ES2928134T3 - Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles - Google Patents

Abstract

Comprende un conjunto de módulos interiormente huecos a través de los cuales circula el material a extruir, comprendiendo al menos: un módulo de calefacción-conformado (6) rectangular, donde el material experimenta un aumento de la temperatura y adopta la forma deseada; y un módulo de enfriamiento- solidificación (8) tubular, donde el material con la forma conformada pasa de su estado líquido a sólido con dicha forma. Antes del módulo (6) figura un módulo de calefacción-reacción (2), donde el material a extruir experimenta un primer aumento de temperatura. Dicho módulo (2) comprende un tubo hueco intercambiable (3) con un sistema de calefacción externo (4), en el interior del cual, el material a extruir experimenta su primer aumento de temperatura. El módulo de calefacción-conformado (6) presenta elementos postizos (7) y comprende otro sistema de calefacción externo (4) para provocar un nuevo aumento de temperatura por la autoaceleración de la reacción de curado y del aporte calorífico de dicho sistema (4) que puede estar a mayor temperatura que el anterior. Entre el módulo (2) y el módulo (6), es tubular, se incorpora un acoplamiento de conformado (5) que presenta un orificio pasante. Comprende el módulo de extrusión un circuito por el que fluye el polímero hasta al menos dos compartimientos de impulsión (20).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos acoplable a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles que aporta, a la función a que se destina, ventajas y características de novedad que se describirán en detalle más adelante.

El objeto de la presente invención se centra, en un dispositivo para la obtención de productos fabricados de forma continua con resinas que, partiendo del estado líquido o pastoso, y pudiendo estar formadas por uno o varios componentes, proporciona polímeros rígidos o flexibles de sección constante y longitud indefinida a través de un proceso análogo a la extrusión convencional.

El dispositivo de extrusión tiene capacidad de procesar polímeros fundidos, fluidos, líquidos o pastosos tal como termoplásticos, termoplásticos termoendurecibles o resinas termoendurecibles, independientemente de su naturaleza y viscosidad. En el caso de los polímeros termoplásticos, el dispositivo de la invención actúa a modo de sistema de conformado del material, pudiendo ser alimentado por cualquier sistema fusor de termoplástico o bien acoplado a cualquier tipo de extrusora de las habitualmente empleadas en la extrusión convencional de termoplásticos. En el caso de los termoplásticos termoendurecibles, su función principal es actuar a modo de sistema externo para el control del entrecruzamiento del polímero posterior a la fusión previa en el sistema de alimentación, el cual puede ser cualquier sistema fusor de termoplástico o cualquier tipo de extrusora de las habitualmente empleadas en la extrusión convencional de termoplásticos. En el caso de las resinas termoendurecibles, el dispositivo aquí ideado actúa a modo de sistema de control de polimerización y entrecruzamiento de la resina, permitiendo modular la cinética de la reacción de curado durante su estado fluido, su posterior conformación y solidificación con la forma de sección del producto, y su posterior enfriamiento para poder transportar y manipular el producto totalmente rígido a la salida del dispositivo de extrusión.

Adicionalmente, es objeto de protección una extrusora diseñada para la obtención de productos fabricados con polímeros rígidos o flexibles de manera continua mediante la extrusión de un polímero, en forma líquida o pastosa, de uno o varios componentes, para lo cual se distingue por comprender al menos dos pistones con movimiento alternativo que crean un flujo continuo a la salida de un cabezal de extrusión donde el material va progresivamente avanzando hacia la salida de la extrusora desde al menos dos compartimentos de impulsión, donde trabajan dichos pistones, que están dispuestos de manera consecutiva al cabezal de extrusión, de tal modo que la energía empleada en el accionamiento de los pistones es invertida en el movimiento de toda la masa del polímero a lo largo de la extrusora y los dispositivos acoplados. La extrusora de la invención presenta una capacidad de procesar polímeros tal como termoestables o resinas termoestables líquidas o pastosas, independientemente de su naturaleza y viscosidad, las cuales, en el caso de las resinas termoestables, éstas son polimerizadas de un modo controlado dosificando una cantidad precisa de catalizador desde un sistema dosificador de catalizador independiente que se mezcla a voluntad previamente a su vertido en los compartimientos impulsores y aplicando un perfil de temperaturas a través de sistemas de refrigeración y calefacción dispuestos a lo largo de la extrusora para controlar la reacción.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El sector de la técnica en el que está enmarcada la presente invención es el que corresponde a la producción en continuo de polímeros, centrándose particularmente en el ámbito de las resinas termoendurecibles para diferentes productos del sector industrial y de la construcción, entre otros.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la presente memoria se describirán el fundamento, las características y la problemática a resolver relacionada con la funcionalidad del dispositivo de extrusión que permitirá la fabricación de productos extruidos con resinas termoendurecibles.

Actualmente, las resinas termoendurecibles no se suelen emplear como materias primas en los procesos de extrusión debido a que no existe una tecnología eficiente para ello. Las resinas termoendurecibles se suelen emplear en modelos de producción muy poco automatizados diferentes de la extrusión, que es el proceso de transformación de plásticos con mayor volumen de producción, seguido del proceso de inyección-moldeo. Esta situación ha tenido como consecuencia que los productos fabricados con estas materas primas se hayan limitado a aplicaciones de colada e inyección en series cortas, lo que sitúa a estos materiales en desventaja competitiva en precio respecto a los materiales plásticos convencionales. Sin embargo, hoy en día las resinas termoendurecibles son unos materiales que generan un gran interés en sectores de alta tecnología para aplicaciones en los campos de la impresión 3D, medicina, electrónica, aeronáutica y automovilismo, entre otros. No obstante, las aplicaciones mencionadas representan un volumen de consumo muy bajo en comparación al que presentan las principales aplicaciones de los materiales termoplásticos convencionales. Un hecho adicional a tener en cuenta y que demuestra un especial interés en el desarrollo de nuevos materiales plásticos, es que en el mercado de los productos fabricados por la técnica de extrusión se está produciendo en todos los sectores una situación que es muy favorable a la introducción de nuevos materiales, ya que materias primas tales como los metales, el cemento y las cerámicas, entre otros, están dando paso a la entrada de productos fabricados con nuevos materiales plásticos debido a su ligereza y cada vez mayor resistencia.

El diseño de la configuración del dispositivo de extrusión constituye el elemento de innovación más importante ya que su particular fundamento difiere de manera importante respecto a la tecnología de extrusión habitualmente empleada. Respecto a la extrusión convencional, donde el fundamento reside en la fusión de un material sólido para darle forma tras un posterior proceso de solidificación, la extrusión de resinas termoendurecibles aquí descrita se fundamenta en el uso de materias primas que, partiendo del estado fluido o líquido, proporcionan a la salida del dispositivo de extrusión un sólido con una determinada forma de sección tras un proceso de reacción química. Esta diferencia en el fundamento de la nueva tecnología presenta unas consecuencias que inciden muy positivamente no solo sobre las características del proceso de fabricación, sino también en las propiedades de los productos extruidos que permiten la generación de nuevas aplicaciones que hasta ahora no serían posibles empleando los termoplásticos convencionales. Por tanto, el nuevo dispositivo de extrusión de resinas termoendurecibles supone un concepto de extrusión innovador porque permite fabricar productos existentes con nuevos materiales tales como son las resinas de poliéster, poliuretano, fenólicas y epoxi, entre otras.

La configuración del dispositivo de extrusión de la invención responde a la dificultad que existe para procesar las resinas termoendurecibles en extrusoras convencionales. En la extrusión convencional, los termoplásticos transcurren del estado fundido al sólido al enfriarse de modo muy rápido, durante unos pocos segundos, lo que permite dar forma al material a través de un molde de extrusión con un recorrido muy corto en comparación a la longitud de la extrusora. En el caso de las resinas termoendurecibles, la reacción de curado transcurre en un tiempo muy superior en comparación al tiempo de solidificación de los termoplásticos, por lo que un molde de extrusión convencional no es útil para dar forma a la pieza en un sistema reactivo como son las resinas termoendurecibles, lo que implica necesariamente emplear un sistema de conformado totalmente diferente cuyo diseño se describe en la presente memoria.

Un importante elemento de innovación que se prevé en esta nueva tecnología, es el uso de tecnología avanzada como es la nanotecnología y la tecnología láser. La nanotecnología y la tecnología láser se podrán emplear, combinadas o por sí solas, para dotar a las paredes internas de los elementos del dispositivo de extrusión de una protección superhidrófoba que permita eliminar o minimizar al máximo la adherencia que poseen las resinas sobre cualquier superficie. Es precisamente la adherencia de las resinas, cuando transcurren del estado líquido al sólido, lo que ha provocado la obstrucción de muchos de los equipos diseñados en el pasado y se haya convertido en uno de los mayores retos que ha impedido desarrollar un modelo de extrusión eficiente de plásticos basado en el uso de resinas termoendurecibles.

Adicionalmente, existen diferentes tipos de extrusoras en el mercado que, según el tipo de material y aplicación, pueden tener configuraciones muy diversas. Las extrusoras de tornillo simple o múltiple son las más ampliamente extendidas pero su uso se limita a productos que emplean materias primas de carácter termoplástico. Las materias primas con carácter termoplástico presentan la característica que se pueden procesar de una manera continua como sucede en la extrusión o se pueden procesar de modo discontinuo como sucede en la inyección debido a que el material fundido puede procesarse en cualquier momento mientras no pierda su condición de fundido.

Otro tipo de extrusoras son las de pistón único, que pueden emplearse independientemente o bien acopladas a extrusoras de tornillo que alimentan a la extrusora de pistón. En la mayoría de casos, las extrusoras de pistón único se utilizan para el procesado de materiales termoplásticos que se llevan a la temperatura de fundido o cuando hay presencia de disolventes como en la extrusión húmeda. Las extrusoras de pistón único presentan la particularidad de que se emplean en procesos discontinuos que requieren la aplicación de mucha presión y en condiciones de elevada viscosidad, lo que las hace también adecuadas para el procesado de resinas termoendurecibles debido a que el pistón empuja todo el material sin que se queden restos de material reaccionados que puedan permanecer pegados a las paredes del compartimento que aloja el pistón.

En muchos de los procesos de extrusión que emplean resinas termoendurecibles, el pistón suministra material reaccionante a una cavidad que se sitúa a la salida del compartimento del pistón. En esta cavidad se aloja una cantidad limitada de material que es empujada por acción del pistón a través de una boquilla al interior de un molde que suele estar acoplado normalmente a una prensa. Es por ello que a las extrusoras de pistón único se les llama inyectoras de pistón y operan en discontinuo.

Debido a que en el proceso de fabricación de materiales con longitud indefinida se requiere que la extrusora opere en continuo, las extrusoras de pistón que existen en el mercado no son útiles para el procesado de resinas termoendurecibles porque presentan varios problemas para operar en continuo. Uno de los problemas más habituales se presenta cuando el pistón está retrocediendo tras el impulso previo del material, sea un termoplástico fundido o una resina termoendurecible que reacciona, produciéndose oscilaciones en el flujo debido a lo cual el avance del material no se produce de manera constante a lo largo de la extrusora durante este período. La consecuencia de estas oscilaciones en el flujo cuando se trata de una resina termoendurecible, es que se obtienen diferentes zonas donde el curado del material no es homogéneo y por tanto sus propiedades varían a lo largo de la pieza extruida debido al diferente tiempo de permanencia de la mezcla reactiva en la cavidad.

La extrusión en continuo de resinas termoendurecibles es un proceso que tiene muy pocas referencias en la literatura. No obstante, se han descrito algunos procesos para la extrusión de resinas termoendurecibles pero muchos de ellos operan de manera discontinua, como el que se describe en la patente US4240997, donde la extrusión se lleva a cabo por fases y que representa la principal característica del procesado con resinas termoendurecibles que emplean extrusoras de pistón único.

Una de las pocas referencias que parecen abordar el problema más prácticamente es el que se describe en la patente EP0494222B1. En dicha patente se trata de resolver las oscilaciones que se producen en los procesos de extrusión de resinas termoendurecibles aunque en dicha patente se emplean dos bombas de pistón que crean un flujo continuo y sostenido de material que circula a través de dos mangueras interconectadas con caudales distintos y que convergen en un cabezal de extrusión. La circulación a través de estas mangueras del material reaccionante genera una evidente pérdida de carga que se suma al aumento de viscosidad en el circuito del material reactivo. Esta pérdida de carga impide la fabricación de grandes piezas en continuo o el procesamiento de materias primas con una elevada viscosidad ya que mucha de la potencia de impulsión generada con las bombas de pistones se pierde a lo largo del circuito. Debido a las particularidades descritas en el procesamiento de resinas termoendurecibles, no es de extrañar entonces que en el mercado las extrusoras de pistón único se limiten de manera casi exclusiva a la producción de piezas moldeadas por inyección. De hecho, en el mercado no se encuentran muchos productos con propiedades termoestables de longitud indefinida empleando resinas como materia prima principal. Lo más parecido a estos productos de propiedades termoestables y de longitud indefinida son materiales muy exclusivos como el polietileno reticulado o el politetrafluroroetileno reticulado. Estos materiales suelen ser flexibles y son fabricados de modo continuo con materias primas de carácter termoplástico, las cuales son químicamente tratadas durante un proceso de extrusión reactiva llevado a cabo en extrusoras de tornillos o de pistón único.

Adicionalmente, las aplicaciones que requieren productos de longitud indefinida con propiedades termoestables han sido en muchos casos solventadas mediante el recubrimiento de una preforma con resinas termoendurecibles o mediante estructuras embebidas con este tipo de resinas en procesos de fabricación, los cuales no tienen nada que ver con lo descrito en la presente invención.

El objetivo de la presente invención es pues, desarrollar un dispositivo de extrusión mejorado para posibilitar el procesamiento en continuo de polímeros, especialmente las resinas termoendurecibles, mediante la inclusión en el de al menos dos pistones que trabajan de modo coordinado, tal como se explica más adelante, evitando los inconvenientes anteriormente descritos de los dispositivos y sistemas existentes hasta ahora.

Se puede afirmar, por tanto, que, como referencia al estado actual de la técnica, se desconoce la existencia de ningún otro dispositivo de extrusión que presente unas características técnicas y estructurales e iguales o semejantes a las que concretamente presenta el que aquí se reivindica.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos el cual se puede acoplar a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles que la invención propone se configura pues como una novedad dentro de su campo de aplicación, ya que a tenor de su implementación se alcanzan satisfactoriamente los objetivos anteriormente señalados, estando los detalles caracterizadores que la distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.

La principal característica del dispositivo de extrusión de la presente invención es su capacidad de procesar de manera continua resinas termoendurecibles que son polimerizadas en su interior de manera controlada mediante la aplicación de un perfil de temperaturas a lo largo del dispositivo para controlar la cinética de la reacción y las propiedades del producto extruido.

Concretamente, lo que la invención propone, como se ha señalado anteriormente, es un dispositivo de extrusión que se puede acoplar a diferentes sistemas de alimentación de resina catalizada cuyos productos pueden ser fibras, hilos, varillas, barras, tuberías, perfiles, láminas, planchas, bloques y cualquier otro tipo de material rígido o flexible fabricado de forma continua mediante la extrusión en forma líquida o pastosa de resinas termoendurecibles de uno o varios componentes, como son las resinas de poliéster, epoxi, fenólicas, poliuretanos, poliureas y otras similares.

De manera más precisa, la extrusora de la invención comprende, esencialmente, al menos, uno de los siguientes sistemas, denominados módulos, a través de los cuales circula la resina catalizada donde transcurre la reacción en su interior, tales como un sistema o módulo de calefacción-reacción, un sistema o módulo de calefacción-conformado y un sistema o módulo de enfriamiento-solidificación. Dichos módulos podrán ser independientes o bien formar parte de uno o varios módulos integrados con las mismas funciones que las que se describen a continuación.

El módulo de calefacción-reacción, el cual es opcional, presenta el cometido de proporcionar un recorrido calefactado para acelerar la reacción de curado en su interior. Según el tipo de producto a extruir, si se trata de una geometría alargada, por ejemplo, una barra, un tubo, un perfil o similares, la forma de la sección interior por la cual fluye la resina será preferentemente cilíndrica para minimizar la fricción y la adherencia con la pared interior. No obstante, cualquier otra forma es posible pero no aconsejable diferente de la cilíndrica, ya que la transferencia de calor es también más homogénea con esta geometría. En esta zona del dispositivo de extrusión la resina debe permanecer en un estado todavía fluido ya que todavía no se conformará la pieza fabricada. Otra de las ventajas de la forma cilíndrica del dispositivo de reacción es que permite modificar la sección interior del sistema de calefacción-reacción introduciendo cilindros huecos intercambiables de diferente área de sección interna para adaptar dicha área a la sección geométrica de la pieza a fabricar. Si el producto tiene forma de lámina o plancha, el módulo de calefacción-reacción puede tomar una forma plana o bien usar un acoplamiento de geometría plana para distribuir la resina líquida previamente a la entrada al módulo de calefacción-conformado que prosigue al módulo de calefacción-reacción.

El módulo de calefacción-conformado presenta la función de dar forma a la pieza durante el proceso de gelificación de la resina de forma análoga a la función que tiene el molde de extrusión convencional. Este módulo también puede estar calefactado para asegurar que la superficie de la pieza tenga un nivel de curado que permita deslizarse por la superficie interior del módulo de calefacción-conformado con la mínima fricción posible. Para dar forma a la pieza, el módulo de calefacción-conformado aloja en su interior insertados unos elementos postizos intercambiables cuya forma de sección interior da lugar a la forma geométrica del producto extruido. Las ventajas más importantes de emplear elementos postizos intercambiables son, en primer lugar, posibilitar múltiples formas geométricas de producto con un mismo módulo de calefacción-conformado y, en segundo lugar, que el dispositivo de extrusión pueda retirarse y limpiarse fácilmente en caso de obstrucción.

El módulo de enfriamiento-solidificación posee esencialmente las mismas características de configuración que el de calefacción-conformado con la salvedad de que la temperatura aplicada debe ser muy inferior para garantizar que la pieza saliente esté totalmente rígida y sea manipulable sin riesgo de deformación. No obstante, el módulo de calefacción-conformado y el módulo de enfriamiento-solidificación podrían formar parte de un mismo módulo con diferentes temperaturas, donde la longitud de los elementos internos intercambiables que dan forma al producto en su interior atraviesa todo el módulo integrado.

La construcción del dispositivo de extrusión aquí ideado puede realizarse con materiales tales como el hierro, acero, aluminio, latón, bronce o cualquier otro material, metálico o no, con un coeficiente de transferencia térmico elevado. Las superficies interiores de los elementos internos como los cilindros huecos del sistema de calefacción-reacción y los elementos insertables intercambiables de los módulos de calefacción-conformado y enfriamiento-solidificación deben ser totalmente lisas, preferentemente pulidas tipo espejo en el caso de metales, o bien fabricadas o recubiertas de un material muy antiadherente para que el coeficiente de fricción sea lo más bajo posible y la resina fluya sin problemas de adherencia sobre dichas paredes internas.

Como elemento opcional y recomendado, con el objetivo de minimizar la adherencia de las resinas sobre las paredes durante todo el proceso de curado, se puede aplicar un recubrimiento de un material superhidrófobo permanente y resistente a la temperatura y a la abrasión. La aplicación de un recubrimiento superhidrófobo es importante, sobre todo, en el módulo de calefacción-conformado, que es donde se producirá la mayor adherencia por la gelificación de la resina. Para que la gelificación de la resina se produzca en el módulo de calefacción-conformado, el tiempo de catálisis en la gelificación debe estar muy bien controlado con la cantidad adecuada de catalizador y teniendo en cuenta el perfil de temperaturas aplicado a lo largo del dispositivo de extrusión.

Una alternativa a la capa superhidrófoba, cuando se trata de superficies metálicas, es la aplicación de un tratamiento láser especial sobre la superficie interior de los cilindros huecos y elementos postizos intercambiables. Este tratamiento descrito por sus autores, Chunlei Guo y Anatoliy Vorobyev del Instituto de Óptica adscrito a la Universidad de Rochester, permitirá dotar a los metales de una protección superhidrófoba permanente.

Opcionalmente, a la salida del dispositivo de extrusión, se puede acoplar un sistema de transporte formado por rodillos, ruedas o cualquier otro sistema análogo que actúe como sistema de tracción del material saliente. El sistema de transporte facilitará la salida de la pieza mediante la reducción de la presión interior del dispositivo, reduciendo así la posibilidad de obstrucción y posibilitando el posterior transporte del producto.

Opcionalmente, a la salida del dispositivo de extrusión se puede acoplar un sistema de calefacción para practicar un post-curado a la pieza con el objetivo de acelerar su curado en fase sólida y mejorar sus propiedades tras la fabricación. Este sistema puede ser un dispositivo que aplique aire caliente, irradiación por infrarrojos o cualquier otro sistema que transfiera calor mediante convección, conducción o irradiación electromagnética.

El sistema de alimentación o módulo de extrusión acoplado al dispositivo de extrusión puede ser, opcionalmente, una extrusora convencional; un sistema formado por depósitos, tanques, agitadores, mezcladores de palas, mezcladores de chorro líquidos, bombas de pistón, bombas de engranajes, bombas peristálticas, depósitos presurizados; un sistema de inyección que trabaje en continuo; o cualquier otro sistema que proporcione una presión suficiente para impulsar toda la masa de resina reaccionante a lo largo del interior del dispositivo de extrusión. Con el fin de evitar la obstrucción del dispositivo de extrusión, la presión que debe ejercer el sistema de alimentación es un factor muy importante a controlar debido a la problemática mencionada sobre la adherencia de las resinas a las paredes internas de los elementos postizos intercambiables.

El sistema de alimentación o módulo de extrusión preferido se fundamenta en el movimiento alternativo de dos pistones que crean un flujo continuo a la salida de un cabezal de extrusión especialmente diseñado para que el material vaya progresivamente reaccionando hacia la salida de la extrusora. La extrusora, gracias a su configuración, en la que dos compartimentos de impulsión están dispuestos de forma consecutiva a un cabezal de extrusión, permite evitar la caída de presión y oscilaciones de flujo a lo largo de todo el proceso. Gracias a esta configuración especial, prácticamente toda la energía empleada en el accionamiento de los pistones es invertida en el movimiento de toda la masa de mezcla reaccionante a lo largo de la extrusora y los dispositivos acoplados. Esta configuración dota a la extrusora de potencia suficiente para procesar cualquier tipo de polímero tal como una resina, independientemente de su viscosidad, y permite la fabricación de piezas de un volumen proporcionalmente mayor que el tamaño de la extrusora, siendo capaz de procesar prácticamente todas las formulaciones de resinas termoendurecibles existentes en el mercado.

Con mayor precisión el sistema de alimentación o módulo de extrusión de la invención comprende, esencialmente, al menos, una línea de entrada de polímero que alimenta a al menos dos compartimentos de impulsión independientes que alojan un pistón cada uno y empujan el polímero hacia un cabezal de extrusión dispuesto de manera consecutiva a dichos compartimentos de impulsión donde convergen los flujos procedentes de ambos compartimentos de impulsión para crear un único flujo continuo y sostenido de polímero.

Así, en la realización preferida, el sistema de alimentación o módulo de extrusión está preparado para extruir resinas termoestables y comprende, al menos, una conducción de entrada por la que fluye una corriente de resina impulsada por un sistema de bombeo hacia un mezclador externo, donde se mezcla con el sistema catalizador que es suministrado por un dosificador de precisión, y desde el cual, a través de correspondientes conducciones de alimentación, es conducida la mezcla de resina con catalizador a una zona de impulsión, la cual comprende dos compartimentos cilíndricos contiguos, siendo introducida en cada compartimento de impulsión, donde preferentemente se mantiene a baja temperatura mediante sistemas de refrigeración, e impulsada por el accionamiento alternativo de dos motores de impulsión que mueven respectivos pistones de un modo sincronizado en cada compartimiento de impulsión, creando dos flujos iguales alternativos de material que convergen en el cabezal de extrusión situado en el extremo de los mismos y al que se pueden acoplar sistemas y dispositivos compatibles a los procesos de extrusión habituales en el sector de los termoplásticos. Un elemento clave de la configuración del sistema de alimentación o módulo de extrusión descrito es la existencia del dosificador de precisión independiente que está conectado al mezclador externo. La función principal del dosificador del catalizador es poder realizar las puestas en marcha de la extrusora y la parada. En esta última fase del proceso productivo es necesario que el dosificador no actúe para que la resina esté libre del catalizador y que circule una cantidad adecuada de resina no reactiva. La ausencia de catalizador en la resina permite, mediante su circulación, la limpieza de toda la máquina desde el dispositivo de mezclado externo hasta los dispositivos acoplados, pudiendo recuperar la resina no catalizada para volver a incorporarla en el circuito de alimentación y reducir al máximo las mermas de material en las operaciones de parada.

Otra función muy importante es regular la velocidad de curado de la mezcla reaccionante, pudiendo adaptar la cinética de reacción a la longitud de la extrusora según los dispositivos opcionales el cual se puede acoplars a la misma. El sistema catalizador puede estar compuesto de un único catalizador o varios catalizadores de una misma o diferente naturaleza química. Los catalizadores empleados pueden ser de acción inmediata, de acción retardada o bien, latentes, pudiendo estos últimos activarse con fuentes de calor, presión, radiación electromagnética o mediante cualquier otro estímulo interno o externo.

La disposición del cabezal de extrusión respecto a los compartimentos de impulsión es otro elemento clave en la configuración de la extrusora ya que al situarse justo después de los compartimentos de impulsión se invierte toda la energía mecánica en el movimiento del material a lo largo de la extrusora y de los dispositivos opcionales. El cabezal de extrusión tiene la función de proporcionar un único caudal continuo de mezcla reactiva a su salida hacia los siguientes dispositivos opcionales el cual se puede acoplars a la extrusora. El cabezal puede contener o no, unas compuertas mecánicas o cualquier otro dispositivo que abre y cierra el paso del material para garantizar un caudal sostenido a partir de los flujos provenientes de los compartimentos de impulsión.

En una opción de realización presenta una única compuerta articulada que cierra el paso alternativamente de la salida de los compartimientos de impulsión, estando sincronizada con el accionamiento de cada pistón. Y, en una segunda opción de realización se trata de una doble compuerta deslizante.

Opcionalmente, para el procesado de resinas termoendurecibles de uno o más componentes, que a su vez puedan estar formadas por la mezcla de varias materias primas base o resinas, la extrusora puede estar precedida de una zona de premezclado con tanques agitados y depósitos donde se prepara y concentra el material formulado no reaccionante preparado con aditivos y/o cargas que es suministrado al dispositivo de mezclado reactivo. En el caso particular de resinas de dos componentes, uno de sus componentes no reactivos con el catalizador, puede ser formulado previamente en la zona de premezclado incluyendo una cantidad adecuada de catalizador, eliminando la necesidad del sistema dosificador, aunque no se dispondría de un control tan preciso de la cinética de la reacción.

Una de las ventajas de este proceso de producción respecto al proceso análogo de extrusión convencional de los materiales termoplásticos se relaciona con el consumo de energía. En el caso del dispositivo diseñado en la presente invención el factor más importante de consumo de energía es el empuje de los pistones, aunque su consumo no será tan elevado como el caso de la extrusión de termoplásticos, donde el aporte de energía calorífica y mecánica es un factor que tiene un gran impacto en el precio final del producto. El alto consumo de la energía requerida en los procesos de extrusión convencionales, debido a las elevadas viscosidades y temperaturas que emplean, junto con el gasto energético que requiere el proceso de fricción y cizalla, es también bastante costoso en términos medioambientales si se tiene en cuenta la huella de carbono emitida en todo el proceso.

Otra de las ventajas se relaciona con la simplicidad del proceso, que, en el caso de los materiales termoplásticos, desde que se origina el material primario en un reactor en forma de polvo hasta que éste se transforma en un producto final, existen varios o múltiples procesos de extrusión, o como mínimo dos. Tras una primera extrusión para la obtención de los primeros gránulos que necesitan ser formulados con aditivos de proceso, plastificantes, antioxidantes, fotoprotectores y aditivos de cargas reforzantes entre otros, existe como mínimo una segunda extrusión para dar forma al producto final. Dada la simplicidad del proceso y las características de las materias primas que se pueden emplear con la presente invención, también existen ventajas importantes en cuanto a la gama de productos que pueden fabricarse en unas mismas instalaciones.

La propia naturaleza de las resinas termoendurecibles posibilita una capacidad de personalización superior ya que se debe tener en cuenta que los transformadores de materiales termoplásticos han de adquirir a los fabricantes de materia prima los gránulos ya formulados, los cuales ya poseen unas características predefinidas tras su polimerización en los reactores de síntesis en las instalaciones del fabricante. Debido a esto, el transformador de resinas termoestables puede variar las propiedades en tiempo real, pudiendo, por ejemplo, alternar de manera continua segmentos de materiales con diferentes propiedades variando simplemente las corrientes de entrada de las materias primas.

A nivel de producto, en comparación con los termoplásticos, los materiales termoestables poseen en general una mayor resistencia a la temperatura, una mayor estabilidad dimensional, una baja permeación a gases y líquidos, y dependiendo del tipo de resina una mayor resistencia química, a disolventes y a la corrosión, mayor durabilidad, superior dureza y resistencia a la abrasión entre otras ventajas que, como se ha dicho, dependen de la resina empleada. Por tanto, los productos que se pueden fabricar con esta tecnología poseen las ventajas propias que le confieren los nuevos materiales capaces de ser procesados con el objeto de esta invención.

De manera resumida, con la configuración del nuevo dispositivo de extrusión descrito, se permiten alcanzar los siguientes resultados:

- simplificar el proceso de producción y el número de etapas necesarias hasta el producto final;

- reducir el consumo energético del proceso de transformación desde la materia prima básica hasta el producto final;

- permitir al transformador final influir en las propiedades del producto para personalizarlo según la aplicación requerida;

- dotar de nuevas propiedades a productos existentes mediante la incorporación de nuevos materiales que actualmente no están presentes en dichas aplicaciones al no existir una tecnología adecuada para producirlos y solventar la problemática que hasta ahora ha impedido el desarrollo de una tecnología eficiente para la extrusión de resinas termoendurecibles;

- proporcionar una tecnología de elevada productividad para productos con propiedades termoestables que le confieren las resinas termoendurecibles;

- proporcionar un sistema de bajo coste que permite adaptar el proceso de extrusión a la reacción química de las resinas termoendurecibles;

- proporcionar un sistema simple, versátil, de fácil manipulación y limpieza.

El dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos el cual se puede acoplar a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles consiste, pues, en una invención de características desconocidas hasta ahora para el fin a que se destina, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de unas hojas de planos en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

la figura 1 muestra una vista esquemática en perspectiva lateral de un ejemplo del dispositivo de extrusión completo de geometría cilíndrica apreciándose las principales partes y elementos que comprende;

la figura 2 muestra una vista esquemática en perspectiva lateral del módulo de calefacción-reacción del dispositivo objeto de la invención, en un ejemplo cilíndrico del mismo, según el ejemplo mostrado en la figura 1 y el cual se puede acoplar a diferentes dispositivos de alimentación de polímeros, apreciándose sus principales partes y elementos;

las figuras 3-A, 3-B y 3-C muestran respectivas vistas esquemáticas en alzado frontal del módulo de calefacción-reacción cilíndrico mostrado en la figura 2, en ejemplos con distintos tamaños de los cilindros huecos intercambiables que permiten obtener diferentes áreas de sección interna que contempla el dispositivo de la invención;

la figura 4 muestra una vista esquemática en perspectiva lateral de un ejemplo de la pieza de acoplamiento de conformado que contempla el dispositivo de la invención, en un ejemplo del mismo de geometría cilíndrica; la figura 5 muestra una vista esquemática en perspectiva lateral de un ejemplo de la pieza de acoplamiento de conformado que contempla el dispositivo de la invención, en otro ejemplo del mismo de geometría rectangular;

la figura 6 muestra una vista esquemática en perspectiva lateral del módulo de calefacción-conformación, en un ejemplo de realización cilíndrico con una configuración diseñada para su integración con módulo de enfriamiento-solidificación objeto de la invención, apreciándose sus principales partes y elementos;

las figuras 7-A, 7-B, 7-C y 7-D muestran vistas esquemáticas en alzado frontal del módulo de calefacciónconformación mostrado en la figura 6 con diferentes geometrías de productos que contempla el dispositivo de la invención;

la figura 8 muestra una vista esquemática en perspectiva lateral del módulo de calefacción-conformación en un ejemplo de realización rectangular con una configuración diseñada para su integración con módulo de enfriamiento-solidificación objeto de la invención, apreciándose sus principales partes y elementos; y las figuras 9-A, 9-B y 9-C muestran vistas esquemáticas en alzado frontal del módulo de calefacciónconformación rectangular mostrado en la figura 8 con diferentes geometrías de productos que contempla el dispositivo de la invención;

la figura 10 muestra una vista esquemática lateral de un ejemplo básico de módulo de extrusión, el cual se puede acoplar al dispositivo de extrusión, apreciándose sus principales partes y elementos que la componen; la figura 11 muestra una vista esquemática lateral del cabezal de extrusión de compuerta única articulada que prevé opcionalmente la extrusora de la invención;

la figura 12 muestra una vista frontal del cabezal de extrusión de compuerta única articulada mostrado en la figura 2;

la figura 13 muestra una vista esquemática lateral del cabezal de extrusión de compuerta doble deslizable que prevé opcionalmente la extrusora de la invención;

la figura 14 muestra una vista frontal del cabezal de extrusión de compuerta doble deslizable según la invención, mostrado en la figura 4;

la figura 15 muestra una vista esquemática lateral de la extrusora de la presente invención, en un ejemplo de realización de la misma con una configuración diseñada para el recubrimiento de sustratos con resinas de un componente; y

la figura 16 muestra una vista esquemática lateral de la extrusora, según la invención, en otro ejemplo de la misma con una configuración diseñada para la fabricación de materiales estructurales reforzados con resinas de dos componentes o multicomponentes.

REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN

A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas ejemplos no limitativos del dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos el cual se puede acoplar a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles de la invención, el cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.

Así, tal como se observa en dichas figuras, el dispositivo de extrusión (100) de la invención, el cual se puede acoplar a sistemas de alimentación de polímeros en estado fluido, líquido o pastoso, a través de un acoplamiento de alimentación (1), para el procesado de materiales plásticos y para la obtención de productos de material rígido o flexible fabricado de forma continua, se configura, esencialmente, a partir de un conjunto de módulos interiormente huecos a través de los cuales circula el material de resina catalizada y donde transcurre la reacción en su interior, comprendiendo al menos: un módulo de calefacción-conformado (6), donde el material experimenta un nuevo aumento de la temperatura y adopta la forma deseada; y un módulo de enfriamiento-solidificación (8), donde el material con la forma conformada pasa de su estado líquido a sólido.

Preferentemente el dispositivo de extrusión también comprende antes del módulo de calefacción-conformado, un módulo de calefacción-reacción (2), donde el material experimenta un primer aumento de temperatura;

El diseño completo de dicho dispositivo de extrusión (100) se representa en la figura 1 en un ejemplo de configuración cilíndrica, la geometría más sencilla, cuyo fundamento se explica en detalle a continuación. A la entrada del dispositivo (100), donde se encuentra el acoplamiento de alimentación (1), la resina catalizada suministrada por un sistema de inyección en continuo o cualquier otro sistema de alimentación, penetra opcionalmente en el módulo de calefacciónreacción (2) accediendo al interior de un cilindro hueco intercambiable (3) previsto en dicho módulo, en el interior del cual, la resina va experimentando un aumento de temperatura durante su recorrido debido al calor suministrado por un sistema de calefacción externo (4) previsto al efecto, pudiendo ser este una resistencia eléctrica, la circulación de un fluido caliente o cualquier otro sistema de calefacción. La resina posteriormente avanza hacia el extremo del módulo de calefacción-reacción (2) circulando por el interior de un acoplamiento de conformado (5), que puede ser cilindrico o rectangular, desde del cilindro hueco intercambiable (3), hasta su llegada al módulo de calefacción-conformado (6) que tiene la misma sección que el acoplamiento (5).

Dentro del módulo de calefacción-conformado (6) el material experimenta un nuevo aumento de temperatura provocado por la autoaceleración de la reacción de curado y del aporte calorífico suministrado por otro sistema de calefacción externo (4) que puede estar a mayor temperatura que el anterior. El aumento de viscosidad dentro del módulo de calefacción-conformado (6) es muy elevado y repentino, lo que genera un rápido aumento de la presión que se ve compensado por la presión de empuje del sistema de alimentación, permitiendo el deslizamiento del material reaccionante sobre la superficie de los elementos postizos intercambiables (7) para dar la forma deseada, y previstos en el módulo de calefacción-conformado (6), lugar donde transcurre el cambio de estado de líquido a sólido. Tras esta solidificación, el material avanza hacia un módulo de enfriamiento-solidificación (8), que en el ejemplo concreto representado en la figura 1 se encuentra integrado con el módulo de calefacción-conformado (6).

En concreto, en dicho ejemplo, alrededor del módulo de enfriamiento-solidificación (8), se ha instalado un sistema de refrigeración (9) que emplea agua o cualquier otro sistema refrigerante, el cual enfría la pieza para asegurar su rigidez y evitar su deformación en el transporte posterior a la salida del dispositivo de extrusión (100).

El módulo de calefacción-reacción (2), que es opcional, se encuentra representado en la figura 2, donde se muestran los elementos anteriormente citados y en mayor detalle, el cilindro hueco intercambiable interior (3), el cual tiene una longitud mayor que el módulo de calefacción-reacción (2) para que pueda penetrar en el acoplamiento de conformado (5) , que en dicho ejemplo es cilíndrico, y situar su extremo justo en la entrada del módulo de calefacción-conformado (6) también cilíndrico El cilindro hueco intercambiable interior (3), puede tener diferentes diámetros y áreas de sección interior tal como se representa en las figuras 3-A, 3-B y 3-C.

Atendiendo a la figura 4, se observa, de forma esquemática, un ejemplo de acoplamiento de conformado (5) cuyo orificio pasante es cilíndrico por ambos extremos, para conectar el módulo de calefacción-reacción (2) con un módulo de calefacción-conformado (6) también cilíndrico, normalmente empleado para fabricar artículos de sección corta respecto a la longitud del producto, tales como tubos, barras, perfiles y similares.

Atendiendo a la figura 5, se observa, de una manera esquemática, otro ejemplo de acoplamiento de conformado (5), en este caso uno de hueco cilíndrico en un primer extremo y rectangular en el opuesto, para conectar el módulo de calefacción-reacción (2) con un módulo de calefacción-conformado (6) rectangular, normalmente empleado para fabricar artículos de sección larga respecto a la longitud del producto, tales como láminas, planchas, bloques y similares.

El módulo de calefacción-conformado (6) cilíndrico se encuentra representado en la figura 6, apreciándose que está integrado con un módulo de enfriamiento-solidificación (8) también cilíndrico, cuyos elementos y partes anteriormente citadas se muestran en dicha figura y en las figuras 7-A a 7-D, donde se observa que los elementos postizos intercambiables (7), pudiendo presentar formas diversas para dar forma al producto que sale del dispositivo de extrusión, igualmente presentan una forma externa de geometría cilíndrica, acorde con la del módulo de calefacciónconformado (6) y del módulo de enfriamiento-solidificación (8).

Por su parte, la figura 8 muestra la opción de módulo de calefacción-conformado (6) rectangular, donde está integrado con un módulo de enfriamiento-solidificación (8) también rectangular, y cuyos elementos y partes anteriormente citadas se muestran en el esquema y en mayor detalle, por ejemplo los elementos postizos intercambiables (7) que se emplean para dar forma al producto que sale del dispositivo de extrusión, que también son de forma rectangular pudiendo tener diferentes formas de sección interior tal como se representa en las figuras 9-A, 9-B y 9-C.

Por último, destacar que el polímero a que se destina el dispositivo puede ser una resina termoendurecible, un polímero termoplástico, o un termoplástico termoendurecible.

El módulo de extrusión de la presente invención está representado en la Figura 10 en su configuración más sencilla. A la zona de mezclado reactivo llega una conducción de entrada (11) por la que fluye una corriente de resina que es impulsada por un sistema de bombeo (12) hacia un mezclador externo (13) donde se mezcla con el catalizador suministrado por un dosificador de precisión (14). En el dispositivo de mezcla no se permite la entrada de aire durante el mezclado con el catalizador para evitar la presencia de burbujas en el producto final. A la zona de impulsión, que comprende dos compartimentos (20) cilíndricos contiguos, llegan a sus extremos dos conducciones de alimentación (15) con corrientes de mezcla reactiva procedentes del mezclador (13) externo. La mezcla reactiva se introduce en cada compartimento de impulsión (20) que puede estar mantenido a baja temperatura por sistemas de refrigeración (16) . La zona de impulsión se puede mantener a una temperatura suficientemente baja de modo que el material reaccione lentamente para que su viscosidad no se incremente de manera notable y que la mezcla reactiva pueda ser empujada sin que se pegue a las paredes de cada conducto de impulsión. La mezcla reactiva es impulsada por el accionamiento alternativo de dos motores de impulsión (17) que mueven sendos pistones (18) de modo sincronizado creando dos flujos iguales alternativos de material que convergen en el cabezal de extrusión (19) donde se pueden acoplar sistemas y dispositivos compatibles a los procesos de extrusión habitual en termoplásticos.

Es importante destacar la existencia del dosificador (14) de precisión independiente que suministra el catalizador para endurecer la resina y que está conectado al mezclador (13) externo, permitiendo la activación y desactivación del sistema de impulsión con resina en ausencia de catalizador para efectuar la limpieza de toda la máquina. Otro elemento importante a destacar son los medios de refrigeración (16) que permiten regular la velocidad de curado de la mezcla reaccionante, pudiendo adaptar la cinética de reacción a la longitud de la extrusora.

Es asimismo importante destacar la disposición del cabezal (19) de extrusión justo después de los compartimentos de impulsión provocando que se invierta toda la energía mecánica en el movimiento del material a lo largo de la extrusora y los dispositivos opcionales acoplados a dicho cabezal (19).

Para procurar la salida de un caudal sostenido, el cabezal presenta, preferentemente una compuerta (21), habiéndose previsto dos opciones alternativas de realización de la misma.

Así, en una primera opción de realización, apreciable en las figuras 11 y 12, el cabezal (19) presenta una única compuerta articulada (21) que cubre alternativamente la salida de un compartimiento de impulsión (20) u otro. En concreto, su funcionamiento es el siguiente: mientras un primer pistón (18) retrocede en el compartimento de impulsión (20) que se está llenando a través del conducto de alimentación (15), en su salida existe una compuerta articulada (20) que cierra el paso evitando el retroceso de la mezcla reactiva debida a la presión ejercida por el avance del pistón (18) del compartimento de impulsión contiguo y, al terminar la acción de este segundo pistón (18) y producirse el avance del primero, la compuerta articulada (21) es movida por el propio impulso del material para abrir la salida que tapaba y cubrir la que estaba abierta, y así sucesivamente.

La compuerta articulada (21) está sincronizada con el accionamiento de cada pistón (18) y puede ser inmovilizada por un sistema de bloqueo (22) durante el llenado del compartimento de impulsión (20). Opcionalmente, el movimiento de la compuerta articulada podría estar controlado por algún mecanismo o sistema que gobierne el cierre y apertura de la compuerta.

En las figuras 13 y 14 se ha representado una segunda opción de realización, donde la compuerta (21) es una doble compuerta deslizante cuyo funcionamiento consiste en que, mientras el pistón (18) de uno de los compartimientos de impulsión (20) retrocede porque se está llenando a través del conducto de alimentación (15), en su entrada existe una compuerta doble deslizable (21) que es accionada de manera sincronizada cortando y abriendo el paso de modo alternativo en ambos compartimentos (20) perpendicularmente al flujo de mezcla reactiva, evitando la reentrada de material a su interior procedente del compartimento contiguo.

En esta opción de realización, preferentemente, se prevé la existencia, en los extremos de cada conducto de alimentación (15), justo en la entrada de cada compartimento de impulsión y previo al cabezal (19), de una válvula antirretorno (23) que impide el retroceso del material hacia el mezclador (13).

En la figura 15, se observa, representada de manera esquemática, un ejemplo de la extrusora de la invención, de doble pistón alternante, para resinas termoendurecibles de un componente acoplado a un dispositivo para el recubrimiento de sustratos de morfología indefinida y longitud indeterminada.

Además, como se observa en dicha figura 15, la extrusora comprende preferentemente una zona de alimentación y mezclado de materias primas (I), una zona de impulsión (II), una zona de reacción (III), una zona de recubrimiento del sustrato (IV) y una zona de postcurado (V) del material recubierto.

Al comienzo de la zona de alimentación una línea de suministro (24) de resina o mezcla de resinas líquidas proporciona materia prima a un depósito (25), el cual, a su vez, está comunicado por un conducto de entrada (11) a un sistema de bombeo (12) que suministra un caudal de entrada al dispositivo mezclador (13) donde la resina se mezcla con un catalizador suministrado por un dosificador de precisión (14). A la salida del dispositivo mezclador (13), la mezcla reactiva se divide en dos flujos con un caudal equivalente que son enviados a través de los conductos de alimentación (15) de la extrusora. Los dos flujos de la mezcla reactiva entran en sendos compartimentos de impulsión equivalentes (20) cuando uno de los pistones (8) está recogido y mediante el accionamiento de los motores (17), éstos empujan de modo alternativo a los pistones (18) estando cada compartimento refrigerado por agua u otro refrigerante circulando por el circuito de refrigeración (16). La mezcla reactiva de cada compartimento es impulsada hacia el cabezal de extrusión (19) del cual sale un único caudal de manera continua y constante hacia la zona de reacción.

Atendiendo a la figura 16, puede ser observado otro ejemplo de realización de la extrusora de la invención, con doble pistón alternante para resinas termoendurecibles de dos componentes o multicomponentes acoplada a varios dispositivos que permiten la conformación, solidificación y postcurado para la fabricación de productos estructurales de sección constante e indefinida reforzados con cargas sólidas.

Así, en dicho ejemplo la extrusora comprende una zona de alimentación y mezclado de materias primas (I), una zona de impulsión (II), una zona de reacción (III), una zona de conformación (IV), una zona de solidificación (V) y una zona de postcurado (VI) del material fabricado.

Al comienzo de la zona de alimentación dos líneas de suministro de materias primas líquidas (24) y una tolva de alimentación (32) para aditivos y/o cargas sólidas en cada componente de la resina envían materia prima a un tanque agitador (33) de premezclado que opera de una manera discontinua donde se mezclan y dispersan todos los ingredientes de la formulación de cada componente de la resina. Cada tanque agitado está comunicado con un depósito (25) que contiene la formulación de cada componente de la resina preparada en el tanque superior, el cual a su vez está comunicado por un conducto de entrada (11) a un sistema de bombeo (12) que suministra los caudales de entrada en la relación adecuada hacia el dispositivo mezclador (13) donde ambos componentes de la resina se mezclan con un catalizador suministrado por un dosificador de precisión (14). A la salida del dispositivo mezclador (13), la mezcla reactiva se divide en dos flujos con un caudal equivalente que son enviados a través de los conductos de alimentación (15) de la extrusora. Los dos flujos de la mezcla reactiva entran en sendos compartimentos de impulsión (20) equivalentes cuando cada pistón (18) está recogido y mediante el accionamiento alternativo de los motores (17) éstos empujan los pistones (18) de modo que, estando cada compartimento refrigerado por agua u otro refrigerante circulando por el circuito del sistema de refrigeración (16), la mezcla reactiva de cada compartimento es impulsada hacia el cabezal (19) de extrusión del cual sale un único caudal de manera continua y constante hacia la zona de reacción.

Asimismo, conviene aclarar que en algunas de las figuras se incluyen flechas indicativas de la posición que debe acabar de tener el elemento representado, no debiendo confundirse con el sentido de deslizamiento del material, ya que éste es el opuesto, y va desde el acoplamiento de alimentación (1), donde penetra hasta el extremo opuesto, al final del módulo de enfriamiento-solidificación (8) donde es expulsado con la forma deseada según la que tengan los elementos postizos intercambiables (7).

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otros modos de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación, mezclado e impulsión de resinas termoendurecibles en estado fluido, líquido o pastoso para su procesado el cual, al poder aplicarse para la obtención de productos hechos de un material rígido o flexible fabricado de forma continua, comprende un módulo y/o conjunto de módulos interiormente hueco(s) a través de los cuales fluye el material a extruir, comprendiendo al menos:

• un módulo de calefacción-reacción (2), que comprende un tubo hueco intercambiable (3) de diámetro variable con un sistema de calefacción externo (4), y en cuyo interior fluye la resina a extrusionar, experimentando un primer aumento de temperatura durante su recorrido debido al calor suministrado por dicho sistema de calefacción externo (4)

• un acoplamiento de conformado (5) incorporado entre el módulo de calefacción-reacción (2) y un módulo de calefacción-conformado (6)

• un módulo de calefacción-conformado (6) en el cual el material experimenta un aumento de temperatura y adopta la forma deseada; y

• un módulo de enfriamiento-solidificación (8), en el cual el material experimenta una disminución de temperatura y adopta la forma deseada con el fin de favorecer su rigidez y posterior manipulación en la salida del dispositivo de extrusión; conteniendo un elemento postizo desmontable intercambiable internamente hueca (7) que tiene una configuración variable, dentro de la cual fluye la resina, lo que le proporciona la forma del producto a extrudir.

caracterizado porque el tubo hueco intercambiable interior (3) presenta una longitud que es más larga que el módulo de calefacción-reacción (2), de tal modo que pueda penetrar el acoplamiento de conformado (5) y que su extremo pueda situarse justo en la entrada del módulo de calefacción-conformado (6).

2. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación, mezclado e impulsión de resinas termoendurecibles según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de calefacción-conformado (6), que precede y está acoplado al módulo de enfriamiento-solidificación (8), contiene un elemento postizo desmontable intercambiable o un grupo de dos o más elementos postizos desmontables intercambiables, los cuales generan un hueco que presenta una configuración variable, por el cual fluye en su interior la resina para dar la forma deseada del producto a extrusionar, experimentando un primer aumento de temperatura durante su recorrido debido al calor suministrado por dicho sistema de calefacción externo (4).

3. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles, según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de enfriamiento-solidificación (8) se encuentra integrado con el módulo de calefacción-conformado (6).

4. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles, según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de calefacción-conformado (6) es tubular y el acoplamiento de conformado (5) tiene un orificio pasante que es cilíndrico por ambos extremos, para conectar el módulo de calefacción-reacción (2) con dicho módulo de calefacciónconformado (6) tubular.

5. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles, según la reivindicación 4, caracterizado porque el módulo de calefacción-conformado (6) tubular está integrado con un módulo de enfriamiento-solidificación (8) también tubular.

6. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles, según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de calefacción-conformado (6) es rectangular y el acoplamiento de conformado (5) posee un orificio pasante cilíndrico en un primer extremo y rectangular en el extremo opuesto, para conectar el módulo de calefacción-reacción (2) con dicho módulo de calefacción-conformado (6) rectangular.

7. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles, según la reivindicación 1, caracterizado por comprender un módulo de extrusión que comprende un circuito a través del cual fluye el polímero hasta al menos dos compartimientos de impulsión (20), provistos, cada uno, de un pistón (18) con movimiento alternativo, que comunican con un cabezal de extrusión (19), de tal modo que creen un flujo continuo del producto hacia dicho cabezal de extrusión (19) situado justo después de dichos compartimientos de impulsión (20) y en los cuales confluyen las salidas de ambos compartimientos (20), de modo que la energía empleada en el accionamiento de los pistones (18) se utilice para el movimiento de la masa del producto.

8. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles, según la reivindicación 7, caracterizado porque, cuando el polímero es una resina termoendurecible, el módulo de extrusión comprende un dosificador de catalizador (41) y un mezclador (13) intercalados entre la conducción de entrada (11) y los conductos de alimentación (15) de los pistones (18).

9. Dispositivo de extrusión para el procesado de plásticos, el cual puede acoplarse a sistemas de alimentación de polímeros termoplásticos y termoendurecibles, según la reivindicación 8, caracterizado porque el módulo de extrusión comprende un sistema de bombeo (12) para hacer fluir una corriente de resina que es impulsada hacia un mezclador externo (13) donde es mezclada con el catalizador suministrado por un dosificador de precisión (14) independiente, permitiendo la activación y la desactivación del sistema de impulsión con resina en ausencia del catalizador para efectuar la limpieza de toda la máquina.