MX2012002316A - Procedimiento para disminuir el tiempo de permanencia de molde en molde por soplado de extrusion. - Google Patents

Abstract

De esa forma, lo que se describe y reclama aquí es un procedimiento para disminuir el tiempo de permanencia de molde en moldeo por soplado de extrusión, en donde se utiliza aire presurizado para expandir un plástico dentro de un artículo moldeado por soplado. El procedimiento comprende proporcionar un molde de moldeo por soplado de extrusión que tiene una cavidad de molde, con una entrada de gas licuado en la cavidad de molde. Entonces, proporcionar aire presurizado a la cavidad de molde a través de la entrada de gas licuado durante el moldeo por soplado del artículo y estirar el parisón en la forma deseada controlada mediante las superficies de molde interiores. También, proporcionar un gas inerte licuado a alta presión, al interior del artículo soplado y permitir que el gas licuado se expanda en un gas saturado a una presión reducida, proporcionando un efecto de enfriamiento evaporatorio al interior del artículo soplado. En otra modalidad, existe un sistema para moldear un artículo a partir de plástico mediante moldeo por soplado de extrusión, el sistema que comprende un sistema de moldeo por soplado de extrusión, en donde el sistema tiene un molde. El molde tiene una cavidad, y fijado en la cavidad de molde, un medio para proporcionar aire de moldeo presurizado y gas licuado a alta presión a. la cavidad de molde. Existe una primera válvula de control y un control sobre la entrada del molde utilizados para controlar el flujo de aire de soplado a la cavidad de molde a través del cuerpo de perno de soplado. Existe al menos un puerto de salida fuera del molde para la liberación e aire y gas licuado desde el molde. La salida se cronometra con el ciclo de moldeo por soplado para permanecer cerrada hasta después de que el artículo se sopla y se enfría. Incluso en otra modalidad, existe un componente de control para proporcional gas licuado a alta presión a un sistema de molde por soplado de extrusión. Existe un componente de control que comprende una primera válvula sobre la entrada del molde y un control para una primera válvula para controlar el flujo de gas licuado que ingresa a una cavidad de molde. También existe un orificio de restricción, una válvula de expansión, una válvula de control u otro dispositivo regulador utilizado para hacer caer la presión del gas licuado permitiendo que se expanda en un estado gaseoso saturado a temperaturas muy bajas, instantáneamente en el interior del artículo soplado. Además, existe al menos una salida para liberación del aire y el gas.

Description

PROCEDIMIENTO PARA DISMINUIR EL TIEMPO DE PERMANENCIA DE MOLDE EN MOLDEO POR SOPLADO DE EXTRUSION Antecedentes de la Invención Los artículos de moldeo por soplado extrusionados se fabrican al fundir un material termoplástico y extrusionarlo bajo alta presión a través de un dado y un mandril formando una cortina de parisón fundido. El parisón fundido se sopla en la forma del artículo utilizando aire a alta presión.

En el procedimiento, se necesita enfriar el interior de la cavidad de molde y el artículo en el molde para solidificar el artículo en la forma deseada. El enfriamiento de los artículos soplados está limitado al enfriamiento del lado exterior del artículo soplado ya que no existe ningún procedimiento conocido para enfriar los interiores de tales artículos en un procedimiento de moldeo por soplado de extrusión. Además de proporcionar la forma del artículo, los moldes también sirven para la función de enfriar el artículo.

Los moldes se enfrían al conectar un fluido de transferencia de calor (usualmente agua de enfriamiento, agua congelada o una mezcla de agua congelada y glicol) a la cubierta del molde. Existe alguna técnica previa que utiliza aire enfriado para soplar un contenedor produciendo un Ref. 227813 artículo soplado que es inicialmente ligeramente más frío que utilizar aire a temperaturas elevadas. Sin embargo, esto es de beneficio insignificante ya que el aire se calienta rápidamente mediante el parisón y ofrece beneficio no continuo. Existen algunos procedimientos de moldeo por inyección que utilizan un flujo continuo de gas licuado que sopla sobre el exterior del artículo para proporcionar algún efecto de enfriamiento convectivo. El enfriamiento del artículo soplado usualmente es la parte más larga individual del ciclo de moldeo por soplado. De esa forma puede observarse, que toma algún periodo de tiempo extendido enfriar artículos en operaciones de moldeo por soplado mediante estos métodos .

Sumario de la Invención De esa forma, lo que se describe y reclama aquí es un procedimiento para disminuir el tiempo de permanencia de molde en moldeo por soplado de extrusión, en donde se utiliza aire presurizado para expandir un plástico dentro de un artículo moldeado por soplado.

El procedimiento comprende proporcionar un molde de moldeo por soplado de extrusión que tiene una cavidad de molde, con una entrada de gas licuado en la cavidad de molde. Entonces, proporcionar aire presurizado a la cavidad de molde a través de la entrada de gas licuado durante el moldeo por soplado del artículo y estirar el parisón en la forma deseada controlada mediante las superficies de molde interiores . También, proporcionar un gas inerte licuado a alta presión, al interior del artículo soplado y permitir que el gas licuado se expanda en un gas saturado a una presión reducida, proporcionando un efecto de enfriamiento evaporatorio al interior del artículo soplado.

En otra modalidad, existe un sistema para moldear un artículo a partir de plástico mediante moldeo por soplado de extrusión, el sistema que comprende un sistema de moldeo por soplado de extrusión, en donde el sistema tiene un molde. El molde tiene una cavidad, y fijado en la cavidad de molde, un medio para proporcionar aire de moldeo presurizado y gas licuado a alta presión a la cavidad de molde.

Existe una primera válvula de control y un control sobre la entrada del molde utilizados para controlar el flujo de aire de soplado a la cavidad de molde a través del cuerpo de perno de soplado. Existe al menos un puerto de salida fuera del molde para la liberación de aire y gas licuado desde el molde. La salida se cronometra con el ciclo de moldeo por soplado para permanecer cerrada hasta después de que el artículo se sopla y se enfría.

Incluso en otra modalidad, existe un componente de control para proporcionar gas licuado a alta presión a un sistema de moldeo por soplado de extrusión. Existe un componente de control que comprende una primera válvula sobre la entrada del molde y un control para una primera válvula para controlar el flujo de gas licuado que ingresa a una cavidad de molde. También existe un orificio de restricción, una válvula de expansión, una válvula de control u otro dispositivo regulador utilizado para hacer caer la presión del gas licuado permitiendo que se expanda en un estado gaseoso saturado a temperaturas muy bajas, instantáneamente en el interior del artículo soplado. Además, existe al menos una salida para liberación del aire y el gas.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es un esquema del estado existente de la técnica que muestra una operación típica para proporcionar aire de soplado a alta presión a la cavidad de molde y su liberación.

La Figura 2 es un esquema de la invención que muestra la operación para proporcionar aire a alta presión y gas licuado a alta presión a la cavidad de molde, y la liberación.

Descripción Detallada de la Invención Gases licuados útiles en esta invención incluyen cualquier gas licuado inerte tal como nitrógeno, dióxido de carbono, argón o gases licuados refrigerantes tal como Freón. En esta invención, se introduce aire de soplado a la cavidad de molde para soplar la forma de contenedor. El aire de soplado entonces se cierra. El gas licuado entonces se introduce en la cavidad de molde utilizada mediante máquinas de moldeo por soplado mientras abre simultáneamente la ventilación de presión controlada.

La presión del gas licuado se reduce instantáneamente a través del dispositivo regulador permitiéndole que se evapore y enfríe en un gas saturado a temperaturas muy bajas en el orden de aproximadamente -17.77°C (0°F) hasta aproximadamente -73.33°C (-100°F). La ventilación de presión controlada permite un flujo continuo del gas licuado que desplaza rápidamente el aire de soplado desde el interior del artículo soplado y el efecto de enfriamiento evaporatorio enfriando rápidamente el artículo de adentro hacia afuera mientras el molde enfria el articulo de afuera hacia adentro.

Debido a que los tiempos de ciclo de moldeo por soplado de extrusión están limitados a qué tan rápidamente-puede enfriarse el artículo con el fin de remover la rebaba, esta invención es un paso significativo hacia adelante al proporcionar tiempos de ciclo reducidos para operaciones de moldeo por soplado, y especialmente para contenedores de moldeo por soplado.

En esta invención, es necesario modificar sistemas de moldeo por soplado tradicionales. Los sistemas de moldeo por soplado típicamente operan al proporcionar un parisón de plástico fundido a la cavidad de molde, que son dos mitades separadas. El parisón se sujeta mediante las dos mitades del molde que se juntan y entonces se inyecta aire comprimido en el parisón sujetado, lo que fuerza el plástico suave hacia afuera contra la configuración interior de la cavidad de molde. Ya que el molde se enfría mediante agua de enfriamiento que fluye a través de su cubierta y el parisón se enfría a partir del contacto con la pared de molde, toma pocos segundos para que el parisón reconfigurado se enfríe y se estabilice.

Esta invención proporciona enfriamiento al interior del artículo soplado además del enfriamiento proporcionado por los moldes a los lados externos . El contenedor se sopla utilizando aire a alta presión soplado dentro del centro del parisón fundido estirando el polímero a las paredes de molde. Entonces se introduce gas licuado al centro del parisón que se enfría a medida que se expande en un estado gaseoso.

Al cambiar ahora a la Figura 1, se muestra un esquema típico de una operación de moldeo por soplado utilizando aire a alta presión, en donde se muestra una fuente de aire a alta presión 1, un control de tal aire mediante cronómetros (no mostrados) a través de válvulas de reducción de presión 3 y similares en un módulo de control 13, a un ensamble de conector de aire 4 que contiene dos válvulas solenoides 5 y 8. Las válvulas 5 y 8 controlan el suministro de aire principal para el aire de soplado y la válvula 8 controla el aire de pre-soplado. El aire se mueve hacia uno o más cuerpos de pasador de soplado 9. Los cuerpos de pasador de soplado 9 son los componentes que realmente proporcionan el aire al parisón. Durante la inyección del aire, los cilindros de pasador de soplado 9 se proyectan hacia abajo en el molde, dentro del plástico suave. Tan pronto como el artículo se ha expandido a las paredes del molde y se ha enfriado, los cilindros de pasador de soplado 9 se elevan fuera del artículo moldeado y el aire presurizado se libera y se ventila dentro de la atmósfera como se muestra mediante el ensamble de ventilación y de liberación 12. Se contempla dentro del alcance de esta invención permitir que la presión se libere sin ningún control para esto.

El mismo movimiento se utiliza para proporcionar el gas licuado al parisón/artículo moldeado como se puede observar a partir de la Figura 2. Además del ensamble de aire a alta presión, existe un ensamble de gas licuado 10 ahí mostrado en donde la fuente de gas licuado 11 suministra gas licuado a los cuerpos de pasador de soplado 9. Se debe observar que el suministro de aire a alta presión se fusiona (punto P) con el suministro de gas licuado antes de proporcionar cualquiera a los cuerpos de pasador de soplado 9.

En esta invención, un tanque de fuente del gas licuado que se va a utilizar se conecta dentro de la operación de moldeo para que el gas licuado pueda ingresar al parisón a través del mismo tubo de entrada. El equipo también necesitará equiparse con una válvula de control de gas licuado 13 que controlará el flujo de gas licuado al interior del artículo soplado y un dispositivo regulador 14 que se utiliza para dejar caer instantáneamente la presión del gas licuado expandiéndolo a un gas saturado. La válvula de control 15 y el control de presión 16 para la liberación de la mezcla de aire y gas expandido desde la cavidad de molde a alguna presión bajo la presión del aire de soplado y la presión del gas licuado. Esto permite el flujo y la evaporación continua del gas licuado dentro de la cavidad de molde durante el ciclo de enfriamiento.

También existe una válvula de control 17 cronometrada con el ciclo de molde de soplado para apertura después de cerrar la entrada del aire y el gas licuado para la liberación de presión en la cavidad de molde al final del ciclo de enfriamiento y antes de la apertura de los moldes y la liberación del artículo soplado. La válvula de gas licuado debe montarse cerca de los pasadores de soplado sobre la máquina de moldeo por soplado (desde aproximadamente 1.21 hasta 1.82 m (4 hasta 6 pies)) con el fin de proporcionar entrada instantánea del gas licuado cuando sea necesario. Los tubos o las líneas flexibles transportan el gas licuado desde el tanque de fuente hacia la válvula y desde la válvula a cada adaptador de pasador de soplado sobre el moldeador de soplado.' El gas licuado debe ajustarse entre 413,685.6 Pascales (60 psi) y 827,371.2 Pascales (120 psi) para ser efectivo .

También, la misma configuración debe proporcionarse para el aire de soplado a alta presión. Como se puede observar, cada uno de los cilindros de pasador de soplado 9 debe tener dos entradas, una para aire comprimido, y una para el gas licuado. Deben colocarse dos cronómetros (no mostrados) dentro del controlador del moldeador de soplado. Uno es para aire de pre-soplado que se enciende a medida que se extrusiona el parisón con el fin de colocarlo para moldeo. El segundo controla el aire de soplado utilizado para estirar el parisón. El aire de pre-soplado y el aire de soplado se apagan mediante los cronómetros inmediatamente después que se sopla el artículo. Un cronómetro adicional abre la válvula de control sobre el gas licuado y simultáneamente abre la válvula de ventilación controlada por presión. Esto permite el flujo continuo de gas licuado dentro del artículo soplado. Un dispositivo regulador sobre la entrada del gas licuado deja caer instantáneamente la presión del gas licuado permitiéndole que se evapore y enfríe. Esto desplaza rápidamente el aire de soplado y enfría el artículo de adentro hacia afuera. Una vez que se enfría el artículo el cronómetro cierra la válvula de control sobre la entrada de gas licuado y abre la válvula de ventilación liberando la presión a la atmósfera. Los moldes entonces se abren y el artículo enfriado entonces se remueve de los moldes .

De esa forma, la máquina de moldeo por soplado requerirá el gas licuado líquido inmediatamente después de la porción de soplado del ciclo y entonces desecha el gas licuado a la atmósfera junto con el aire comprimido desde el interior del artículo moldeado después que se completa el enfriamiento.

Se contempla dentro del alcance de esta invención proporcionar el flujo de gas licuado dentro del flujo del aire comprimido a través de un conector común, en lugar de proporcionar el gas licuado y el aire a los cuerpos de pasador de soplado. Esto requerirá que se instale un obturador de reflujo entre la válvula de soplado principal y la línea de gas licuado de inserción del líquido fijada al conector .

El cronometraje de esta operación es tal que el aire comprimido hacia el parisón sucede primero, ya que un flujo directo del gas licuado sin el aire resultará en congelamiento del parisón para que no se expanda. De esa forma, el orden general es que el moldeador de soplado requerirá el gas licuado; se expande cuando la válvula se abre, desplazándose hacia abajo en el conector de soplado o los pasadores de soplado, mezclándose con el aire comprimido y enfriando el aire entre -40°C (-40°F) y -73.33°C (-100°F). La mezcla de gas licuado/aire súper enfriada golpea el parisón previamente estirado que está contra la pared de cavidad de molde, enfriándola muy rápidamente.

Cuando el cronómetro termina, la mezcla de aire/gas licuado se escapa a la atmósfera. Los artículos soplados salen de la máquina más fríos de lo que pueden realizar las operaciones de máquina estándar. La CPU de una máquina de moldeo por soplado de extrusión requerirá el gas licuado líquido. No hay necesidad de inspección humana excepto para establecer los parámetros de la máquina. Utilizar gas licuado no tiene efecto sobre el artículo soplado diferente a súper enfriarlo. El enfriamiento actual está limitado a qué tan frío puede hacerse el aire comprimido, o qué tan fríos pueden mantenerse los moldes.

Las máquinas de moldeo por soplado actuales enfrían el contenedor predominantemente desde el exterior utilizando agua congelada para enfriar el molde . El agua congelada generalmente está limitada a -6.66 a 6.66°C (20 a 44°F) . No puede enfriarse más sin el riesgo de congelar las líneas de agua congelada y causar el congelamiento de las cavidades de molde y, causar problemas de procedimiento relacionados tal como condensación sobre los moldes, causando marcas de agua que debilitan la estructura del artículo moldeado. Proporcionar agua congelada a estas temperaturas es muy costoso debido a la energía requerida mediante el enfriador para enfriar el fluido de transferencia de calor.

El uso de esta invención hace que la temperatura de la atmósfera dentro del artículo esté entre -40 y -73.33°C (-40 y -100°F) muy rápidamente. Entre más rápido baje la temperatura del artículo formado a la temperatura ambiente o más baja, más rápido puede salir del molde y recortarse, y prepararse para empaquetado y venta.

Esta invención puede disminuir dramáticamente el tiempo de ciclo requerido para producir un artículo moldeado por soplado. Esto puede disminuir el desembolso de capital requerido para lograr una capacidad dada. Además, el enfriamiento más rápido puede utilizarse para aligerar el contenedor ahorrando materia prima que es el costo más grande individual del contenedor. Y finalmente, el enfriamiento más rápido permite que el cuello del contenedor se forme más constantemente eliminando problemas de procesamiento descendentes .

Los gases licuados son relativamente económicos y son fáciles de conseguir en el mercado.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (3)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. - Un procedimiento para disminuir el tiempo de permanencia de molde en el moldeo por soplado de extrusión, en donde se utiliza aire presurizado para expandir un plástico dentro de un artículo moldeado por soplado, caracterizado porque comprende: a. proporcionar un molde de moldeo por soplado de extrusión que tiene una cavidad de molde, con una entrada de gas licuado dentro de la cavidad de molde; b. proporcionar aire presurizado a la cavidad de molde a través de la entrada de gas licuado durante el moldeo por soplado del artículo para que se expanda un parisón de plástico a las paredes del molde; c. entonces presurizar el artículo expandido con gas licuado, por lo cual el artículo se enfría mediante el efecto de enfriamiento evaporatorio del gas licuado, en expansión, por lo cual se disminuye el tiempo de permanencia en la cavidad de molde.

2.- Un sistema para moldear un artículo a partir de plástico mediante moldeo por soplado de extrusión, caracterizado porque comprende: a. un. sistema de moldeo por soplado de extrusión, el sistema que tiene un molde, el molde que tiene una cavidad de molde, y fijado en la cavidad, un medio para proporcionar aire de moldeo presurizado y gas licuado a la cavidad de molde y un parisón de plástico; b. una primera válvula y un control para que la primera válvula controle el flujo de aire que ingresa al parisón que se va a moldear; c . una segunda válvula de control para controlar que la segunda válvula de control controle el flujo de gas licuado que ingresa al artículo moldeado; d. un dispositivo regulador para dejar caer la presión del gas licuado y permitirle que se expanda a un gas saturado; e . una tercera válvula y un control para que la tercera válvula controle la presión dentro del artículo moldeado y la cavidad de molde y para controlar la liberación de aire y gas licuado desde la cavidad de molde; f . al menos un puerto de salida fuera del molde para liberación de aire y gas expandido desde el molde, la primera válvula y la segunda válvula que se cronometran con el ciclo de molde del sistema de moldeo por soplado de extrusión.

3. - Un componente de control para proporcionar un gas licuado a un sistema de moldeo por soplado de extrusión, caracterizado porque comprende: a. una primera válvula y un control para que una primera válvula controle el flujo de gas licuado que ingresa a una cavidad de molde y un artículo moldeado; b. una segunda válvula y un control para que la segunda válvula controle la presión dentro de la cavidad de molde y el artículo moldeado; c. un dispositivo regulador para dejar caer la presión del gas licuado y permitirle que se expanda a un gas saturado ; d. al menos un puerto de salida fuera del molde para liberación de aire y gas licuado desde el molde; e . la primera válvula y la segunda válvula que se cronometran con el ciclo de molde del sistema de moldeo por soplado de extrusión. RESUMEN DE LA INVENCION De esa forma, lo que se describe y reclama aquí es un procedimiento para disminuir el tiempo de permanencia de molde en moldeo por soplado de extrusión, en donde se utiliza aire presurizado para expandir un plástico dentro de un artículo moldeado por soplado. El procedimiento comprende proporcionar un molde de moldeo por soplado de extrusión que tiene una cavidad de molde, con una entrada de gas licuado en la cavidad de molde. Entonces, proporcionar aire presurizado a la cavidad de molde a través de la entrada de gas licuado durante el moldeo por soplado del artículo y estirar el parisón en la forma deseada controlada mediante las superficies de molde interiores . También, proporcionar un gas inerte licuado a alta presión, al interior del artículo soplado y permitir que el gas licuado se expanda en un gas saturado a una presión reducida, proporcionando un efecto de enfriamiento evaporatorio al interior del artículo soplado. En otra modalidad, existe un sistema para moldear un artículo a partir de plástico mediante moldeo por soplado de extrusión, el sistema que comprende un sistema de moldeo por soplado de extrusión, en donde el sistema tiene un molde. El molde tiene una cavidad, y fijado en la cavidad de molde, un medio para proporcionar aire de moldeo presurizado y gas licuado a alta presión a la cavidad de molde. Existe una primera válvula de control y un control sobre la entrada del molde utilizados para controlar el flujo de aire de soplado a la cavidad de molde a través del cuerpo de perno de soplado. Existe al menos un puerto de salida fuera del molde para la liberación de aire y gas licuado desde el molde. La salida se cronometra con el ciclo de moldeo por soplado para permanecer cerrada hasta después de que el artículo se sopla y se enfría. Incluso en otra modalidad, existe un componente de control para proporcionar gas licuado a alta presión a un sistema de moldeo por soplado de extrusión. Existe un componente de control que comprende una primera válvula sobre la entrada del molde y un control para una primera válvula para controlar el flujo de gas licuado que ingresa a una cavidad de molde. También existe un orificio de restricción, una válvula de expansión, una válvula de control u otro dispositivo regulador utilizado para hacer caer la presión del gas licuado permitiendo que se expanda en un estado gaseoso saturado a temperaturas muy bajas, instantáneamente en el interior del artículo soplado. Además, existe al menos una salida para liberación del aire y el gas.