ES2880251T3 - Aparato para el tratamiento con plasma de material polimérico granular - Google Patents

Aparato para el tratamiento con plasma de material polimérico granular Download PDF

Info

Publication number
ES2880251T3
ES2880251T3 ES19204910T ES19204910T ES2880251T3 ES 2880251 T3 ES2880251 T3 ES 2880251T3 ES 19204910 T ES19204910 T ES 19204910T ES 19204910 T ES19204910 T ES 19204910T ES 2880251 T3 ES2880251 T3 ES 2880251T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
treatment
polymeric material
electrode
machine
development
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES19204910T
Other languages
English (en)
Inventor
Claudio Sola
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BONETTO Srl
Original Assignee
BONETTO Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BONETTO Srl filed Critical BONETTO Srl
Application granted granted Critical
Publication of ES2880251T3 publication Critical patent/ES2880251T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/16Auxiliary treatment of granules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/28Treatment by wave energy or particle radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • H01J37/32541Shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

Máquina (1) para el tratamiento con plasma de material polimérico granular, en particular polietileno, que comprende: - una celda (2) de tratamiento, que delimita un volumen de tratamiento (V) para un material polimérico granular; - una fuente (19) de presión negativa en comunicación de fluido (SP) con el volumen de tratamiento (V); - una unidad (7B) de suministro de gas configurada para introducir (30) uno o más gases de tratamiento para el material polimérico granular en dicho volumen de tratamiento (V); y - un electrodo (26) para la generación de plasma colocado dentro de la celda (2) de tratamiento, en la que: - dicho electrodo (26) tiene una forma alargada con una primera dimensión (D26) orientada en una dirección principal de desarrollo (X) y una segunda dimensión (d26) orientada en una dirección secundaria de desarrollo (Y); estando caracterizada la máquina (1) porque dicha celda (2) de tratamiento comprende un dispositivo (40) agitador configurado para agitar el material polimérico granular que, en uso, está presente dentro de la celda (2) de tratamiento, y porque la razón entre dicha primera dimensión (D26) y dicha segunda dimensión (d26) está comprendida entre 20:1 y 15:1.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para el tratamiento con plasma de material polimérico granular
Texto de la descripción
Campo de la invención
La presente invención se refiere al tratamiento con plasma de materiales poliméricos, en particular con el objetivo de potenciar las características de adhesión superficial del material polimérico. La invención se ha desarrollado con referencia particular al campo técnico de la formación de recipientes isotérmicos para productos alimenticios, pero se entiende que puede aplicarse a múltiples sectores que hacen uso de materiales poliméricos.
Técnica anterior
Los documentos de la técnica anterior en este campo incluyen, entre otros, el documento US 2008/0145553 A1. La producción de recipientes isotérmicos para el transporte de productos alimenticios frescos y/o congelados prevé actualmente el uso de técnicas de moldeo rotacional combinadas con técnicas de formación de espuma. En mayor detalle, por medio de moldeo rotacional de polietileno en forma granular se obtiene la carcasa exterior de doble pared del recipiente isotérmico, lo que significa un producto semiacabado hueco que tiene las dimensiones exterior e interior finales del recipiente, pero que tiene un espacio en la pared sin material.
Básicamente, es un producto semiacabado que tiene las paredes exterior e interior del recipiente isotérmico separadas por un hueco. En una etapa de procesamiento posterior, el hueco se llena con espuma de poliuretano por medio un procedimiento tradicional de espumado por inyección.
Un inconveniente típico que afecta a los recipientes isotérmicos producidos de ese modo es la separación entre las paredes de polietileno y el núcleo de espuma de poliuretano durante el uso normal. La diferencia de dilatación térmica, el impacto y los ciclos térmicos continuos a los que está sometido el recipiente provocan un desprendimiento superficial de los dos materiales. Esto se debe a la escasa humectabilidad y a las modestas propiedades de adhesión superficial del polietileno. El efecto es inmediatamente visible en los recipientes isotérmicos, ya que muestran hinchamientos evidentes de las paredes de polietileno tras la interrupción de la superficie de contacto con el aislante de poliuretano. Tales hinchamientos son nefastos desde el punto de vista del funcionamiento ya que, además de la posibilidad de desencadenar un fallo, hacen que el almacenamiento de los recipientes sea impracticable en una disposición ordenada y/o con una ocupación óptima del espacio. Las paredes hinchadas impiden de hecho la yuxtaposición estricta de los recipientes y, además, limitan la posibilidad de apilamiento de los mismos.
Las medidas más extendidas actualmente para superar este inconveniente son básicamente de dos tipos:
i) provisión de puentes de polietileno para unir entre sí la pared exterior y la pared interior de la carcasa del recipiente; se trata de una medida que contiene exclusivamente los efectos de interrupción de la superficie de contacto, ya que no interviene en las causas de la misma; el objetivo de esta medida es exclusivamente el de limitar el hinchamiento de las paredes de polietileno y mantener la forma del recipiente lo más próxima posible a la forma nominal, de modo que tenga el menor impacto posible ante la posibilidad de manipulación y almacenamiento de los recipientes durante el uso; además, los puentes de polietileno proporcionan en la práctica puentes térmicos dentro de la capa aislante, lo que empeora notablemente el rendimiento; y
ii) aplicación de una capa de adhesivo dentro de las paredes de polietileno antes de la espumación de tal manera que se refuerce la superficie de contacto entre las paredes de polietileno y el núcleo de poliuretano por medio del propio adhesivo; se trata de una medida que contrarresta las causas de la separación, pero resulta notablemente desventajosa desde el punto de vista económico, ya que requiere mano de obra altamente cualificada y tiempos prologados de aplicación del adhesivo.
Objeto de la invención
El objeto de la invención es resolver los problemas técnicos descritos anteriormente. En particular, el objeto de la invención es mejorar las propiedades de adhesión superficial del polietileno para reforzar la superficie de contacto entre este último y materiales adicionales.
Sumario de la invención
El objeto de la presente invención se logra mediante una máquina según la reivindicación 1, un método relacionado según la reivindicación 10; reivindicándose realizaciones adicionales preferidas en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá ahora con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de una máquina según la invención;
- las figuras 2 a 4 son vistas de una celda de tratamiento de la máquina según la invención;
- la figura 5 es una vista en sección transversal según el trazo V-V de la figura 2;
- la figura 6 consiste en cuatro partes, A, B, C, D, que ilustran diversas vistas de un electrodo de la celda de reacción de las figuras 2 a 4; y
- las figuras 7 a 10 ilustran una secuencia de funcionamiento de la máquina según la invención.
Descripción detallada
El número de referencia 1 en la figura 1 designa en su conjunto una máquina para el tratamiento con plasma de un material polimérico en forma granular, en particular polietileno. La máquina 1 comprende una celda 2 de tratamiento, que delimita un volumen de tratamiento V para un material polimérico granular, una unidad 4 dispensadora para el suministro de una cantidad preestablecida de material polimérico granular a la celda 2 de tratamiento, una unidad 6 de evacuación para vaciar el material de la celda de tratamiento y una unidad de dispensación de fluido.
La unidad de dispensación de fluido comprende una fuente de presión negativa en comunicación de fluido con el volumen de tratamiento V y configurada para establecer condiciones de vacío dentro del volumen V. El término “condiciones de vacío” pretende indicar condiciones de presión subatmosférica que no corresponden necesariamente a la condición de vacío teórico, pero que comprenden un intervalo más amplio de grados de vacío que pueden lograrse operativamente (por ejemplo, por medio de bombas de vacío disponibles habitualmente en el sector industrial).
En esta realización, la fuente de presión negativa comprende una batería de bombas 7A de vacío (alternativamente, es posible proporcionar una sola bomba con mayor rendimiento).
A este respecto, la fuente de presión negativa puede comprender ventajosamente una primera bomba de vacío (meramente a modo de ejemplo una bomba del tipo Leybold Trivac 65 con aceite Fomblin - 0 KF50 -), una segunda bomba de vacío (por ejemplo, una bomba del tipo Leybold Roots Ruvac WAU 251 - 0 ISO-K100), y un filtro de polvo con microfiltro para la protección de las bombas de vacío primera y segunda (0 ISO-K100).
La conexión al volumen de tratamiento se obtiene preferiblemente por medio de una manguera flexible que se conecta a uno o más puertos de succión SP (figuras 4 y 5). El volumen de tratamiento V está equipado además con un sensor de vacío (0 KF16) para monitorizar las condiciones de presión negativa dentro del propio volumen.
El flujo en la conexión de fluido entre la fuente de presión negativa y el volumen de tratamiento V se regula por medio de una válvula principal de tipo electroneumático (0 ISO-K100), mientras que el restablecimiento de la presión atmosférica en el volumen de tratamiento V se obtiene mediante una válvula de ventilación de admisión de aire electromecánica (0 KF25).
La unidad de dispensación de fluido comprende además una unidad 7B de suministro de gas configurada para introducir uno o más gases de tratamiento para el material polimérico granular en el volumen de tratamiento V. En la realización ilustrada en el presente documento, la unidad 7B de suministro de gas comprende un cilindro de gas de tratamiento a presión.
La unidad 4 dispensadora incluye una tolva 8 de carga colocada encima de dicha celda 2 de tratamiento, que se suministra (a través de un conducto 10) a través de un alimentador 12 que extrae material polimérico granular sin procesar de un recipiente 14 de almacenamiento.
La unidad 6 de evacuación comprende un tanque 16 de recogida ubicado en el pie de la celda 2 de tratamiento y un conducto 18 de evacuación, en el que se encuentra instalado un alimentador 19 configurado para mover el material polimérico tratado desde el tanque 16 de recogida hasta una bolsa 20 de almacenamiento, soportada por un armazón 22.
La tolva 8 de carga y la bolsa 20 de almacenamiento pueden estar dotadas convenientemente de sensores de nivel para detectar el nivel del material polimérico granular con el fin de determinar los niveles de llenado máximo y llenado mínimo/vaciado total.
Los sensores en cuestión pueden estar además conectados convenientemente a la unidad de dispensación de fluido, y en particular a la fuente 7A de presión negativa, de tal manera que subordine la acción de la fuente de presión negativa (y, por tanto, el establecimiento del vacío en el volumen de tratamiento V) a la presencia del material polimérico granular.
Con referencia a las figuras 2-5 y 6A-6B, colocada dentro de la celda 2 de tratamiento, y en particular dentro del volumen de tratamiento V, hay una unidad 24 de generación de plasma que incluye un electrodo 26 para la generación del plasma. El electrodo 26 tiene una forma alargada con una primera dimensión D26 orientada en una dirección principal de desarrollo X y una segunda dimensión d26 orientada en una dirección secundaria de desarrollo Y, donde la razón entre la primera dimensión D26 y la segunda dimensión d26 está comprendida entre 20:1 y 15:1, preferiblemente entre 16:1 y 18:1. El electrodo 26 tiene además una dirección secundaria de desarrollo adicional Z ortogonal a la dirección principal de desarrollo X y a la dirección secundaria de desarrollo Y. El electrodo 26 tiene una tercera dimensión h26 orientada en la dirección secundaria de desarrollo adicional, y la razón entre la primera dimensión D26 y la tercera dimensión h26 está comprendida entre 30:1 y 27:1.
El electrodo 26 está soportado por una placa 28 de soporte, que se usa para la conexión de la unidad 24 a las paredes del volumen de tratamiento V y como colector de corriente para la ignición del plasma. Para este fin, la placa 28 se obtiene preferiblemente como un panel de aluminio aislado con teflón. Otro parámetro importante es la razón entre el volumen de la cámara y el volumen del electrodo. De hecho, el electrodo está dimensionado para garantizar el tratamiento de la cantidad de gránulos que pueden tratarse en el volumen de la cámara. En este caso en concreto, la razón entre el volumen de la cámara y el volumen del electrodo es de 500:1.
Se proporcionan uno o más, preferiblemente un par de puertos de suministro de gas en la pared superior de la cámara 2, tal como se representa en la figura 3. El uno o más puertos 30 están en comunicación de fluido con la unidad de suministro/cilindro 7B para dispensar gases de reacción al interior del volumen V.
Con referencia a las figuras 2-5, en una realización preferida de la invención, la celda 2 de tratamiento tiene una forma al menos parcialmente cilíndrica, y el electrodo 26 está colocado en una posición sustancialmente paralela a una generatriz de la forma cilíndrica mencionada anteriormente. Tanto la posición del electrodo 26 como la forma del volumen de tratamiento son claramente visibles en la vista de la figura 5: el electrodo está colocado en una pared 32 de plano superior del volumen de tratamiento V, que está delimitada por un par de paredes 34, 36 de plano laterales y por una pared 38 inferior similar a una cuna, que tiene una forma cilíndrica circular y está redondeada a las paredes 34, 36. Colocado dentro del volumen de tratamiento V hay un dispositivo 40 agitador configurado para agitar el material polimérico granular que, en uso, está presente dentro de la celda de tratamiento. El dispositivo 40 agitador es del tipo rotativo (obtenido preferiblemente como un perfil curvo helicoidal montado sobre radios 40R) y puede rotar alrededor de un eje X40 paralelo a una generatriz de la pared 38, y en particular coincidente con un eje geométrico de la forma cilíndrica de este último. El accionamiento en rotación del dispositivo 40 agitador se obtiene mediante un motor M40 eléctrico que transmite el movimiento a un motorreductor R40 (preferiblemente del tipo tornillo) cuyo árbol de salida está conectado al dispositivo 40 agitador por medio de una junta J40.
La celda 2 de tratamiento está montada además de manera oscilante alrededor de un eje horizontal Y2, transversal al eje X40. El movimiento de oscilación puede accionarse por medio de una transmisión por cable o correa designada mediante la referencia B2.
En general, pueden observarse las siguientes relaciones geométricas:
i) el eje X40 de la celda 2 de tratamiento está colocado alineado con la dirección principal de desarrollo del electrodo 26, y tanto el eje como la dirección principal se extienden a lo largo de la dirección longitudinal para la celda 2 de tratamiento;
ii) el eje de oscilación Y2 es transversal con respecto al eje X40 y a la dirección principal de desarrollo del electrodo 26; y
iii) la dirección secundaria de desarrollo del electrodo 26 es asimismo transversal al eje X40 y, tal como se ha mencionado, es transversal a la dirección principal de desarrollo.
La celda de tratamiento incluye una pared 42 frontal que puede cerrarse sobre una boca de entrada del volumen de tratamiento V, que proporciona tanto una boca de carga como una boca de descarga de la célula 2. La pared 42 puede ponerse en movimiento alrededor de un eje Z42 por medio de una unidad 44 de actuador.
A este respecto, el movimiento oscilatorio alrededor del eje Y2 da lugar a tres posiciones de funcionamiento distintas:
- una posición de carga, donde la boca de entrada del volumen de tratamiento está orientada hacia la tolva de carga; en las figuras (y en particular en la figura 8) esto corresponde a una celda de tratamiento en una posición de cabeceo hacia arriba; en esta posición, la pared 42 está abierta;
- una posición de tratamiento, donde la celda de tratamiento se mantiene en una posición sustancialmente horizontal (véase en particular la figura 9); y
- una posición de descarga, donde la boca de entrada del volumen de tratamiento V está orientada hacia el tanque 16 de recogida para el material polimérico tratado, que para este fin se coloca en el pie de la celda de tratamiento; en las figuras (y en particular en la figura 10) esto corresponde a una celda de tratamiento en una posición de cabeceo hacia abajo; en esta posición, la pared 42 está abierta.
A continuación en el presente documento se describe el funcionamiento de la máquina 1.
Dentro de la celda 2 de tratamiento, en el volumen de tratamiento V, se lleva a cabo el tratamiento de un material polimérico granular, por ejemplo polietileno, con la acción combinada de vacío y gases ionizados. La ionización de los gases introducidos en el volumen de tratamiento a través de la unidad de suministro de gas y el electrodo 26 permite la modificación de la superficie de los gránulos de material polimérico, en particular de la tensión superficial de los mismos.
El ciclo de tratamiento se ilustra esquemáticamente en las figuras 7 a 10. En la figura 7, la tolva 8 de carga se llena con una cantidad preestablecida de material polimérico granular que va a tratarse. La dispensación puede optimizarse convenientemente por medio de sensores de nivel dispuestos en la tolva 8. El suministro se produce extrayendo el material del tanque 14 por medio del dispositivo 12 de suministro (por tanto, mediante succión), y enviándolo a través del conducto 10.
Al mismo tiempo (figura 8), la celda 2 de tratamiento se abre a través de la rotación de la pared 42 y la exposición de la boca de entrada del volumen V, tras lo cual la celda 2 se hace rotar hacia la posición de carga. Con la boca de entrada del volumen V expuesta hacia la tolva 8, se abre el fondo de esta última, y el material polimérico granular que va a tratarse recogido en ella migra hacia el volumen de tratamiento V.
Tras el llenado del volumen de tratamiento V, se cierra la pared 42 y se aísla el volumen de tratamiento.
Se hace rotar la celda 2 hacia una posición horizontal (tratamiento) y, tras el establecimiento previo del vacío dentro del volumen de tratamiento a través de la fuente de presión negativa (las presiones de funcionamiento están en la región de 20 Pa), comienza el tratamiento con plasma (figura 9). El plasma se genera a través del electrodo 26, que se suministra (según el material y el tratamiento) a baja frecuencia (NF) o a alta frecuencia. Este último tipo de suministro puede conducir al funcionamiento en condiciones de plasma no térmicas (o no de equilibrio), por ejemplo en un régimen de descarga que se aproxima, o se superpone, al régimen de descarga en corona. El uno o más gases introducidos en la cámara a través de los puertos 30 se ionizan por el campo eléctrico generado en las proximidades del electrodo 26, interaccionando con la superficie de los gránulos de material. Los gases de proceso se dispensan a través de un caudalímetro electrónico, asociado al cual hay una válvula de cierre, que se acciona al estado de cierre una vez que se ha dispensado la cantidad deseada.
Los gases anteriores pueden incluir, por ejemplo:
oxígeno - O2
argón - Ar
nitrógeno - N2
tetrafluorometano - CF4
hidrógeno - H2 (que puede usarse sólo si la máquina 1 está equipada con un sistema de protección frente a las explosiones); y
etileno - C2H4 (que puede usarse sólo si la máquina 1 está equipada con un sistema de protección frente a las explosiones).
Los primeros cuatro gases pueden usarse de manera polivalente; es decir, son funcionales para limpiar el volumen de tratamiento V al final del ciclo de funcionamiento, para la activación del tratamiento y para la oxidación de la superficie de los gránulos de material polimérico para modificar su tensión superficial.
A modo de ejemplo, un tratamiento que puede llevarse a cabo por medio de la máquina 1 incluye los siguientes parámetros:
i) tensión de alimentación del electrodo 26: desde 600 V hasta 800 V de amplitud máxima, con un valor de tensión promedio comprendido entre 680 V y 720 V;
ii) alimentación suministrada al electrodo: desde 600 W hasta 1500 W;
iii) duración del tratamiento (tiempo de alimentación del electrodo 26): desde 120 s hasta 1200 s;
iv) masa del material polimérico granular: desde 20 kg hasta 50 kg, con un tamaño de grano comprendido entre 200 |^m y 500 ^m.
Además, debe tenerse en cuenta que la geometría del dispositivo 40 agitador se obtiene para arrastrar parte de los gránulos de material que se somete a tratamiento hacia la parte superior del volumen V para provocar la caída posterior de los mismos por gravedad, lo que favorece el mezclado. Un ejemplo de geometría de este tipo es el de un agitador de tornillo que comprende una pala helicoidal con rebordes periféricos, estando configurada esta última para elevar el material granular. Los giros de la pala helicoidal se llevan a cabo mediante radios radiales conectados al buje del agitador 40, tal como puede observarse en las figuras. El dispositivo 40 agitador rota a una velocidad de entre 5 y 10 r.p.m. El sentido de rotación se invierte preferiblemente cada 180 segundos.
Este tratamiento limpia y activa la superficie de los gránulos de material polimérico, oxidándolo, y lleva los valores de tensión superficial de los mismos a niveles que son extremadamente favorables para la adhesión de materiales no polares adicionales (tal como la espuma de poliuretano) o pinturas. Gracias al tratamiento, la adhesión mejora sin necesidad de interposición de imprimadores o adhesivos. A este respecto, la relación de aspecto del electrodo 26 (con la presencia de una dirección principal de desarrollo) y la disposición del mismo en la celda 2 de tratamiento garantizan una distribución óptima del plasma dentro del volumen de tratamiento V, con la ventaja de la uniformidad de tratamiento del material granular.
Al final del tratamiento, la presión atmosférica se restablece en el volumen de tratamiento V después de la desconexión previa del electrodo 26, y se eliminan los gases de proceso del volumen V. Para ello, es posible utilizar nitrógeno gas N2 como gas de proceso único y depurador. A continuación, la pared 42 se abre de nuevo para exponer la boca de entrada del volumen V.
Entonces se hace rotar la celda 2 a una posición de descarga con la boca de entrada expuesta hacia el tanque 16 de recogida, que por tanto recibe el material polimérico granular activado que acaba de someterse a tratamiento. Simultáneamente, se enrosca el dispositivo 19 de movimiento (de nuevo, preferiblemente un dispositivo accionado por un motor eléctrico que puede controlarse por medio de sensores de nivel en el tanque 16) para transportar el material polimérico granular descargado en el tanque 16 hacia la bolsa 20 de recogida.
El ciclo puede repetirse entonces simplemente volviendo a colocar la celda 2 de tratamiento en una posición de carga: mientras tanto, la tolva 8 de carga se ha llenado de nuevo con material polimérico granular que va a tratarse, listo para transferirse al volumen de tratamiento V.
Al garantizarse los parámetros de tratamiento i) a iv) enumerados anteriormente, la máquina 1 posibilita por tanto en general implementar de manera cíclica (gracias a la posibilidad de descargar el material tratado y recargar el material todavía por tratar) un método para el tratamiento de material polimérico granular que comprende las etapas de:
- proporcionar una cantidad preestablecida de material polimérico granular en el volumen de tratamiento (V); - establecer condiciones de vacío en el volumen de tratamiento V, preferiblemente estableciendo una presión de entre 40 y 90 Pa, más preferiblemente entre 40 y 60 Pa, e incluso más preferiblemente igual a 50 Pa.
- alimentar el electrodo 26 para generar un plasma dentro del volumen de tratamiento V; y
- agitar el material polimérico granular por medio de un dispositivo 40 agitador.
Gracias a la máquina 1 según la invención, es posible tratar un material polimérico granular sin modificar el estado macroscópico del mismo (el producto resultante sigue siendo un material polimérico granular), pero interviniendo únicamente en las propiedades de adhesión superficial. Por consiguiente, lo que la máquina 1 produce como producto de procesamiento es un material polimérico granular “activado” que puede manipularse como un material polímero granular convencional, es decir, que puede usarse como materia prima en todos los procedimientos de moldeo convencionales sin modificación alguna del propio procedimiento. Por tanto, es posible, en lo que respecta al sector de producción de recipientes isotérmicos para productos alimenticios, obtener los recipientes de polipropileno con el mismo procedimiento de moldeo rotacional que el ya usado para recipientes conocidos, pero obteniendo un producto semiacabado que no requiere ninguna adaptación adicional para evitar la posterior separación de la capa de relleno de espuma de poliuretano. Con el polietileno activado obtenido mediante el tratamiento dentro de la máquina 1 es posible proceder directamente a la espumación del producto de polietileno semiacabado con la garantía de una alta adhesión superficial entre la capa de espuma y las paredes de polipropileno. Además, dadas las mismas áreas de las superficies orientadas hacia el hueco que separa las paredes exterior e interior del recipiente isotérmico (que son las superficies expuestas a la formación de espuma), también las superficies orientadas hacia el exterior tienen las mismas propiedades de adhesión superficial: esto implica que están listas para pintarse sin requerir la aplicación de imprimadores o similares. El material polimérico tratado con la máquina 1 encuentra amplio uso también en el sector del mueble, y en particular en la producción de muebles con espuma. Las ventajas son las mencionadas en los párrafos anteriores: la espuma que se inyecta dentro de la cubierta del artículo se adhiere a las paredes de material polimérico sin necesidad de adhesivos o imprimadores, y también se adhiere una posible pintura exterior sin necesidad de operaciones adicionales de procesamiento.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Máquina (1) para el tratamiento con plasma de material polimérico granular, en particular polietileno, que comprende:
    - una celda (2) de tratamiento, que delimita un volumen de tratamiento (V) para un material polimérico granular;
    - una fuente (19) de presión negativa en comunicación de fluido (SP) con el volumen de tratamiento (V); - una unidad (7B) de suministro de gas configurada para introducir (30) uno o más gases de tratamiento para el material polimérico granular en dicho volumen de tratamiento (V); y
    - un electrodo (26) para la generación de plasma colocado dentro de la celda (2) de tratamiento, en la que:
    - dicho electrodo (26) tiene una forma alargada con una primera dimensión (D26) orientada en una dirección principal de desarrollo (X) y una segunda dimensión (d26) orientada en una dirección secundaria de desarrollo (Y);
    estando caracterizada la máquina (1) porque dicha celda (2) de tratamiento comprende un dispositivo (40) agitador configurado para agitar el material polimérico granular que, en uso, está presente dentro de la celda (2) de tratamiento, y
    porque la razón entre dicha primera dimensión (D26) y dicha segunda dimensión (d26) está comprendida entre 20:1 y 15:1.
  2. 2. Máquina (1) según la reivindicación 1, en la que dicha celda (2) de tratamiento tiene al menos en parte una forma (38) cilíndrica, y dicho electrodo (26) está colocado en una posición sustancialmente paralela a una generatriz de dicha forma (38) cilíndrica.
  3. 3. Máquina (1) según la reivindicación 2, en la que dicha dirección principal de desarrollo (X) es paralela a una generatriz de dicha forma cilíndrica, mientras que dicha dirección secundaria de desarrollo (Y) es transversal con respecto a dicha generatriz.
  4. 4. Máquina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha celda (2) de tratamiento está montada oscilando alrededor de un eje (Y2) paralelo a dicha dirección secundaria de desarrollo (Y).
  5. 5. Máquina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye una unidad (4) dispensadora para suministrar de una cantidad preestablecida de material polimérico granular a dicha celda (2) de tratamiento, incluyendo dicha unidad (4) dispensadora una tolva (18) de carga colocada encima de dicha celda (2) de tratamiento.
  6. 6. Máquina (1) según la reivindicación 5, en la que dicha celda (2) de tratamiento incluye una pared (42) frontal que puede cerrarse sobre una entrada del volumen de tratamiento (V), oscilando dicha celda (2) de tratamiento alrededor de dicho eje (Y2) paralelo a dicha dirección secundaria de desarrollo (Y) desde una posición hasta otra de las posiciones siguientes:
    - una posición de carga, donde la boca de entrada del volumen de tratamiento (V) está orientada hacia dicha tolva (8) de carga;
    - una posición de tratamiento, donde la celda (2) de tratamiento se mantiene en una posición sustancialmente horizontal; y
    - una posición de descarga, donde la entrada del volumen de tratamiento (V) está orientada hacia un tanque de recogida (16) para el material polimérico tratado, estando colocado dicho tanque de recogida (16) en el pie de dicha celda (2) de tratamiento.
  7. 7. Máquina (1) según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en la que dicho electrodo (26) incluye una dirección secundaria de desarrollo adicional (Z) ortogonal a dicha dirección principal de desarrollo (X) y a dicha dirección secundaria de desarrollo (Y), teniendo dicho electrodo (26) una tercera dimensión (h26) orientada en dicha dirección secundaria de desarrollo adicional (Z), en la que una razón entre dicha primera dimensión (D26) y dicha tercera dimensión (h26) está comprendida entre 30:1 y 27:1.
  8. 8. Máquina (1) según la reivindicación 1, en la que dicho dispositivo (40) agitador es una pala helicoidal con rebordes periféricos, estando configurado dicho dispositivo agitador para elevar el material granular durante la rotación y provocar la posterior caída del mismo.
  9. 9. Máquina (1) según la reivindicación 1, en la que dicha celda (2) de tratamiento incluye uno o más puertos de succión (SP) en comunicación de fluido con dicha fuente de presión negativa.
  10. 10. Método (1) para el tratamiento de material polimérico granular por medio de una máquina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
    - proporcionar una cantidad predeterminada de material polimérico granular en el volumen de tratamiento (V);
    - establecer condiciones de vacío en el volumen de tratamiento (V);
    - introducir (30) uno o más gases de tratamiento para el material polimérico granular en dicho volumen de tratamiento por medio de dicha unidad (7B) de suministro de gas,
    - alimentar dicho electrodo (26) para generar un plasma dentro del volumen de tratamiento; y
    - agitar el material polimérico granular por medio de un dispositivo (40) agitador,
    en el que alimentar dicho electrodo comprende alimentarle con una tensión de alimentación comprendida entre 600 V y 800 V de amplitud máxima, con un valor promedio de tensión comprendido entre 680 V y 720 V, y alimentar dicho electrodo con una potencia de alimentación comprendida entre 600 W y 1500 W, y en el que dicha cantidad predeterminada de material polimérico granular está comprendida entre 20 kg y 50 kg, y tiene un tamaño de grano comprendido entre 200 pm y 500 pm.
  11. 11. Método según la reivindicación 10, en el que la etapa de alimentar dicho electrodo (26) tiene una duración comprendida entre 120 s y 1200 s.
  12. 12. Método según la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en el que dicho dispositivo agitador gira a una velocidad comprendida entre 5 r.p.m. y 10 r.p.m., y en el que el sentido de rotación se invierte preferiblemente cada 180 segundos.
ES19204910T 2018-10-26 2019-10-23 Aparato para el tratamiento con plasma de material polimérico granular Active ES2880251T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT201800009838 2018-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2880251T3 true ES2880251T3 (es) 2021-11-24

Family

ID=65409197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES19204910T Active ES2880251T3 (es) 2018-10-26 2019-10-23 Aparato para el tratamiento con plasma de material polimérico granular

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3643470B1 (es)
ES (1) ES2880251T3 (es)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2259185B (en) * 1991-08-20 1995-08-16 Bridgestone Corp Method and apparatus for surface treatment
DE19612270C1 (de) * 1996-03-28 1997-09-18 Schnabel Rainer Prof Dr Ing Ha Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Polymerpulvern in einemNiederdruckplasma
DE19847032A1 (de) * 1998-10-13 2000-04-20 Kaco Gmbh Co Verfahren zur Herstellung von Teilen aus pulverförmigen antiadhäsiven organischen Stoffen, nach einem solchen Verfahren hergestelltes Teil und Gerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens
EP2052097B1 (en) * 2006-07-31 2016-12-07 Tekna Plasma Systems, Inc. Plasma surface treatment using dielectric barrier discharges
EP2440323B1 (en) * 2009-06-09 2019-08-28 Haydale Graphene Industries plc Methods and apparatus for particle processing with plasma
DE102011107431A1 (de) * 2011-07-15 2013-01-17 Guido Bell Vorrichtung zur Plasmabehandlung von körnigem Material im Drehrohr
CN202205700U (zh) * 2011-09-07 2012-04-25 苏州市奥普斯等离子体科技有限公司 一种颗粒状材料表面低温等离子体处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3643470B1 (en) 2021-06-09
EP3643470A1 (en) 2020-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2244385T3 (es) Dispositivo y procedimiento para el transporte neumatico de materiales en forma de polvo, asi como utilizacion del dispositivo.
US20130037140A1 (en) Storage Apparatus
EP3268291B1 (fr) Dispositif de transport d'une poche comprenant un fluide biopharmaceutique et systèmes et procédé mettant en oeuvre un tel dispositif
ES2880251T3 (es) Aparato para el tratamiento con plasma de material polimérico granular
US8381778B2 (en) Method and apparatus to charge aerosol containers with fluid, and method to clean a charging apparatus
CN103223181A (zh) 一种气化过氧化氢旋转真空灭菌装置
CN107117336A (zh) 矿粉等重量灌装设备
KR200448536Y1 (ko) 떡 분리기능을 갖는 주정장치
JP2008272703A (ja) 空気輸送装置の配管内洗浄方法および空気輸送装置
JP4334304B2 (ja) 粉体輸送方法及び輸送装置
KR102623883B1 (ko) 벌크 hpp 장비에서 백들을 보호하고 고정하기 위한 시스템 및 연관된 방법
JP2002263592A (ja) ゴム栓洗浄装置及びゴム栓搬送方法
KR20200106238A (ko) 아이스팩 자동 포장장치
CN211159992U (zh) 一种除草剂生产用砂磨机
EP1860027A3 (de) Verfahren und Anlage zum Befüllen von behältnissen, insbesondere zum Füllen von Säcken
CN111417456A (zh) 用于软包装的行星离心混合系统
JP2922857B2 (ja) 連続洗浄装置
JP2002308230A (ja) 成形容器内異物除去装置
JP6004170B2 (ja) 密栓ユニット
CN210162273U (zh) 一种防堵粉剂填料设备
CN112498804A (zh) 一种带尖角结构件的真空包装方法
JP3738026B2 (ja) 粉粒体圧送供給装置
KR200412437Y1 (ko) 벌크적재함의 화물흡입 토출관시스템.
JP3574101B2 (ja) 粉粒体改良材を用いる地盤改良装置
CN213975446U (zh) 一种肥料储藏罐