillo sin fin (no dibujados) están equipados simétricamente con elementos de tornillo sin fin. Al comienzo, los árboles de tornillo sin fin están equipados respectivamente con tres elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 25 mm y la longitud 25 mm. A esto siguen cinco elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm. A continuación sigue un manguito con una longitud de 30 mm y un

15 diámetro de 26 mm que en el estado montado está dispuesto por debajo del sensor de temperatura de masa fundida (13). Detrás del manguito se asienta un ZME con una longitud de 20 mm y una altura de paso de 10 mm. Siguiendo a esto está equipado el árbol con dos elementos de traslación de dos pasos con la altura de paso 60 mm y la longitud 60 mm y un elemento de traslación con la altura de paso 60 mm y la longitud 30 mm.

Siguiendo a esto está equipado el árbol con 11 elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención con la altura 20 de paso 28 mm y la longitud 28 mm.

Con distintos números de revoluciones entre 150 a 350 rpm de los árboles y un rendimiento de 80 kg/h se midió con la válvula (12) abierta el aumento de temperatura. Se operó con los siguientes materiales: Ineos Lustran® DN 50, Polypropylen®, Polystyrol®. La temperatura (punto de medición 14) de la masa fundida en la extrusora de doble tornillo sin fin se midió. Adicionalmente se midió la temperatura con un termómetro manual (15) en la salida del tubo.

25 El termómetro se sostuvo en el tubo en la masa fundida. La Tabla 17 muestra el aumento de temperatura de (14) según (15). El aumento de temperatura con los elementos de tornillo sin fin de acuerdo con la invención es menor que con el estado de la técnica.

Tabla 17: aumento de temperatura en K

Material/número de revoluciones árboles en rpm: 350 300 250 200 150

Ineos Lustran DN 50: 17 15 12 10 9

Basell, Polypropylen Metocene HM 562S: 16 - - - -

BASF, Polystyrol 158K: - 18 15 - -

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la extrusión de masas plásticas en una extrusora de doble tornillo sin fin o de varios árboles usando elementos de tornillo sin fin con árboles de tornillo sin fin que giran en el mismo sentido por pares y que raspan exactamente por pares, caracterizado porque los perfiles de tornillo sin fin generatriz y generado presentan una secuencia de región de obturación - región de transición - región de canal - región de transición, siendo una región de obturación una secuencia de región de cresta - región de flanco - región de cresta, siendo una región de canal una secuencia de región de surco - región de flanco - región de surco y siendo una región de transición una secuencia de regiones de perfil de tornillo sin fin que comienza con una región de flanco y que termina con una región de flanco, estando caracterizada la región de obturación de los elementos de tornillo sin fin porque

ο la región de flanco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_fb1 que es mayor o igual a la mitad del ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_fb1≥arccos(0,5*a/ra)), ο una región de cresta, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_kb1 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_kb1≤π-4*arccos(0,5*a/ra)), ο la otra región de cresta, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_kb2 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_kb2≤π-4*arccos(0,5*a/ra)),

y estando caracterizada la región de canal porque

ο la región de flanco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_fb2 que es mayor o igual a la mitad del ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_fb2≥arccos(0,5*a/ra)), ο una región de surco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_nb1 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_nb1≤π-4*arccos(0,5*a/ra)), ο la otra región de surco, con respecto al punto de giro del perfil de tornillo sin fin, posee un ángulo δ_nb2 que es menor o igual a la diferencia del ángulo de cresta de un perfil de tornillo sin fin de Erdmenger de un paso menos el ángulo de abertura entre los dos engranajes de carcasa (δ_nb2≤π-4*arccos(0,5*a/ra)).
2.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la suma de los ángulos de las regiones de cresta y flanco δ_kb1, δ_kb2 y δ_fb1 de la región de obturación se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,75*δ_gz a 2*δ_gb+δ_gz y de forma particularmente preferente en el intervalo de δ_gz a δ_gb+δ_gz y la suma de los ángulos de las regiones de surco y flanco δ_nb1, δ_nb2 y δ_fb2 de la región de canal se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,75*δ_gz a 2*δ_gb+δ_gz y de forma particularmente preferente en el intervalo de δ_gz a δ_gb+δ_gz.
3.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la región de transición está compuesta de una región de flanco.
4.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los perfiles de tornillo sin fin dan lugar a una obturación en forma de línea de la región de engranaje.
5.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los perfiles de tornillo sin fin dan lugar a una obturación en forma de punto de la región de engranaje.
6.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la separación máxima de las regiones de cresta de la región de obturación de los perfiles de tornillo sin fin de la carcasa se encuentra preferentemente en el intervalo de 0 a 0,05 veces la separación entre ejes, de forma particularmente preferente en el intervalo de 0 a 0,025 veces la separación entre ejes.
7.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los elementos de tornillo sin fin están configurados como elementos de traslación o elementos de mezcla, estando prolongados los perfiles de tornillo sin fin de forma helicoidal en dirección axial.
8.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los elementos de tornillo sin fin están configurados como elemento de amasado, estando prolongados los perfiles de tornillo sin fin en dirección axial desplazados por secciones.
9.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque entre los elementos de tornillo sin fin y la carcasa y/o entre elementos de tornillo sin fin adyacentes se presentan holguras en el intervalo de 0,1 a 0,001 con respecto al diámetro del perfil de tornillo sin fin.
10.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las masas plásticas son termoplásticos o elastómeros.
11.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque como termoplásticos se usa policarbonato, poliamida, poliéster, particularmente poli(tereftalato de butileno) y poli(tereftalato de etileno), polilactida, poliéter, poliuretano termoplástico, poliacetal, fluoropolímero, particularmente poli(fluoruro de vinilideno), polietersulfonas, poliolefina, particularmente polietileno y polipropileno, poliimida, poliacrilato, particularmente

5 poli(metil)metacrilato, poli(óxido de fenileno), poli(sulfuro de fenileno), polietercetona, poliariletercetona, polimerizados de estireno, particularmente poliestireno, copolímeros de estireno, particularmente copolímero de estireno-acrilonitrilo, copolímeros de bloque de acrilonitrilo-butadieno-estireno, poli(cloruro de vinilo) o un combinado de al menos dos de los termoplásticos mencionados.
12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque como termoplástico se usa 10 policarbonato o un combinado que contiene policarbonato.
13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque como elastómero se usa caucho de estireno-butadieno, caucho natural, caucho de butadieno, caucho de isopreno, caucho de etileno-propileno-dieno, caucho de etileno-propileno, caucho de butadieno-acrilonitrilo, caucho de nitrilo hidrogenada, caucho de butilo, caucho de halobutilo, caucho de cloropreno, caucho de etileno-acetato de vinilo, caucho de poliuretano, poliuretano

15 termoplástico, gutapercha, caucho de arilato, caucho fluorada, caucho de silicona, caucho de sulfuro, caucho de clorosulfonilo-polietileno o una combinación de al menos dos de los elastómeros mencionados.
14.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al polímero se añaden cargas o refuerzos o aditivos poliméricos o pigmentos orgánicos o inorgánicos o mezclas de los mismos.
15.

Procedimiento para la preparación de policarbonato, caracterizado porque al menos una etapa del

20 procedimiento de preparación comprende un procedimiento de extrusión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11.
16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque el policarbonato se preparó de acuerdo con el procedimiento de interfase o el procedimiento de transesterificación en masa fundida.