ES2618804T3 - Moldeo por inyección de artículos de plástico de múltiples capas - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para la co-extrusión de múltiples materiales plásticos poliméricos para su inyección a través de una región (G) de entrada en una cavidad (CAV) del molde para producir un artículo moldeado, teniendo la cavidad (CAV) del molde limitaciones de flujo anulares interna y externa y teniendo el artículo moldeado paredes interna y externa del artículo, comprendiendo el procedimiento: hacer fluir por co-extrusión corrientes de materiales plásticos poliméricos, que incluyen: corrientes internas (IL) y externas (OL) de material plástico que sirven como capas interna y externa de pared de recubrimiento, respectivamente, de material plástico en el artículo moldeado resultante, y al menos una corriente (IA) interior de material plástico que sirve como un núcleo interior de material plástico encerrado dentro de las capas interna y externa en el artículo moldeado resultante, obligar a las corrientes de flujo a fluir a lo largo de trayectorias de flujo anulares concéntricas dentro y a lo largo de una boquilla (N) de la extrusora tubular que se extiende longitudinalmente hasta la región (G) de entrada; caracterizado porque el procedimiento comprende además: ajustar las corrientes de flujo inicialmente para hacer que una porción inicial de la corriente (IA) interior comience a fluir en una región de gradiente de velocidad sustancialmente cero en el perfil de velocidad de flujo transversal de la extrusión; y después de que se ha iniciado el flujo de gradiente de velocidad sustancialmente cero de la corriente (IA) interior, variar posteriormente la relación de flujo volumétrico relativo de la corriente (IL) interna con respecto a la corriente (OL) externa para desplazar la corriente (IA) interior del gradiente de velocidad cero y para desplazar por tanto la corriente (IA) interior más cerca del límite del flujo anular interno o del límite del flujo anular externo de tal manera que, en el artículo moldeado resultante, una porción principal del núcleo interior se encuentre más cerca de la pared interna del artículo o de la pared externa del artículo que de la otra.

Description

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DESCRIPCION

Moldeo por inyeccion de artfculos de plastico de multiples capas Campo

La presente invencion se refiere a la co-extrusion de pluralidades de corrientes de materiales plasticos polimericos que fluyen a traves de extrusores de boquilla y similares dentro del aparato de moldeo por inyeccion y similar para la formacion de artfculos de plastico de multiples capas en los que un nucleo interior esta encerrado por las capas interna y externa del artfculo; y, mas particularmente, al control de los caudales volumetricos relativos de las capas para lograr una mayor flexibilidad en las propiedades y espesor y posiciones relativas de las capas en el artfculo final. Mas espedficamente, la invencion es especialmente, aunque no exclusivamente, util con los procedimientos de co-extrusion del tipo descrito en la patente de Estados Unidos anterior n.° 5.914.138, expedida el 22 de junio de 1999 Para un Aparato para el Control de la Valvula de Estrangulacion para la Co-extrusion de Materiales Plasticos Como Corrientes de Nucleo Interior Encerrado por Corrientes Externa e Interna para el Moldeo y similares.

Antecedentes de la invencion

Un problema comun en el moldeo de multiples capas es el mantenimiento de una penetracion uniforme del borde anterior de la capa de nucleo interior, cuando la capa no esta cerca del gradiente cero del perfil de velocidad de la corriente de polfmero que fluye a medida que fluye a traves de una boquilla de canal caliente y/o en la cavidad del molde que forma el artfculo moldeado. A diferencia del flujo del borde anterior ahusado de la tecnica anterior de, por ejemplo, los sistemas del tipo desvelado en la Patentes de Estados Unidos n.° 4.895.504 y 4.892.699, dicha patente antes mencionada ensena la combinacion de las diferentes corrientes de flujo de materiales para conseguir un perfil de velocidad de la corriente combinada en el sistema de suministro de masa fundida que es similar al perfil de velocidad de la corriente combinada en la cavidad del molde de inyeccion, asegurando con ello la uniformidad en un artfculo moldeado resultante.

Este problema de mantener una penetracion uniforme del borde anterior de la capa de nucleo interior cuando no esta cerca del gradiente cero del perfil de velocidad se hace particularmente grave cuando existe el requisito de formar el artfculo de multiples capas con la capa de nucleo no centrada en el plano medio del artfculo.

En el moldeo de preformas de tres capas y dos materiales puede, por ejemplo, ser deseable tener una capa de barrera o neutralizante mas cerca de o bien la pared lateral interna o pared lateral externa de un artfculo de recipiente moldeado por soplado, para mejorar la propiedad de barrera del recipiente. En el moldeo de preformas de cuatro capas y tres materiales, este problema del borde anterior se produce tambien, en particular cuando la caudal volumetrico de una de las capas de nucleo interior es mayor que la de la otra capa de nucleo interior.

Otro problema actual comun se plantea tambien en el uso de plastico reciclado post-consumo (PCR) en un artfculo moldeado que consiste en capas de otros dos polfmeros. La tecnica actual realiza esta combinacion de tres materiales mediante el uso de aparatos y procedimientos que crean un artfculo de 5 capas. Con tal tecnologfa de 5 capas, sin embargo, los tiempos del ciclo de moldeo son significativamente mas largos que si el artfculo se hubiera moldeado a partir de un solo material. Tales artfculos moldeados de 5 capas sufren, por otra parte, de una delaminacion de las capas, si el segundo polfmero tiene baja adhesion a las capas mas superficiales vfrgenes y a la capa de PCR central.

Como tecnica anterior representativa adicional en terminos de demostrar los problemas abarcados por la presente invencion, se puede hacer referencia a los siguientes documentos:

Documento US-B1 -6 187 241 (SWENSON PAUL) 13 de febrero de 2001

Documento US-A-5 914 138 (SWENSON PAUL) 22 de Junio de 1999

Documento EP-A-0 380 215 (CONTINENTAL PET TECHNOLOGIES) 1 de agosto de1990

PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 076 (M-569), 7 de marzo de 1987 & Documento JP 61 230911A (TOYO SEIKAN K.AISHA LTD) 15 de octubre de 1986

Documento JP 62 028333 A (TOYO SEIKAN KAISHA LTD) 6 de febrero de 1987 Documento US-A-5 141 695 (NAKAMURA YOSHINORI) 25 de agosto de 1992 Documento JP 61 219644 A (TOYO SIKAN KAISHA LTD) 30 de septiembre de 1986

D8: Documento WO 00/54954 A (BABIN DENIS L; GELLERT JOBST U (CA); MOLD MASTERS LTD (CA) 21

de septiembre de 2000

D9: PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 247 (M-0978), 25 de mayo de 1990 & Documento JP 02

067117 A (TOYO SEIKAN KAISHA LTD; OTROS; 01) 7 de marzo de 1990

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D10: Documento USA-3 367 750 (JACK DONALD HAROLD) 30 de enero de 1968

D 11: Documento US-A-4 174 413 (KATAOKA HIROSHI ET AL) 13 de noviembre de 1979

que desvelan un aparato para co-extruir multiples materiales plasticos a traves de una region de entrada en una cavidad del molde para producir un artfculo moldeado, teniendo la cavidad del molde limitaciones de flujo anulares interna y externa para formar las paredes interna y externa del artfculo.

La presente invencion se refiere a la solucion de los problemas anteriores, y a las limitaciones, entre otros, en tales sistemas de la tecnica anterior a traves de una tecnica descrita mas adelante para permitir la variacion cambiada o controlada de los caudales volumetricos relativos de las capas interna y externa despues de que el flujo de la corriente de capa de nucleo interior ha iniciado.

Objetos de la invencion

Un objeto de la presente invencion es proporcionar un nuevo y mejorado procedimiento y aparato para moldear artfculos de plastico polimericos de multiples capas que tienen capas interna, externa y de nucleo o interior que no deben estar sujetas este tipo de problemas y limitaciones; sino, por el contrario, evitarlos a traves del control de los caudales volumetricos relativos de las capas interna y externa de tal manera como para cambiar la posicion del nucleo y controlar tambien el espesor relativo de las capas interna y externa del artfculo.

Sumario

De acuerdo con un aspecto de la invencion se proporciona un procedimiento para la co-extrusion de multiples materiales de plastico polimericos para su inyeccion a traves de una region de entrada en una cavidad del molde para producir un artfculo moldeado, teniendo la cavidad del molde limitaciones de flujo anulares interna y externa y teniendo el artfculo moldeado paredes interna y externa del artfculo, comprendiendo el procedimiento hacer fluir por co-extrusion corrientes de materiales plasticos polimericos, que incluyen corrientes interna y externa del material plastico que sirven como capas interna y externa, respectivamente, de material plastico en el artfculo moldeado resultante y al menos una corriente interior de material plastico que sirve como el nucleo interior de material plastico encerrado dentro de las capas interna y externa en el artfculo moldeado resultante, obligar a las corrientes de flujo a fluir a lo largo de trayectorias de flujo anulares concentricas dentro y a lo largo de una boquilla de extrusion tubular que se extiende longitudinalmente hasta la region de entrada, caracterizado porque el procedimiento comprende ademas ajustar las corrientes de flujo inicialmente para hacer que una porcion inicial de la corriente interior comience a fluir en una region de gradiente de velocidad sustancialmente cero en el perfil de velocidad de flujo transversal de la extrusion; y despues de que se ha iniciado el flujo de gradiente de velocidad sustancialmente cero de la corriente interior, variar posteriormente la relacion de flujo volumetrico relativo de la corriente interna con respecto a la corriente externa para desplazar la corriente interior del gradiente de velocidad cero y para llevar la corriente interior mas cerca del lfmite de flujo anular interno o del lfmite de flujo anular externo de tal manera que, en el artfculo moldeado resultante, una porcion principal del nucleo interior se encuentre mas cerca de la pared interna del artfculo o de la pared externa del artfculo que de la otra.

El aspecto de la invencion como se ha definido anteriormente se separa en un preambulo y una porcion caracterizante, en el que el preambulo se basa en el documento US 5.914.138 mencionado anteriormente como tecnica anterior representativa.

Los mejores y preferidos disenos y configuraciones se describen mas adelante en detalle Dibujos

La invencion se describira a continuacion en conexion con los dibujos adjuntos, cuya Figura 1A es una seccion longitudinal esquematica del tipo de boquilla descrito en la patente antes mencionada utilizando un limitador longitudinal central o pasador de estrangulacion para forzar el flujo anular concentrico del plastico inyectado alrededor del mismo dentro de las paredes de la boquilla de extrusion hueca; y la Figura 1B es un grafico que ilustra las curvas de fraccion de flujo y de perfil de velocidad resultantes a traves del canal anular dentro de la boquilla de la Figura 1A para una relacion de flujo interno - flujo externo de 50:50 - la ordenada representando graficamente la relacion de velocidad de flujo - velocidad promedio como una funcion del radio de la corona circular entre la pared de boquilla interna y externa, con la curva VP de lmea continua central representando dicha relacion y mostrando gradiente cero para la Corriente CF de nucleo (tira vertical sombreada), y la curva designada con un marcador circular, representando el flujo IF entre el radio y el pasador T de estrangulacion desde la pared interna a la externa, y la curva marcada con un triangulo, representando el flujo OF entre la pared externa y el radio anular;

la Figura 1C es un grafico que muestra la temporizacion relativa y las proporciones del caudal volumetrico de los flujos combinados de las capas interna y externa, el flujo de la capa interna, y el flujo de la capa de nucleo interior, con las Figuras 1D y 1E siendo similar al de la FIGURA 1A, pero mostrando las condiciones parcial y completamente cargadas de la cavidad de molde alimentada desde la boquilla estrangulada para las condiciones de la Figura 1B;

las Figuras 2, 2A, 2B y 2C corresponden, respectivamente, a las proyecciones de las Figuras 1B, 1C, 1D y 1E,

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pero para una relacion de flujo interno - flujo externo de 40:60;

las Figuras 3, 3A, 3B y 3C corresponden respectivamente a las Figuras 2, 2A, 2B y 2C, pero para una relacion de flujo interno - flujo externo de 60:40;

las Figuras 4 y 5 son graficos del perfil de velocidad similares a los de la Figura 2, para relaciones respectivas de 25:75 y 75:25, con las Figuras 4A, B y C y las Figuras 5A, B y C correspondientes a las Figuras 2A, 2B y 2C, respectivamente, pero para tales relaciones de 25: 75 y 75:25, respectivamente;

la Figura 6 es una fraccion de flujo y un perfil de velocidad similares a los de las Figuras 1A, 2, 3, 4 y 5, pero incorporando la metodologfa de la presente invencion, con una porcion inicial del flujo de la capa de nucleo ocurriendo para una relacion de 50:50, y el flujo principal ocurriendo con la relacion de 80:20 para desplazar el nucleo hacia la pared externa, pero sin proporcionar ningun desviacion del borde anterior; las Figuras 6A, 6B y 6C son similares a las respectivas Figuras 5A, 5B y 5C, pero describen las condiciones operativas de la invencion como se refleja en la Figura 6;

las Figuras 7, 7A, 7B y 7C corresponden a las respectivas Figuras 6, 6A, 6B y 6C, que ilustran la operacion de la invencion para las condiciones contrarias a la Figura 6, en las que, despues de la relacion de flujo inicial de 50:50, la relacion de flujo interno - flujo externo disminuye sin desplazar el borde anterior de la capa de nucleo inicial, desplazandose la capa de nucleo hacia la capa interna;

las Figuras 8 y 9 son graficos similares a los de las Figuras 3A-6A para modificaciones en las que el nucleo se desplaza hacia atras antes de que termine el flujo, como se muestra en las Figuras 8A, B, C y D para que el nucleo original se desplace hacia y lejos de la pared interna; y, en las Figuras 9A, B, C y D, para que el nucleo original se desplace desde y hacia la pared interna, respectivamente;

las Figuras 8E a 8I son respectivamente similares a las Figuras 8 y 8A-8D, pero se disenan para producir artfculos moldeados con forma plana;

las Figuras 9E a 9I corresponden de forma similar a las Figuras 9 y 9A-9D, pero se refieren se refieren a artfculos con forma plana de moldeo;

las Figuras 10A-C son vistas superiores esquematicas de los canales de entrada de flujo interno, externo y de nucleo y de los controles del limitador de flujo para variar las relaciones de flujo de los canales interno/externo para los efectos de desplazamiento del nucleo de la invencion;

las Figuras 11A y B son vistas similares con controles del limitador de flujo dispuestos en el canal mas comun que alimenta las capas externa e interna respectivas,

las Figuras 12A, B y C son vistas esquematicas de elementos de restriccion de flujo de tipo pasador;

la Figura 13 es una seccion transversal de un aparato de control de boquilla - flujo preferido para poner en

practica la invencion;

las Figuras 14 y 15 son secciones transversales ampliadas de las posiciones de operacion variantes del control de flujo de la boquilla de la Figura 13;

las Figuras 16A y B son similares a las Figuras 10A-C, pero se dirigen a alimentar los canales para las corrientes de tres materiales para cada boquilla para formar capas de recubrimiento anular interna y externa; las Figuras 17 y 17A-D y 19 y 19A-D ilustran la adaptacion de las tecnicas de la invencion para producir artfculos de cuatro capas y tres materiales, y que ilustran las graficas de las Figuras 17 y 19 mostrando el tiempo relativo y las proporciones de caudal volumetrico del de flujo combinado de la capas interna y externa, el flujo de la capa interior mas interna y el flujo de la capa interior mas externa de dos sistemas de flujo diferentes de cuatro capas y tres materiales;

las Figuras 18, 18A-D, Figuras 20 y 20A-D son vistas respectivamente similares a las Figuras 17 y 17A-D y a las Figuras 19 y 19A-D, pero se refieren al moldeo de artfculos con forma plana en lugar de recipientes de forma cilmdrica y similares;

las Figuras 21A, 22D, 23D y 24D muestran varios tipos ejemplares de recipientes que pueden formarse por las tecnicas de la invencion a partir de las respectivas preformas 21B-CD, 22, 23 y 24; cuyos segmentos A, B y C en seccion transversal ampliada respectivos se ilustran en las Figuras 22A-C, 23A-C y 24A-C.

Realizaciones preferidas de la invencion

En la patente de co-extrusion previa antes referenciada, al menos se proporcionan materiales de plastico de dos polfmeros como una corriente de flujo combinado de 3 capas; un primer material L que forma las ultimas capas de recubrimiento moldeadas externa e interna del ultimo producto, artfculo o parte moldeada a partir de las capas (IL y OL) de corriente de flujo interna y externa, inyectadas como corrientes anulares; y un segundo material (I) que forma el nucleo intermedio, interno o interior del producto formado a partir de una corriente (IA) interior anular concentrica inyectada encerrada dentro de las capas de corriente anulares interna y externa del material de recubrimiento.

El aparato preferido emplea una co-extrusora de corriente de multiples materiales plasticos como para cavidades de moldeo por inyeccion en las que la extrusora esta provista dentro y a lo largo de la misma de un limitador o pasador, varilla o elemento de estrangulacion que obliga a las corrientes de materiales plasticos combinados, formadas con una corriente de nucleo interior encerrada en las capas de corriente interna y externa, a las correspondientes capas de corriente de flujo anular coextensivas concentricas que son finalmente divididas transversalmente en direcciones opuestas en una cavidad cerrada a la extrusora, y con la corriente de nucleo en una region de gradiente cero en el perfil de velocidad de flujo transversal dentro de la extrusora y de la cavidad.

Haciendo referencia a la Figura 1A, una vista en seccion transversal esquematica de una boquilla N de la extrusora que se extiende longitudinalmente se muestra provista de una aguja o pasador de estrangulacion longitudinal central

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que actua como un limitador T de flujo corriente abajo de una seccion C de combinacion, proporcionando flujo anular continuado e ininterrumpida dentro de la extrusora de las capas IL y OL de corriente anulares interna y externa concentricas, con la corriente IA de nucleo anular interior encerrada, y dentro de la entrada G. Las corrientes A combinadas se dividen despues, como se mencionado anteriormente, lateralmente y se inyectan transversalmente en direcciones opuestas en una cavidad (CAV) de moldeo - que se muestra en con fines ilustrativos de forma adecuada para el moldeo de recipientes cilmdricos tales como frascos o similares. Como se describe en la patente antes mencionada, moldes de cavidad con diferente forma se pueden utilizar tambien para otros productos, tal como se puede usar una amplia variedad de materiales plasticos, entre ellos, por ejemplo, polietileno, PET, y otras composiciones de plastico y polfmero, como se describe mas adelante con mas detalle.

Como se ensena adicionalmente en la patente anterior, es altamente deseable en muchas aplicaciones que, como se muestra en la Figura 1B, la capa de nucleo fluye sustancialmente en el perfil (O) de velocidad gradiente cero para mantener el borde anterior de la capa de nucleo uniformemente a 360 grados alrededor de una periferia del flujo anular, para asegurar, a medida que el flujo entra en la cavidad, que la capa de nucleo se distribuye uniformemente en la cavidad, con el punto mas alto de la velocidad normalmente en la lmea central del flujo; y en el que el 50 por ciento del material se encuentra en el interior del filete lfquido y el 50 por ciento se encuentra fuera del filete lfquido, y el gradiente cero se produce justo en el 50 por ciento del filete lfquido.

En la Figura 1C, un grafico se presenta representando como una funcion del tiempo, el caudal volumetrico del flujo interno y externo combinado (curva superior), el flujo de la capa (IL) interna (curva de trazos y lmeas) y el flujo de la capa de nucleo interior (curva inferior) que abarca los momentos A y B, que representan, respectivamente, un tiempo despues del comienzo del flujo de la capa de nucleo interior, y un tiempo intermedio antes de que el borde anterior de la capa central ha salido de la extrusora para entrar en la cavidad del molde. La Figura 1D es una seccion longitudinal similar a la Figura 1A para la condicion parcialmente cargada al momento B, y la Figura 1E muestra la cavidad estando completamente cargada, demostrando la distribucion de la capa de nucleo que se extiende la mayor parte de la longitud de la lmea del flujo en la cavidad y que tiene un borde anterior uniforme en una seccion de 180 grados de la cavidad y con la capa de nucleo colocada en el 50 % del filete lfquido en el medio del artmulo moldeado.

La patente anterior proporcionada tambien para mover el pasador de estrangulacion o de restriccion para variar el porcentaje de material de la capa externa en la capa de flujo anular interna frente a la capa de flujo anular externa de la corriente de flujo combinada corriente abajo del area de combinacion. El cambio de los volumenes relativos de las capas externas desplaza la posicion de la capa (interior) de nucleo en la cavidad del molde para producir una parte con espesor de capa externa controlado en ambas superficies del artmulo o parte moldeada. Si el flujo de la capa externa esta desviado hacia cualquiera de las capas de flujo anular interna o externa, el espesor de la capa externa en la parte moldeada se desviara similarmente en la superficie correspondiente moldeada de las capas anulares desviadas. El material de la capa de flujo anular interna forma la capa superficial de la parte moldeada por la pared de la cavidad enfrente de la entrada en la cavidad y el material de la capa de flujo anular externa forma la capa superficial de la parte moldeada por la pared de la cavidad adyacente a la entrada.

El uso de un pasador de valvula de estrangulacion movil es normalmente adecuado en los casos donde es ventajoso variar, durante cada inyeccion, el porcentaje relativo del material de las capas externas en la capa de flujo anular interna frente a la capa de flujo anular externa. Para los casos donde espesor relativo de la capa en ambas superficies de la parte moldeada puede permanecer en proporcion fija entre sf, la realizacion utiliza un pasador de valvula de estrangulacion sin movimiento.

Una lmea de tiempo normal para la inyeccion para tales artmulos moldeados de tres capas es la siguiente:

Tiempo, Accion

Segundos

0 Cerrar Molde

0,1 Iniciar inyeccion de material de capas interna y externa a sustancialmente una relacion de 50:50

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1.0 Iniciar inyeccion del material de la capa interior en el gradiente cero del perfil de velocidad

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2,0 Terminar inyeccion de capa interior en el gradiente cero del perfil de velocidad

>2,0 Terminar inyeccion del material de las capas interna y externa

Ahora se ha descubierto que si, en lugar de cambiar los porcentajes relativos de los volumenes de materiales de las capas anulares interna y externa para obtener espesores de recubrimiento desiguales, como se describe en la patente anterior, se empieza el procedimiento de flujo con el flujo volumetrico de la capa interna a la capa eterna siendo igual (relacion de 1), esto iniciara la porcion inicial del flujo de la capa interior o nucleo, a lo largo del perfil de velocidad de gradiente cero deseado; y despues, durante el flujo continuo, la relacion del flujo de la capa interna a externa se puede cambiar para efectuar el desplazamiento de la capa de nucleo como se describira mas adelante con mas detalle.

De acuerdo con la presente invencion, el flujo de la capa de nucleo se inicia por tanto en el perfil de velocidad de gradiente cero, con la capa interna en el flujo combinado y la capa externa en el flujo combinado teniendo, ambas, el mismo caudal volumetrico al momento en que se introduce la capa de material de nucleo. Poco despues de tal introduccion de la capa de nucleo para crear el borde anterior de la capa de nucleo, la invencion permite el cambio de la relacion del flujo de la capa interna a externa, ventajosamente para colocar la porcion restante - preferentemente aproximadamente del 90 al 95 por ciento de la capa de nucleo que esta fluyendo en el la cavidad - para que sea desplazada hacia la pared de lfmite exterior o hacia la pared de lfmite interior del artfculo moldeado. De esta manera, las ventajas de conocer el perfil de velocidad de gradiente cero se combina con el desplazamiento ventajoso de la posicion de la capa de nucleo para mejorar la funcion del artfculo moldeado - el desplazamiento del flujo volumetrico de la capa interna frente a la capa externa, causando el desplazamiento de la posicion de la capa de nucleo.

Como se ha descrito anteriormente, la Figura 1B muestra las operaciones con el tipo de boquilla que se describe en la patente antes mencionada, que emplea un ajuste por pasador de estrangulacion para producir sustancialmente una relacion de flujo (IF) interno a flujo (OF) externo de 50:50, colocando el borde anterior del flujo IL de la capa interior en el gradiente cero del perfil de velocidad combinado, y permitiendo la ausencia de cualquier desviacion del borde anterior en el artfculo moldeado debido a la velocidad del flujo.

La Figura 2 es una operacion que se muestra similar a la Figura 1B en la que el ajuste por pasador de estrangulacion se ha situado para lograr una relacion de flujo interno a flujo externo de 40:60, en lugar de la relacion de 50:50 de la Figura 1B, colocando el borde anterior de la capa IL interior cerca del gradiente cero del perfil de velocidad combinado. Esto produce una desviacion del borde anterior pequena, pero aceptable en el artfculo moldeado, como se explica en la patente anterior.

La Figura 2A presenta el mismo tipo de grafico de caudal volumetrico para la operacion de la Figura 2 como se describe en relacion con la Figura 1C para la operacion de la Figura 1B; y las Figuras 2B y 2C ilustran las condiciones de flujo de boquilla-cavidad parcialmente cargadas al momento B y la carga completa de la cavidad, respectivamente.

La Figura 3 ilustra una operacion similar pero que muestra la relacion de flujo interno a flujo externo como 60:40, en contraposicion a la Figura 2. De nuevo, como se desvela en la patente anterior, la capa (CF) de nucleo se mantiene cerca del gradiente cero, produciendo solo una desviacion borde anterior pequena pero aceptable, esta vez hacia la pared externa. Por lo tanto, aunque hay un desplazamiento de la capa de nucleo ya sea hacia la pared interna o hacia la pared externa en aproximadamente un 10 por ciento del espesor de pared, una desviacion del borde anterior razonable y aceptable se mantiene todavfa. Las Figuras 3A, B y C, corresponden, respectivamente, a las Figuras 2A, B y C, anteriormente explicadas, pero se refieren a la operacion de la Figura 3.

En la Figura 4, sin embargo, se muestra una condicion para un ajuste de la relacion de flujo de 25:75, flujo interno a flujo externo, en la que el flujo CF de la capa de nucleo esta ahora bien desplazado del gradiente cero del perfil de velocidad combinado, lo que da como resultado un desviacion de distribucion de la velocidad de la capa de nucleo que produce una gran desviacion del borde anterior que crea un artfculo moldeado inaceptable. En las Figuras 4A, B y C, correspondientes al tipo de presentaciones en las Figuras 2A, B y C respectivas, la operacion para las condiciones de la Figura 4 se presentan de manera similar.

La Figura 5 muestra el caso donde el flujo interno a externo es de 75:25, ilustrando de nuevo la desviacion creada en el artfculo moldeado; y las Figuras 5a, B y C corresponden a las Figuras 2A, B y C, respectivamente, pero ilustran las condiciones de la Figura 5, con un flujo Av (Figura 5B) que produce una gran desviacion Al (Figura 5C).

Como se ha mencionado anteriormente, sin embargo, de acuerdo con el descubrimiento que subyace en la presente invencion, la capa de nucleo puede de hecho desplazarse con fines utiles sin hacer que el artfculo moldeado

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resultante sufra una desviacion inaceptable del borde anterior causada por la desviacion de la velocidad. El requisito operativo cntico para la consecucion de este nuevo resultado se ilustra graficamente en la Figura 6, y consiste, como se ha explicado anteriormente, en la necesidad de emplear un ajuste por pasador de estrangulacion inicial u otro ajuste limitador de flujo que asegure la produccion de la porcion inicial del flujo de capa interior o de nucleo cuando el flujo (IF) interno a flujo (OF) externo esta en una relacion de sustancialmente 50:50 para colocar el borde anterior de la capa de nucleo interior en el gradiente cero del perfil de velocidad combinado, como en la region I de la Figura 6. Despues de que el flujo esta bien establecido en I - (del orden de un flujo de un bajo, preferentemente de aproximadamente 5, por ciento (±) del material del nucleo que se tiene que hacer fluir para moldear el artfculo), a continuacion, se ha encontrado que un ajuste por pasador de estrangulacion posterior u otro ajuste por limitador de flujo en la region II, como en el caso de la Figura 6, aumenta la relacion de flujo interno a flujo externo, lo que da como resultado el desplazamiento del borde anterior de la capa de nucleo interior. El artfculo moldeado resultante - en este caso, que tiene aproximadamente una relacion de 80:20 con la mayona de la longitud III de flujo de la capa de nucleo en el artfculo moldeado que se extiende mas cerca de la pared externa - no producira un desviacion del borde anterior causada por la desviacion de la velocidad, y permitira todavfa la produccion del borde anterior uniforme sobre el artfculo moldeado, pero con la mayona (por ejemplo, el 95%) de la longitud de la capa de nucleo desplazada hacia la pared externa, para los fines anteriores y tambien los descritos mas adelante.

Uno de tales fines para las capas de nucleo orientables es a modo de capas de barrera, donde se requiere una capa de barrera sensible a la humedad dentro del artfculo moldeado tal como un recipiente de frasco cilmdrico o similar. Puede ser ventajoso desplazar la capa de barrera hacia las paredes exteriores del recipiente, lejos del contenido de lfquido y, por lo tanto, en un ambiente de menor humedad relativa lo que puede mejorar el rendimiento de la capa de barrera e incluso requerir menos volumen de material de barrera para proporcionar el mismo efecto de barrera a los contenidos. Otra ilustracion es para el uso de capas neutralizante de oxfgeno, cuyas capacidades neutralizantes se pueden incrementar por estar en una humedad relativa superior y/o estar mas cerca de los contenidos en lugar de estar cerca de la pared exterior. Una capa externa del recipiente mas gruesa permitina, por otra parte, menos permeacion a oxfgeno que si la capa externa fuese mas fina, lo que frena la transferencia de oxfgeno desde el exterior a la capa neutralizante. La capacidad neutralizante de una capa neutralizante mas cerca de los contenidos neutralizara tambien el oxfgeno residual que queda en el contenido del recipiente durante el procedimiento de carga.

Aunque la invencion es util con todos los tipos de polfmeros, tereftalato de polietileno (PET) es muy deseable para los materiales de la capa mas superficial del recipiente; nilones y alcoholes vimlicos de etileno son utiles para propiedades de barrera; materiales eliminadores incluyen productos tales como BP-Amoco "Amasorb", y compuestos de metales pesados como el cobalto con nylon MXD6, o alcohol vimlico de etileno, en el que el cobalto hace que el nylon o alcohol reacciones al oxfgeno, como en una reaccion neutralizante qmmica con el mismo, en lugar de permitir la penetracion de oxfgeno a traves de los materiales; y combinaciones, como la anterior, proporcionaran las propiedades de barrera y eliminacion. La incorporacion de polvos metalicos en el polfmero puede proporcionar capas de barrera contra energfa electro-magnetica, tambien. A traves de la tecnica de la invencion, de hecho, cualquier posicion deseada de la capa de nucleo y de los espesores relativos de las capas interna y externa del artfculo puede facilmente ahora obtenerse a traves de este nuevo control de los caudales volumetricos relativos de las capas interna y externa explicadas anteriormente.

Esto se ilustra en el grafico de la Figura 6A, donde el aumento del flujo de la capa interna (etapa S1 en la curva de trazos y lmeas) se produce despues del inicio S del flujo de nucleo con un flujo de capa interna a capa externa de 50:50 a la izquierda de S1; en el momento A. Como se muestra en la cavidad cargada de la Figura 6, aunque casi toda la longitud del nucleo se desplaza hacia la pared externa, no existe desviacion del borde anterior en el artfculo, y donde el borde anterior se mantiene en el gradiente cero.

La inversa de la operacion de las Figuras 6 A, B y C, se muestra en las Figuras 7 A, B y C, cuando, despues de que se produce la porcion I inicial del flujo de la capa de nucleo interior durante un ajuste de la relacion de flujo interno a flujo externo de sustancialmente 50:50, colocar el borde anterior de la capa de nucleo en el gradiente cero del perfil de velocidad combinado, el pasador de estrangulacion u otro limitador de flujo se ajusta a continuacion para disminuir la relacion de flujo interno a flujo externo, de nuevo sin desplazar el borde anterior de la capa interior - resultando esta vez resulta en un artfculo moldeado con el grueso de la capa de nucleo desplazada hacia la pared interna en la misma relacion de 80:20, y nuevamente sin ninguna desviacion del borde anterior causada por la velocidad de desviacion (Figura 7C).

Una lmea de tiempo normal para la inyeccion para los sistemas de la invencion, tales como los de las Figuras 6 y 6A-C y 7 y 7A-C es la siguiente:

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10

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Tiempo,

Segundos

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0,2

0,3

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0,5

0,6

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0,8

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1,1

1,2

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1.4

1.5

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1.7

1.8 1,9 2,0

Accion

Cerrar Molde

Iniciar inyeccion de material de capas interna y externa a sustancialmente una relacion de 50:50

Iniciar inyeccion del material de la capa interior sustancialmente en el gradiente cero del perfil de velocidad

Cambiar relacion de caudales de capa interna : capa externa

Terminar inyeccion de capa interior (borde posterior desplazado del gradiente cero del perfil de velocidad)

>20 Terminar inyeccion del material de las capas interna y externa

La invencion se proporciona, ademas, no solo para el desplazamiento de la capa de nucleo a un lado o el otro del artfculo, tal como un recipiente hueco, y para variar relativamente el espesor de las capas interna y externa, sino tambien para permitir el desplazamiento de la capa de nucleo de nuevo en otra posicion del artfculo. Ejemplos de esto se muestran en las Figuras 8A 8B, 8C y 8D para la operacion representada graficamente en la Figura 8 y en las Figuras 9A-9D para la operacion representada graficamente en la Figura 9.

Haciendo referencia primero a las Figuras 8 y 8A-D, de acuerdo con esta realizacion de la invencion, el flujo comienza en el perfil de velocidad de gradiente cero (I en la Figura 8A ~ curva superior de la Figura. 8); desplazando la capa de nucleo hacia la pared interior (II-III en la Figura 8B) al disminuir el flujo de la capa interna (en S1 en la Figura 8, entre los momentos A y B.); y, cerca del final del flujo de (entre los momentos C y D), aumentando el contraflujo de la capa interna para igualarse con el flujo de la capa externa (S2 en la Figura 8) para desplazar la capa de nucleo (en II' en la Figura 8C) de nuevo al perfil de gradiente cero (en III' en la Figura 8C), produciendo de esta manera la forma que se muestra en la Figura 8D.

Una finalidad util para la operacion de la Figura 8 reside en las consideraciones estructurales, en las que puede haber una porcion muy estresada del artfculo moldeado que puede causar un fallo mecanico, tal como la deslaminacion del artfculo, con la capa de barrera o de nucleo situada mas cerca de la pared interior. En segundo lugar, puede ser importante controlar el espesor y la forma del extremo terminal del flujo de nucleo -, la ultima porcion del artfculo moldeado a congelar o solidificar. El moldeo por inyeccion del plastico caliente en una cavidad fria hace que el artfculo moldeado se congele o solidifique a partir de las superficies internas hacia la capa interior, y es ventajoso controlar el flujo final del material que entra en la cavidad a lo largo del 50 por ciento del filete lfquido.

Las Figuras 8 y 8B-D ilustran, por tanto, el desplazamiento de la mayor parte del flujo de nucleo hacia la pared lfmite interior, tanto con el borde anterior como tambien con extremo posterior o terminal en el gradiente cero.

Aunque la invencion se ha ilustrado hasta ahora en relacion con aplicaciones de moldeo de recipientes en forma de frasco o cilindro, las tecnicas de la invencion son utiles para moldear artfculos u objetos con otras formas tambien, incluyendo, como ilustracion adicional, artfculos moldeados en forma plana. Las Figuras 8E-I ilustran una aplicacion del artfculo moldeado con una forma plana de este tipo, con las vistas correspondiendo respectivamente a las Figuras 8 y 8A-8D descritas anteriormente para un frasco hueco o similar.

De modo similar, en la realizacion de la invencion que se muestra en las Figuras 9 y 9A-9D, el flujo comienza en el perfil de velocidad de gradiente cero (I en la Figura 9A - curva superior en el grafico de la Figura 9); desplazando la capa de nucleo hacia la pared exterior (II-III en la Figura 9B) aumentando el flujo de la capa interna (en S11 en la Figura 9, entre los momentos A y B); y, cerca del final del flujo (entre los momentos C y D), disminuyendo el contraflujo de la capa interna para igualarse con el flujo de la capa externa (S21 en la Figura 9) para desplazar la

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capa de nucleo (en II' en la Figura 9C) de nuevo al perfil de gradiente cero (en III' en la Figura 9C), produciendo de esta manera la forma que se muestra en la Figura 9D.

Las Figuras 9-9B-D ilustran por tanto el desplazamiento de la mayor parte del flujo de nucleo hacia la pared exterior, tanto con el borde anterior como tambien el extremo posterior o terminal en el gradiente de cero.

Una lmea de tiempo util para la inyeccion para los sistemas de las Figuras 8, 8A-D, 9 y 9A-D sigue:

Tiempo,

Segundos

0

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0,2

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0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8 1,9 2,0

Accion

Cerrar Molde

Iniciar inyeccion de material de capas interna y externa a sustancialmente una relacion de 50:50

Iniciar inyeccion del material de la capa interior sustancialmente en el gradiente cero del perfil de velocidad

Cambiar relacion de caudales de capa interna : capa externa

Retornar relacion de caudales de capa interna : capa externa a sustancialmente 50:50 Terminar inyeccion de capa interior sustancialmente en el gradiente cero del perfil de velocidad

>20 Terminar inyeccion del material de las capas interna y externa

Las Figuras 10A-C son vistas esquematicas vistas desde la parte superior de la boquilla N, que ilustran los canales o puertos de flujo de entrada que alimentan los flujos de las capas interna, externa y de nucleo o interior (IE, OE, y CE, respectivamente) desde sus fuentes respectivas (Figuras 10B y C), y rodeando un punto TE de entrada del pasador de estrangulacion pasador central. Esa disposicion de canales de flujo se muestra representada en las Figuras 10B y 10C con una serie de cuatro boquillas, alimentadas inicialmente desde una fuente O/IS de las capas externa e interna y una fuente CS de la capa interior o de nucleo, respectivamente, en un sistema de flujo de tres capas equilibrado. El flujo de plastico de las capas externa e interna desde la fuente O/IS se divide en S1 en dos corrientes de flujo coincidentes, y se ramifica despues en B1 para alimentar los canales de entrada para la capa OE externa y la capa IE interna de cada uno de los pares de boquillas superior e inferior, en paralelo. Asimismo, la fuente CS de la capa de nucleo se ramifica para alimentar los canales CE de nucleo de los dos pares de boquillas y con alimentacion equilibrada.

Controles de limitador de flujo, tales como las valvulas operadas electrica, hidraulica o incluso manualmente bien conocidas, se ilustran sustancialmente en la Figura 10B en FR, colocados en cada uno de los canales de alimentacion de la capa externa y sincronicamente operados para variar la relacion relativa del flujo de las capas externa e internas en momentos elegidos de antemano, con fines de desplazamiento del flujo previamente descritos de la invencion. Asimismo, en la Figura 10C, los mismos controles se pueden efectuar con los controles FR del limitador de flujo dispuestos en los canales de alimentacion de la capa interna dentro de cada boquilla o en cada canal de extremo que alimenta material a la capa interna en cada boquilla. Por tanto, en las realizaciones de las Figuras 11A y B, se muestra el control de restriccion de flujo insertado en el canal de alimentacion mas comun que alimenta la capa externa y la capa interna, respectivamente, para el cambio de dichas relaciones de flujo.

Vistas esquematicas, que muestran una forma sencilla pero eficaz de limitadores de flujo de tipo pasador operativo en un canal de alimentacion se muestran en las Figuras 12A, B y C para tres posiciones diferentes. La Figura 12A ilustra la posicion de minima restriccion con el pasador limitador apenas a penas insertado en el canal de flujo; y las Figuras 12B y 12C ilustran las posiciones de mas y maxima restriccion de flujo, respectivamente. Estas se pueden realizar, como se ha indicado anteriormente, en el canal mas comun del sistema de canales (Figuras 11A y B), o, si se desea, en un canal menos comun a la boquilla (Figuras 10B y C) y en otros lugares, como se desee. Una vez mas, como se ha indicado anteriormente, la insercion y el control de retirada del limitador se pueden realizar de forma automatica en una forma bien conocida, electrica o hidraulicamente, por ejemplo, con control de sincronizacion de la posicion de cada uno con respecto al inicio o final del flujo - todos como esten destinados a

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10

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35

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50

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60

representarse esquematicamente en FR.

Haciendo referencia, a continuacion, a los disenos practicos espedficos para tal flujo del canal de boquilla y tales estructuras de restriccion, se hace referencia a la Figura 13 que ilustra una seccion transversal de una construccion de extrusora de boquilla hueca preferida de la forma descrita en dicha patente de Estados Unidos 5.914.138 anterior (Figura 16 de la misma), en la que el flujo desde un colector se efectua a traves de un area C-FD de combinacion de flujo de tres capas en forma de disco plano que rodea un pasador T-T1 de valvula de estrangulacion longitudinalmente movil y central, y en la que el flujo anular se combina y encierra en una cavidad CAV del molde. La estructura FD de disco plana comprende cuatro discos planos que rodean el pasador T de estrangulacion y que forman la pared C' interna del canal de flujo para la capa interna de la corriente de flujo combinada. Los canales C1', C2', C3', etc. de flujo se crean entre las tres superficies planas coincidentes de los discos FD, como tambien se ha explicado en dicha patente, para dispersar uniformemente cada capa de flujo para producir un flujo uniforme del material respectivo que fluye desde cada canal en el area de combinacion C. De esta manera, cada capa de la corriente de flujo combinada se dispone uniformemente de forma anular a medida que fluye el medio de combinacion a traves de la boquilla de estrangulacion de extrusion y la entrada G en la cavidad CAV. El pasador T- T1 de valvula de estrangulacion movil, bajo el control de un limitador de ajuste superior- varilla R de control, que es tambien, en cierto sentido, parte de la estructura del pasador de estrangulacion tambien, vana el porcentaje de material de la capa externa en la capa de flujo anular interna frente a la capa de flujo anular externa de la corriente de flujo combinada, corriente abajo del area C de combinacion. Como se ha explicado anteriormente, cambiar el volumen relativo de las capas externas desplaza la posicion de la capa (interior) de nucleo para la finalidad descrita anteriormente de la presente invencion.

En la realizacion anterior de la Figura 13, la varilla R limitadora se puede mover axialmente dentro del alojamiento E interno de la boquilla, mostrado en R1, justo en el canal C1' de alimentacion de la capa interna. Esta es una posicion neutra con canales C1', C2', etc. de disco abiertos para equilibrar el flujo de la capa interna con respecto al flujo de la capa externa a los efectos del flujo de la capa de nucleo inicial de acuerdo con los principios de la invencion. En las vistas ampliadas de las Figuras 14 y 15, la valvula T de estrangulacion se ha ajustado por la varilla R en una posicion R" elevada, para aumentar el caudal interno con respecto al caudal de la capa externa con la finalidad de controlar el desplazamiento del nucleo de la invencion - la posicion con la restriccion de flujo minima; mientras que, en la Figura 15, la restriccion maxima (la mayor) se ilustra en R”\

Un diagrama esquematico del canal de alimentacion similar a las Figuras 10A-C, pero para el flujo espedfico de la capa anular de la boquilla de las Figuras 13, 14 y 15 cuando se utiliza para corrientes de 3 materiales plasticos polimericos, se ilustra en las Figuras 16A y 16B. La corriente interna y externa se divide dentro de la boquilla para formar las capas de recubrimiento anular interna y externa. En este caso, la fuente O/IS de los flujos de la capas interna y externa, se ramifica de nuevo en los canales de alimentacion de entrada de la boquilla, pero una primera ramificacion de la fuente CS de la de capa interior alimenta el canal CE1 de entrada, y, como se muestra por las lrneas de trazos, una segunda ramificacion de la fuente CS2 de la de capa interior alimenta el canal CE2 de entrada. La primera corriente (#1) de la capa interior se dirige por tanto dentro de las boquillas N para formar la capa anular interior adyacente a la capa interna. La segunda corriente (#2) de la capa interior se dirige dentro de la boquilla para formar la capa anular interior adyacente a la capa externa.

Como se ha mencionado anteriormente, las tecnicas de la presente invencion no estan limitadas en el numero de materiales y capas a moldear, aunque se ilustran ejemplos de moldeo de preformas de dos materiales y tres capas; se ha notado previamente que la invencion es tambien muy util, por ejemplo, en el moldeo de preformas de tres materiales y cuatro capas tambien. Una aplicacion de este tipo se muestra en las Figuras 17 y 17A-D y en las Figuras19 y 19A-D para moldear artfculos u objetos de recipientes huecos, y en las Figuras 18 y 18A-D y en las Figuras 20 y 20A-D para artfculos con forma plana, respectivamente.

En relacion con la adaptacion de la invencion para el moldeo de tres materiales para formar un objeto de cuatro capas, las aplicaciones convencionales serian para un recipiente de plastico compuesto por dos capas interiores; una capa se seleccionana normalmente para su barrera de gas para las propiedades neutralizante de gas, y la otra capa interior se seleccionana para alguna otra propiedad tal como una capa estructural o una capa reciclada. La barrera de gas y/o propiedad neutralizante de gas requiere todavfa que el borde anterior de esta una de las dos capas interiores sea uniforme en su penetracion alrededor de la circunferencia del objeto moldeado. Esta penetracion uniforme se puede lograr poniendo iniciando el flujo de esta una capa interior antes de comenzar el flujo de la segunda capa interior, de modo que el borde anterior de esta primera capa interior que fluye comienza en el gradiente cero del perfil de velocidad. La iniciacion posterior del flujo de la segunda capa interior desplaza las porciones que fluyen posteriormente del primer material interior del gradiente cero, pero el borde anterior uniforme se establece por el flujo inicial de la primera capa interior en el gradiente cero.

En la Figura 17, la primera capa C1 interior que fluye (en este caso la capa interior mas externa en el objeto moldeado) comienza a fluir al momento S1. La segunda capa C2 interior que fluye (en este caso la capa interior mas interna) comienza a fluir al momento S2 que tambien se corresponde con la reduccion del caudal del flujo combinado de las capas interna y externa. La Figura 17A muestra el flujo en la boquilla y en la cavidad parcialmente cargada en el momento A de la Figura 17; este momento entre el momento S1 y S2. El borde anterior de la primera capa C1 interior que fluye se encuentra en el gradiente cero del perfil de velocidad de flujo combinado, asegurando asf su

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penetracion uniforme en el objeto moldeado. La Figura 17B muestra la cavidad parcialmente cargada en el momento B de la Figura 17. El borde anterior de la primera capa C1 interior que fluye permanece en el gradiente cero, mientras que las porciones que fluyen posteriormente de la primera capa interior que fluye se mueven fuera del gradiente cero por la segunda capa C2 interior que fluye, y estan mas cerca de la pared de la extrusora. La Figura 17C muestra la posicion de los flujos en la boquilla y en la cavidad al momento C de la Figura 17. La segunda capa interior que fluye ha dejado de fluir en el momento S3, permitiendo de ese modo que la porcion de flujo final de la primera capa interior que fluye vuelva al gradiente cero justo antes de que su flujo termine, S4. La Figura 17D muestra la cavidad cargada cuando el borde de posterior de la primera capa interior que fluye se ha inyectado en la cavidad por el flujo continuo del flujo combinado de las capas interna y externa despues del momento C, Figura 17. La cavidad cargada muestra la primera capa interior que fluye mas cerca de la pared externa en las porciones de la cavidad cargada correspondiente al flujo simultaneo de la segunda capa interior que fluye.

Las Figuras, 19, 19A, 19B, 19C, y 19D son similares a las Figuras 17 y 17A-D en teona, excepto que, en este ejemplo, la primera capa C1 interior que fluye es la capa interior mas interna y la segunda capa C2 interior que fluye es la capa interior mas externa. Todas las demas caractensticas son similares al caso de las Figuras 17 y 17A-D, pero en la cavidad cargada, la primera capa interior que fluye se encuentra mas cerca de la pared interna de la parte moldeada en las porciones de la cavidad correspondiente al flujo simultaneo de la segunda capa interior que fluye.

En ambas realizaciones de las Figuras 17, 17A-D y 19 y 19A-D, C2 se muestra terminando antes de la terminacion de C1 para permitir que la porcion final del C1 fluya a lo largo del gradiente cero del perfil de velocidad. Se debe entender, sin embargo, que esta dentro del ambito de esta invencion que C1 pueda terminar tambien antes o simultaneamente con la terminacion de C2 si las propiedades deseadas del objeto moldeado se ven reforzadas por una secuencia de dicha terminacion.

Los graficos de operacion de las Figuras 17 y 19 muestran una reduccion en el caudal del flujo combinado de las capas interna y externa al momento S2, correspondiente al inicio del flujo de la segunda capa interior que fluye. El espesor de cada una de las capas de flujo es directamente proporcional al caudal volumetrico de cada capa con respecto al caudal volumetrico total de cada capa con respecto al caudal volumetrico total de todas las capas durante el tiempo en que todas las capas estan fluyendo simultaneamente. La proximidad de la capa interior mas interna y de la capa interior mas externa a las respectivas paredes interna y externa del artfculo u objeto moldeado se cambia haciendo que el caudal de la capa interna y externa combinadas sea mayor o menor durante el tiempo en que todas las capas estan fluyendo simultaneamente.

Tal espesor y posicion relativa de cada una de las capas interiores se elige para mejorar las propiedades del objeto moldeado final. Por ejemplo, si una de las capas interiores es un eliminador de gas, la posicion elegida de la capa eliminadora de gas puede ser normalmente la capa C1 interior mas interna de las Figuras 19 y 19A-D a fin de reducir la velocidad de permeacion de gas a traves de las capas externas del recipiente en el eliminador, y de aumentar la tasa neutralizante de gases de los contenidos del recipiente. Una posicion de este tipo extendera, de hecho, la vida util de los contenidos del recipiente si la finalidad de la capa neutralizante es absorber el gas que penetra desde la atmosfera exterior al recipiente. Como otro ejemplo, la posicion de la capa C1 interior mas interna de la Figura 17 puede mejorar el rendimiento de una capa de barrera de gas sensible a la humedad, tal como el EVOH o nylon MXD6 antes mencionados, alejando tal capa de barrera de la humedad relativa del 100 % de los contenidos de una bebida que se tiene que cargar en el recipiente hasta una posicion en la pared que esta mas proxima a la humedad relativa inferior de la atmosfera que rodea el recipiente.

Una lmea de tiempo normal para la inyeccion para moldear tales artfculos de tres materiales y cuatro capas en la que el borde anterior de la primera capa interior se establece sustancialmente en el gradiente cero del perfil de velocidad, y despues se inyecta una segunda capa interior y su inyeccion se termina antes de que termine la inyeccion de la primera capa interior, como se muestra en las Figuras 17, 17A-D y 19 y 19A-D, es la siguiente:

Tiempo, Accion

Segundos

0 Cerrar Molde

0,1 Iniciar inyeccion de material de capas interna y externa a sustancialmente una relacion de 50:50

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0 Iniciar inyeccion del material de la capa interior sustancialmente en el gradiente cero del perfil

de velocidad

5

10

15

20

25

30

35

40

(continuacion)

Tiempo, Accion

Segundos

1.1 Iniciar inyeccion del segundo material de la capa interior y reducir el caudal combinado de material interno y externo

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1,9 Terminar inyeccion del segundo material de la capa interior

2,0 Terminar inyeccion del primer material de la capa interior sustancialmente en el gradiente cero

del perfil de velocidad

>20 Terminar inyeccion del material de las capas interna y externa

Como se ha descrito anteriormente, objetos o artmulos de formas diferentes se pueden moldear tambien por las tecnicas de la invencion, incluyendo los artmulos con forma plana de antes mencionado en las Figuras 18 y 18A-D y 20 y 20A-D.

Artmulos, puertos o productos ejemplares que se pueden conformar con las tecnicas descritas anteriormente de la presente invencion se muestran en las Figuras 21A a 24C.

La Figura 21A representa un recipiente cilmdrico hueco de plastico moldeado que tiene una parte superior abierta y una parte inferior cerrada. La Figura 21B muestra la seccion transversal del recipiente a traves de su lmea central axial (que se muestra en trazos), en la que la capa interior tiene un borde anterior en el lmea central de la pared moldeada, correspondiendo esta lmea central al gradiente cero del perfil de velocidad durante el flujo de plastico en la cavidad del molde que forma la parte - por ejemplo como en el procedimiento de conformacion de las Figuras 7A- C. Si bien el borde anterior de la capa interior se encuentra sustancialmente en la lmea central de la parte de pared, las otras porciones de la capa interior estan desplazadas de la lmea central hacia la superficie de pared interna del artmulo.

Las variantes se ilustran en las Figuras 21C y D; con el borde posterior de la capa interior estando sustancialmente en la lmea central parcial de la parte en la Figura 21C, y con una capa interior adicional de la Figura. 21D (vease Figura 19B, por ejemplo) teniendo un borde anterior que no se extiende tan lejos como el borde anterior de la otra capa interior y teniendo un borde posterior que termina mas lejos de la entrada de la otra capa interior. Lo que no se representa, pero es posible, son artmulos moldeados en los que el borde anterior de una capa interior se extiende mas alla del borde anterior de la otra capa interior, y en los que los bordes posteriores de las dos capas interiores terminan aproximadamente a la misma distancia de la entrada.

Como otro ejemplo, la Figura 22D ilustra un recipiente hueco moldeado por soplado formado a partir del artmulo de multiples capas de la Figura 22. Las secciones transversales de los segmentos A, B y C de las Figuras 22 y 22D se muestran a escalas ampliadas de las Figuras 22A, 22B y 22C, respectivamente. La Figura 22 muestra una preforma moldeada que tiene el borde anterior de su capa interior en la lmea central de la pared y otras porciones de su capa interior desplazadas de la lmea central hacia la superficie de pared externa (como en las Figuras 6A-C). En la seccion de pared en la porcion terminada del artmulo como se ilustra, en la que el borde anterior de la capa interior se encuentra sustancialmente en la lmea central de la pared, y la otra porcion de la capa interior esta desplazada de la lmea central hacia la superficie de pared externa. La seccion transversal de la pared de un segmento de la pared lateral del recipiente se muestra en la Figura 22B en la que la capa interior esta desplazada de la lmea central hacia la superficie de pared externa; y la Figura 22C muestra la seccion transversal de un segmento de la base del recipiente en la que el borde posterior de la capa interior termina desplazado de la lmea central del artmulo.

En el recipiente moldeado por soplado de la Figura 23D, cuya pre-forma moldeada se representa en la Figura 23, el borde posterior de la capa interior se encuentra sustancialmente en la lmea central de la pared, a diferencia de la preforma de la Figura 22. Las Figuras 23A y 23B son similares a las figuras 22A y 22B, respectivamente, mencionadas anteriormente pero con las variaciones de la Figura 23. La Figura 23C es la seccion C transversal de un segmento de la base del recipiente de la Figura 23D en la que el borde posterior de la capa interior termina sustancialmente en la lmea central de la pared.

Aun otra modificacion se presenta en la seccion transversal de un artmulo moldeado de cuatro capas y la Figura 24 que puede moldearse por soplado en el recipiente de la Figura 24D (veanse Figura 17-19). Los bordes anterior y posterior de una capa interior se encuentran sustancialmente en la lmea central de la parte y se extienden mas alla de los bordes anterior y posterior de la otra capa interior como se muestra, mas espedficamente en las Figuras 24A y 24B, respectivamente. Lo que no se representa, pero es posible, son artmulos moldeados de cuatro capas para su

moldeo por soplado en los que el borde anterior de la primera capa interior se extiende mas alia del borde anterior de la segunda capa interior y en los que los bordes posteriores de las dos capas interiores terminan aproximadamente a la misma distancia de la entrada. Un artfculo no representado adicional es uno en el que el borde posterior de la segunda capa interior se extiende mas alla del borde posterior de la primera capa interior y en 5 el que el borde anterior de la primera capa interior se extiende mas alla del borde anterior de la segunda capa interior.

Las distribuciones de capas descritas previamente de las Figuras 21B, 21C o 21D pueden tambien, por otra parte, moldearse en artfculos similares a la pre-forma de la Figura 22 para su moldeo por soplado en recipientes similares a los de la Figura 22D. De manera similar, la distribucion de capas de las Figuras 22, 23 y 24 se pueden moldear 10 tambien en artfculos similares a los de la Figura 21. Ademas, cualquiera de estas distribuciones de capas representadas se puede moldear en artfculos con formas diferentes, tales como placas planas, (vease Figuras 18 y 20), discos concavos, tapas y cierres para recipientes, y otras formas limitadas solo por la imaginacion de un experto en la materia.

Claims (23)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

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   REIVINDICACIONES

   1. Un procedimiento para la co-extrusion de multiples materiales plasticos polimericos para su inyeccion a traves de una region (G) de entrada en una cavidad (CAV) del molde para producir un artfculo moldeado, teniendo la cavidad (CAV) del molde limitaciones de flujo anulares interna y externa y teniendo el artfculo moldeado paredes interna y externa del artfculo, comprendiendo el procedimiento:

   hacer fluir por co-extrusion corrientes de materiales plasticos polimericos, que incluyen:

   corrientes internas (IL) y externas (OL) de material plastico que sirven como capas interna y externa de pared de recubrimiento, respectivamente, de material plastico en el artfculo moldeado resultante, y al menos una corriente (IA) interior de material plastico que sirve como un nucleo interior de material plastico encerrado dentro de las capas interna y externa en el artfculo moldeado resultante,

   obligar a las corrientes de flujo a fluir a lo largo de trayectorias de flujo anulares concentricas dentro y a lo largo de una boquilla (N) de la extrusora tubular que se extiende longitudinalmente hasta la region (G) de entrada; caracterizado porque el procedimiento comprende ademas:

   ajustar las corrientes de flujo inicialmente para hacer que una porcion inicial de la corriente (IA) interior comience a fluir en una region de gradiente de velocidad sustancialmente cero en el perfil de velocidad de flujo transversal de la extrusion; y

   despues de que se ha iniciado el flujo de gradiente de velocidad sustancialmente cero de la corriente (IA) interior, variar posteriormente la relacion de flujo volumetrico relativo de la corriente (IL) interna con respecto a la corriente (OL) externa para desplazar la corriente (IA) interior del gradiente de velocidad cero y para desplazar por tanto la corriente (IA) interior mas cerca del lfmite del flujo anular interno o del lfmite del flujo anular externo de tal manera que, en el artfculo moldeado resultante, una porcion principal del nucleo interior se encuentre mas cerca de la pared interna del artfculo o de la pared externa del artfculo que de la otra.
2. 2. El procedimiento de la reivindicacion 1, que ademas comprende:

   variar el espesor relativo de la capa interna o la capa externa de material plastico en el artfculo moldeado resultante variando correspondientemente la relacion de flujo volumetrico de las corrientes interna (IL) a la externa (OL).
3. 3. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que;

   antes de la terminacion de la extrusion, variar la relacion de flujo volumetrico relativa de la corriente (IL) interna a la corriente (OL) externa para desplazar un extremo terminal de la corriente (IA) interior de vuelta a lo largo del gradiente de velocidad sustancialmente cero.
4. 4. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que:

   la relacion de flujo volumetrico relativa es variada despues de que ha fluido inicialmente un pequeno porcentaje del volumen total de la corriente (IA) interior.
5. 5. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que el ajuste de las corrientes de flujo causa inicialmente que las corrientes interna (IL) y externa (OL) comiencen a fluir con caudales volumetricos sustancialmente iguales.
6. 6. El procedimiento de la reivindicacion 1, que comprende ademas:

   alimentar las corrientes interna (IL) y externa (OL) de la misma fuente (O/IS) de material plastico; alimentar la corriente (IA) interior de una fuente (CS) de material plastico diferente;

   combinar la corriente (IA) interior co-extensiva anular encerrada por las corrientes interna (IL) y externa (OL) cerca de la region (G) de entrada; e

   inyectar lateralmente las corrientes combinadas en direcciones transversales opuestas en la cavidad (CAV) del molde.
7. 7. El procedimiento de la reivindicacion 1, que comprende ademas;

   hacer fluir dos corrientes (IA) interiores dentro de las corrientes interna (IL) y externa (OL), que incluye:

   iniciar un flujo de una primera de las corrientes (IA) interiores antes que un flujo de una segunda de las corrientes (IA) interiores y con su borde anterior partiendo del gradiente de velocidad cero, posteriormente, iniciar el flujo de la segunda corriente (IA) interior desplazando una porcion de flujo posterior de la primera corriente (IA) interior del gradiente de velocidad cero,

   completar la inyeccion de la segunda corriente (IA) interior antes de completar la inyeccion de la primera corriente (IA) interior a traves de la region (G) de entrada y en la cavidad (CAV) del molde, y terminar la inyeccion de la primera corriente (IA) interior en el gradiente de velocidad cero.
8. 8. El procedimiento de la reivindicacion 7, en el que los materiales de las corrientes interna (IL), externa (OL) e

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   interior (IA) constituyen tres materiales de moldeo que forman un artfculo moldeado de cuatro capas.
9. 9. El procedimiento de la reivindicacion 8, en el que el espesor y la posicion relativa de cada una de las corrientes (IA) interiores se eligen para mejorar una o mas propiedades del artfculo moldeado.
10. 10. El procedimiento de la reivindicacion 9, en el que la mas interna de las corrientes (IA) interiores se compone de un material eliminador de gas para reducir una tasa de permeacion de gas a traves de la pared exterior del artfculo del artfculo moldeado, y aumentar una velocidad de eliminacion de gas de un contenido del artfculo moldeado si el material eliminador de gas pretende absorber el gas que penetra desde el exterior del artfculo moldeado.
11. 11. El procedimiento de la reivindicacion 9, en el que la mas externa de las corrientes (IA) interiores se compone de una material de barrera de gas sensible a la humedad para situar tal barrera en una posicion dentro del artfculo moldeado que se encuentre mas cerca de la atmosfera exterior que rodea el artfculo moldeado.
12. 12. El procedimiento de la reivindicacion 7, en el que el artfculo moldeado es una recipiente hueco de forma cilmdrica, tal como un frasco, o un artfculo con forma plana.
13. 13. Uso de un aparato para el procedimiento de co-extrusion de multiples materiales plasticos para su inyeccion a traves de una region (G) de entrada en una cavidad (CAV) del molde para producir el artfculo moldeado de las reivindicaciones 1 a 12, teniendo la cavidad (CAV) del molde limitaciones de flujo anulares interna y externa y teniendo el artfculo moldeado paredes internas y externas del artfculo, en el que el aparato comprende:

    una boquilla (N) de la extrusora tubular que se extiende longitudinalmente provista de canales (IE, OE, CE) de entrada, medios (T) de estrangulacion longitudinales, medios de ajuste y medios que se pueden operar despues, en el que:

    la boquilla (N) de la extrusora tubular que se extiende longitudinalmente provista de canales (TB, DE, CE) de entrada que reciben materiales plasticos procedentes de las fuentes (O/IS, CS) de los mismos y hacen fluir co-extensivamente los materiales como corrientes interna (IL) y externa (OL) con una corriente (IA) interior, las corrientes interna (IL) y externa (OL) sirven como capas de recubrimiento interna y externa de las paredes, respectivamente, del artfculo moldeado resultante, y la corriente (IA) interior sirve como una capa de nucleo del artfculo moldeado resultante dentro de las capas interna y externa;

    obligando los medios (T) de estrangulacion longitudinales a las corrientes de flujo a fluir a lo largo de las trayectorias de flujo anulares concentricas dentro y a lo largo de la boquilla (N) de la extrusora tubular que se extiende longitudinalmente hasta la region (G) de entrada;

    ajustando los medios de ajuste las corrientes de flujo inicialmente para hacer que el flujo (IA) interior comience a fluir a una region de gradiente de velocidad sustancialmente cero en el perfil de velocidad de flujo transversal de la extrusion; y variando los medios que se pueden operar despues la relacion de flujo volumetrico relativa de las corrientes interna (IL) a externa (OL) despues de que el flujo del gradiente de velocidad cero de la corriente (IA) interior se ha iniciado, para desplazar la corriente (IA) interior del gradiente de velocidad cero y desplazar la corriente (IA) interior mas cerca del lfmite del flujo interno o del lfmite de flujo externo de tal manera que, en el artfculo moldeado resultante, una porcion principal de la capa de nucleo se encuentre mas cerca de la pared interna del artfculo o de la pared externa del artfculo que de la otra.
14. 14. El uso de la reivindicacion 13, en el que el medio de ajuste es controlado para variar el espesor relativo de la capa interna o capa externa de material plastico en el artfculo moldeado resultante variando correspondientemente la relacion de flujo volumetrico relativa de las corrientes interna (IL) a externa (OL).
15. 15. El uso de la reivindicacion 13, en el que el medio de ajuste es controlado para variar la relacion de flujo volumetrico relativa de las corrientes interna (IL) a externa (OL) para desplazar un extremo terminal de la corriente (IA) interior de vuelta a lo largo de sustancialmente el gradiente de velocidad cero antes de la terminacion de la extrusion.
16. 16. El uso de la reivindicacion 13, en el que el medio de ajuste es controlado para variar la relacion de flujo volumetrico relativa de las corrientes interna (IL) a externa (OL) despues de que un pequeno porcentaje de la corriente (IA) interior haya comenzado inicialmente.
17. 17. El uso de la reivindicacion 13, en el que el medio de ajuste es controlado para causar inicialmente que las corrientes interna (IL) y externa (OL) comiencen con caudales volumetricos sustancialmente iguales.
18. 18. El uso de la reivindicacion 13, en el que el medio de ajuste comprende un pasador (T) axial, y en el que el pasador (T) axial empuja a las corrientes combinadas en trayectorias de flujo anulares concentricas.
19. 19. Un artfculo moldeado de material plastico que tiene paredes internas y externas del artfculo, y una capa de nucleo encerrada dentro de las capas interna y externa, el artfculo caracterizado porque:

    una porcion principal de la capa de nucleo dentro del artfculo se encuentra mas cerca de la pared interna del artfculo o de la pared externa del artfculo; y

    una porcion inicial de la capa de nucleo dentro del artfculo se encuentra sustancialmente en la lmea central de las paredes interna y externa del artfculo de nucleo encerrado.
20. 20. El artfculo moldeado de la reivindicacion 19, en el que el artfculo es hueco y esta delimitado por las paredes interna y externa del artfculo de nucleo encerrado.

    5 21. El artfculo moldeado de la reivindicacion 20, en el que porcion inicial de la capa de nucleo constituye un pequeno

    porcentaje de la longitud de la capa de nucleo.
21. 22. El artfculo moldeado de la reivindicacion 21, en el que un extremo terminal de la capa de nucleo se encuentra sustancialmente en la lmea central.
22. 23. El artmulo moldeado de la reivindicacion 21, en el que un material de capa de nucleo se selecciona para las 10 caractensticas de funcion de barrera tal como el control de la humedad, la permeacion de gases, eliminacion de

    gases, o proteccion electromagnetica.
23. 24. El artfculo moldeado de la reivindicacion 21, en el que las capas interna, externa y de nucleo se componen de tres materiales de moldeo que forman un artfculo moldeado de cuatro capas.