MXNL01000002A - Dado para coextrusion de pelicula soplada. - Google Patents

Abstract

Esta invencion se refiere a un dado tubular para coextrusion de pelicula multicapa para envolturas y empaques. El objeto de esta invencion es proporcionar un dado diferente a los que existen actualmente en el mercado, gracias a una construccion interna novedosa, cuya principal caracteristica es que reune las ventajas de varios de los dados existentes en el mercado, junto con las ventajas adicionales de menor tamano, menor tiempo de residencia, facilidad de ensamble y de intercambiar la posicion de las capas, todo esto a un costo de fabricacion menor debido a la sencillez de su diseno.

Description

I. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DADO PARA COEXTRUSION DE PELÍCULA SOPLADA Campo Técnico: Fabricación de película plástica para envolturas y empaques.

El "Dado para coextrusión de película" a que se refiere este invento, consiste en el medio mecánico que da la forma física al plástico fundido que fluye de un extrusor. Este polímero se procesa a una temperatura superior a su punto de fusión, ejemplificativamente de 160 a 200 grados centígrados, por lo que se encuentra en un estado físico de líquido viscoso que fluye por la ranura circular del dado, saliendo en forma de un tubo con un espesor que suele ser de 1 a 2 mm, y luego de que se expande por efecto de la presión interna del aire en el interior del globo, sufre un proceso de enfriamiento, para así adquirir el espesor final deseado, que suele ser de 25 hasta 150 mscrones (1 micrón = una milésima de mm). Esta película plástica es para utilizarse en el empaque de alimentos o envolturas tanto para productos de consumo como industrial. Por plástico entendemos ios polímeros del etileno, propileno, amidas y esteres, conocidos por sus nombres genéricos de polietileno, polipropileno, poliamida (nylon), y poliéster (PET).

También las diversas combinaciones o copolímeros de ellos como son el poli- etileno-vinílo (EVA), el polícloruro de vinilo (PVC). Y el etileno-alcoho vinílico (EVOH). El proceso de Coextrusión consiste en que por la misma ranura del dado salen varias capas de polímero simultáneamente.

ANTECEDENTES Estado de la Técnica. DADOS COMUNMENTE USADOS.

Actualmente el método más común para distribuir el polímero en forma uniforme antes de la salida por ia ranura del dado es por medio de espirales. Tal como se ilustra en la patente de los E.U.A. #s 3,089,515 de 1974 y la 4,687,430 del 18 de agosto 1987. Otro diseño más reciente es el dado de "Platos". De la patente de los EUA I# 5,069,612 de 1991. Aunque los diseños de espiral han mostrado buen desempeño, presentan los siguientes inconvenientes: a) Falta de flexibilidad. No se puede cambiar una capa por otra. b) Tamaño excesivo. c) Costo muy alto. d) Alto tiempo de residencia del polímero en el dado. e) Tiempos de limpieza y reparación muy grandes.

Descripción de la invención. CANAL DE DISTRIBUCIÓN PARA EL DADO DE PLATOS. El invento que se propone consiste en el diseño del canal distribuidor del polímero en un dado platos, de tal manera que el flujo hacia el orificio central es uniforme, lo cual se traduce en un espesor uniforme en la salida y permite reducir considerablemente el tamaño de los platos y por ende el costo del dado.

En la figura 1 , se muestra la vista de planta del interior del plato. Este consta de dos mitades que se sujetan con pernos a través de los agujeros indicados. Eí flujo se divide en (1), en dos venas (2), que van a alimentar cada una un canal distribuidor semicircular (3), alrededor del orificio central (4). Este canal (3) disminuye de sección a lo largo de su trayectoria semicircular, con lo que se fuerza un flujo de rebase hacia el orificio central (4). Para que este flujo sea uniforme se requiere que la pérdida de energía por fricción viscosa sea uniforme a lo largo de la trayectoria del canal (4). Para determinar el cambio de área, se utilizó un método numérico, que consiste en dividir la trayectoria en intervalos pequeños (de 1-3 mm), para cada uno se calcula el área necesaria para que la pérdida de energía de flujo sea la misma para todos los intervalos de la trayectoria. Tomando en cuenta que el flujo en el canal, es disminuido en cada intervalo de trayectoria, por una cantidad uniforme que corresponde al flujo de rebase al orificio central (4). Para facilitar el maquinado, y por ello 80 disminuir el costo, se mantiene el radio del canal en forma constante, disminuyéndose la profundidad del mismo. En la figura. 2 . se muestra el canal distribuidor (3) con tres cortes seccionales. El corte F-F muestra en la figura 3., una sección circular igual a la de la vena (2). El corte H-H muestra en 85 la figura 4., una sección aplanada casi al final de la trayectoria del canal distribuidor. Y, el corte G-G, muestra en la figura 5, el punto donde se une el final de una mitad con el inicio de la otra mitad del Canal distribuidor. En la figura 6, se muestra la vista de planta del desarrollo de la 90 circunferencia del Canal Distribuidor (3), en la que se aprecia la disminución de ancho a lo largo de su trayectoria. Y en la figura 7, se ve la disminución de profundidad de este mismo Canal. Las dimensiones concretas de cada caso se determinan con este mismo procedimiento, tomando en cuenta las propiedades reoló- 95 gicas del polímero y el flujo requerido.

Realización de la invención. ENSAMBLE Y PRUEBA. 100 En la figura 8 se muestra el ensamble de un dado monocapa. Donde (3) es el canal distribuidor. (A) y (A') son las dos mitades de platos como el descrito en la figura 1. (4) es el orificio central que conduce el polímero fundido a la boquilla de salida (5). Y la Figura 9 muestra un dado de cinco capas, en el que a 105 cada capa de polímero Ar B, C, D y E, corresponde un par de mitades de plato, como el de la figura 1. Así que a la capa exterior del polímero A, corresponde el par de platos (A-A'), para la siguiente el (B-B'), y así sucesivamente, hasta la mas interior, el par de platos (E-E'). 110 Agregando o quitando capas pueden ensamblarse dados de hasta 8 capas.

Con el fin de verificar resultados se fabricó un dado de prueba, tal como se muestra en la Figura 8. Se montó a un extrusor 115 y se probó con resina de polietileno de alta y baja densidad, así como con polietileno linear de baja densidad. Con resultados satisfactorios.

Claims (1)

1. II. REIVINDICACIONES. Habiendo descrito suficientemente mi invención, lo considero como una novedad, por tanto, reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas: . Forma de calcular y diseñar el CANAL DE DISTRIBUCIÓN: de tal manera que el área transversal disminuya de forma que la pérdida de energía por fricción viscosa sea uniformemente distribuida a lo largo de la trayectoria semicircular de dicho canal. . Forma física del CANAL DE DISTRIBUCIÓN y del ORIFICIO CENTRAL, de tal manera que los dos canales de distribución semicirculares, forman el conducto para el flujo de un polímero fundido, y su distribución uniforme en el orificio central. . ENSAMBLE modular de PLATOS, de tal modo que estos son intercambiables en su posición relativa de unos respecto a otros, y de que pueda hacerse un dado con hasta ocho platos para igual número de capas de diversos polímeros.