MXPA06001076A - Proceso en linea y aparato para fabricar torsales sinteticos trenzados. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se dirige al proceso para fabricar cordeleria sintetica en una forma continua, y mas especificamente a un proceso en linea que utiliza un colector de extrusion compuesto que consiste en dos o mas montajes de boquillas rotatorias para extruir en forma continua y trenzar dos o mas filamentos polimericos en una cordeleria funcional como pueden ser torsales, cordones o cuerdas. El proceso en linea incorpora dos o mas boquillas rotatorias, en donde cada boquilla rotatoria consiste en por lo menos un orificio para extrusion que se coloca dentro de cada una de las boquillas individuales para que, con la rotacion de ada una de las boquillas, los filamentos extruidos en forma continua se entremezclen y queden trabados.

Description

PROCESO EN LÍNEA Y APARATO PARA FABRICAR TORSALES SINTÉTICOS TRENZADOS CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere, en general al proceso para hacer cordelería sintética de una forma continua, y más específicamente, a un proceso en línea utilizando un colector de extrusión, compuesto, que consiste en dos o más montajes de boquillas rotatorias para extruir y trenzar en forma continua dos o más filamentos poliméricos en una cordelería funcional, como pueden ser torsales, cordones o cuerdas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Si bien las fibras naturales se usaron en el pasado para hacer torsales, los filamentos sintéticos se están usando con mayor frecuencia para la manufactura de torsales, cuerdas y cordones debido a su resistencia, inherente a los filamentos sintéticos, así como su compatibilidad con el equipo automático para amarre. Típicamente, hojas expansivas de material sintético son extruídas a través de boquillas para formar películas, se apagan en un baño de agua y se dividen en los cortes deseados, donde los cortes individuales de material se separan y se devanan en ovillos. Posteriormente, los ovillos conteniendo los cortes individuales del material dividido se ' trenzan juntos en una operación separada. Este método se desglosa en la Patente U.S. NO. 4,091,607 de Aspin, la cual se incorpora aquí para su referencia.

Un método adicional para procesar torsales se desglosa en la Patente U.S. No. 4, 192,127 de O'Neil, et al. la cual incluye enrollar una banda espiral alrededor de los monofilamentos orientados en paralelo con un "trenzado falso". Otra vez, los filamentos se forman en una operación separada, y se alimentan a un aparato secundario que reparte los filamentos orientados con un "trenzado falso", asi como un recubrimiento de banda espiral .

La Patente U.S. No. 4,433,536 de O'Neil se refiere a listones sintéticos fibrilados, los cuales se extruyen inicialmente como una hoja continua a través de una boquilla para formar película, apagados y divididos. Las divisiones de listones se fibrilan y alimentan a un aparato de boquilla rotatoria de recubrimiento espiral que funde un recubrimiento de banda espiral sintético alrededor de los listones fibrilados orientados.

Los procesos antes mencionados de la técnica anterior son complicados debido a los múltiples pasos de las operaciones y equipo necesario costoso. Permanece una necesidad para un proceso para hacer torsales trenzados, cuerdas y cordones por medios simplificados y apropiados.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige al proceso para fabricar cordelería sintética de una forma continua, y más específicamente a un proceso en línea utilizando un colector de extrusión compuesto que comprende dos o más boquillas rotatorias para extruir y trenzar en forma continua dos o más filamentos poliméricos en cordelería funcional como pueden ser torsales, cordones o cuerda. El proceso en línea incorpora dos o más boquillas rotatorias, en donde cada boquilla rotatoria contiene al menos un orificio de extrusión que se coloca dentro de cada boquilla individual que con la rotación de cada una de las boquillas, los filamentos en forma continua, extruídos se entremezclan y quedan trabados.

De acuerdo con la presente invención, cada una de las boquillas rotatorias puede incorporar más de un orificio de extrusión colocado dentro de la boquilla para optimizar el proceso de trenzado de los filamentos extruidos en forma continua. Las boquillas giratorias pueden incluir orificios de diferentes formas o perfiles para extruir filamentos de secciones cruzadas variables, para que por ejemplo una de las boquillas rotatorias, o uno de los orificios de extrusión con una boquilla rotatoria que tenga orificios múltiples de extrusión puede extruir un filamento que es circular en una sección cruzada, mientras que otro orificio de extrusión extruye uno filamento plano, similar a la cinta. Los filamentos pueden ser de composiciones poliméricas iguales o diferentes. Los filamentos adecuados, se pueden mezclar totalmente o en parte con composiciones poliméricas naturales o sintéticas. Las composiciones poliméricas sintéticas de práctica preferente incluyen poliamidas, poliésteres, poliolefinas, polivinilos, poliacrilicos, y la mezcla o coextrusión de los productos de ellos. Los polímeros sintéticos se pueden seleccionar además de los homopolímeros ; copolímeros, conjugados y otros derivados incluyendo aquellos polímeros termoplásticos que incorporen aditivos fundidos o agentes de superficie activa .

Además, el colector de extrusión compuesto puede incorporar el uso de una o más boquillas fijas, en donde dos o más boquillas rotatorias giran alrededor de una o más boquillas fijas localizadas en el centro. Otra vez, las boquillas fijas pueden incluir más de un orificio de extrusión de formas opcionalmente diferentes para extruir filamentos de secciones cruzadas variables. Cada una de las boquillas rotatorias por si mismas se impulsa por medio de una fuerza motriz que hace girar las boquillas rotatorias en concordancia con el colector de extrusión compuesto. Mientras que las boquillas rotatorias giran en la relación establecida con una y otra, los filamentos extruidos se trenzan para formar cordelería como torsales, cordones o cuerdas.

En una modalidad, la boquilla rotatoria puede aceptar una boquilla de placas superpuesta. La solicitud pendiente de la Patente U.S. S.N. 60/462.054 del 11 de Abril de 2003 de Krause, et al., enseña la boquilla de placas superpuestas, la cual se incorpora en la presente para referencia. La boquilla de placas superpuestas se puede utilizar sola o en combinación con boquillas adicionales rotatorias y/o fijas. Además, una boquilla rotatoria sencilla puede contener la boquilla de placas superpuestas, así como uno o más orificios adicionales para extrusión de filamentos.

Está dentro del alcance de la presente invención que las boquillas rotatorias pueden ser de forma similar o diferente. En una modalidad preferente, las boquillas rotatorias son de circunferencia circular, sin embargo las boquillas rotatorias pueden ser ovales o de otros perfiles periféricos. Se cree que las formas de varias boquillas rotatorias, en adición a las composiciones de los filamentos extruidos y las secciones cruzadas, contribuyen al patrón completo de trenzado de los torsales, cordones o cuerdas, afectando las propiedades físicas del material.

La boquilla rotatoria múltiple, el colector de extrusión compuesto, de la presente invención, procesan un material de cordelería en línea sin la necesidad de separar las operaciones de torcido y trenzado. Un proceso para fabricar material trenzado de acuerdo con la presente invención vincula los filamentos extruidos en forma continua y el trenzado o torcido de los filamentos al extruirse los filamentos de las boquillas rotatorias. Posteriormente, los filamentos trenzados se apagan, estiran y devanan, resultando en material de cordelería que se puede producir a una velocidad promedio más rápida .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una representación esquemática del aparato procesador para producir un material de cordelería de acuerdo con los principios de la presente invención; La Figura 2 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; La Figura 3 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; La Figura 4 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; La Figura 5 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; La Figura 6 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; La Figura 7 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; La Figura 8 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; La Figura 9 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; La Figura 10 es una representación esquemática de una modalidad de la cabeza de boquilla rotatoria utilizada de acuerdo con la presente invención; DESCRIPCIÓN DETALLADA Aunque la presente invención es susceptible de modalidades en diversas formas, en adelante se describen las modalidades actualmente preferentes, con el entendimiento que el presente desglose se debe considerar como un ejemplo de la invención, y no se intenta limitar la invención a las modalidades especificas desglosadas.

La Figura 1 representa un proceso representativo de extrusión directa de película. El sistema 1 de mezclado y dosificación, contiene al menos dos tolvas cargadoras para viruta de polímero y una tolva mezcladora. La velocidad variable aumenta dentro de ambas tolvas cargadoras transfieren cantidades predeterminadas de viruta de polímero y pelets de aditivos en la tolva mezcladora. La tolva mezcladora contiene una hélice mezcladora para homogeneizar la mezcla.

La mezcla de viruta de polímero y pelets de aditivos alimentan un extrusor 2 multi-zonal, fabricado por Wellex Corporation. En este sistema particular, se emplea una zona de cinco extrusores con un agujero de dos pulgadas con chaqueta para agua y una proporción de longitud a diámetro de 24 a 1.

Después de mezclarlo y extruirlo con el extrusor multi-zonal 2, el compuesto de polímeros se transporta por medio de la tubería 7 de polímero caliente a través del cambiador de reja o tamiz 3, donde para retener virutas de polímero sólidas o semi-fundidas y otros desechos macroscópicos, se emplean las placas trituradoras que tienen diferentes mallas de reja. El polímero mezclado se alimenta a la bomba de fundido 5.

La bomba de fundido 5 opera en alimentación dinámica de retroceso con el extrusor multi-zonal 2 para mantener los niveles de presión deseados. Se emplea una bomba de fundido mecánica para responder a los niveles de presión alterando la velocidad del extrusor para compensar la desviación a partir de la ventana de referencia de la presión .

El compuesto de polímeros medido y mezclado entra en el bloque de combinación 6. El bloque de combinación permite que múltiples capas de película sean extruídas, siendo las capas de película de la misma composición o alimentadas de diferentes sistemas como se describe anteriormente. El bloque de combinación 6 se dirige al cuerpo de la boquilla rotatoria 9 por medio de tubería de polímero calentado adicionalmente.

Los diferentes cuerpos de boquilla que se pueden emplear en este sistema se ilustran en las Figuras 2 a 7. La modalidad del cuerpo de la boquilla rotatoria se representa en la Figura 2 e ilustra tres boquillas rotatorias, cada una con una salida simple del orificio de extrusión, donde las tres boquillas rotatorias giran en concordancia con una fuerza motriz que circunda la periferia de las boquillas rotatorias. Los medios de fuerza impulsora adecuada incluyen, pero no se limitan a cinturones motorizados, cadenas y sistemas de poleas. Se ha contemplado que cada boquilla rotatoria contenga más de un orificio de salida de extrusión. La Figura 3 es representativa de esta modalidad.

Está dentro del alcance de la presente invención que cada boquilla rotatoria pueda extruir filamentos en forma continua de composición similar o diferente. las resinas sintéticas adecuadas, las cuales se pueden mezclar totalmente o en parte, incluyen poliamidas, poliésteres, poliolefinas, polivinilos, poliacrilicos , y la combinación de éstos. Los polímeros se pueden seleccionar de hcmopolímeros; copolímeros, conjugados y otros derivados incluyendo polímeros termoplásticos que tengan incorporados aditivos del fundido o agentes activos de superficie. Además, cada orificio de extrusión puede extruir un filamento en forma continua de secciones cruzadas similares o diferentes, donde un orificio puede extruir un filamento de sección transversal circular, mientras que otro orificio extruye un filamento plano tipo cinta.

La figura 5 es una representación esquemática de una modalidad de la boquilla rotatoria de la presente invención, donde cada boquilla comprende más de un orificio de salida de extrusión. Además, cada orificio de salida de extrusión dentro de cada boquilla contiene un orificio de forma diferente para extruir filamentos en forma continua de diferentes secciones transversales.

Opcionalmente, las boquillas rotatorias de la presente invención se pueden utilizar en combinación con una o más boquillas fijas. La Figura 4 ilustra las boquillas rotatorias de la presente invención que giran en concordancia con las boquillas fijas localizadas en el centro. En esta modalidad, los filamentos extruidos en forma continua, distribuidos desde las boquillas rotatorias se trenzan alrededor de un filamento continuo centralmente extruido. Los diferentes filamentos distribuidos en forma continua desde las diferentes boquillas pueden comprender un vasto intervalo de deniers, dependiendoe del uso final del material torsal procesado. También se ha contemplado que las boquillas rotatorias de la presente invención acepten una o más boquillas de placas superpuestas. Además, las boquillas rotatorias se pueden usar en combinación con boquillas tanto fijas como de placas superpuestas.

La Figura 6 representa el uso de boquillas rotatorias de forma no circular. De acuerdo con la presente invención las boquillas rotatorias pueden ser de varias formas, donde las boquillas rotatorias pueden ser de la misma forma o diferentes. Adicionalmente, las boquillas rotatorias pueden estar compuestas como se demuestra en las Figuras 7 a 9. En esta modalidad, los filamentos trenzados extruidos de cada boquilla rotatoria se trenzan otra vez para formar un material trenzado compuesto.

Además, como se muestra en la Figura 10, un montaje de boquilla rotatoria puede comprender una boquilla localizada en el centro que extruye uno o más filamentos interconectando los filamentos extruidos de dos o más boquillas rotatorias cercanas. Opcionalmente, la boquilla localizada en el centro puede ser una boquilla fija o rotatoria. La colección de montajes de boquillas puede operar a una o más velocidades para lograr el efecto deseado en el material trenzado resultante.

Después de la formación, el material trenzado se puede someter opcionalmente a varios tratamientos posteriores químicos y/o mecánicos. El material trenzado se recoge y empaqueta en forma continua, ya sea en forma de rollo o alternativamente, el material trenzado puede comprender una serie de puntos débiles donde las longitudes deseadas de material trenzado se pueden apartar del remanente del empacado continuo.

Por lo anterior, se puede observar que se pueden efectuar numerosas modificaciones y variaciones sin salir del verdadero espíritu y campo del concepto novedoso de la presente invención. Se entiende que ninguna limitación con respecto a las modalidades específicas ilustradas en la presente se pueden intentar o deducir. Se intenta que el desglose cubra, por las reivindicaciones anexas, todas las modificaciones que caigan en el campo de las reivindicaciones .

Claims (1)

1. REIVIND1CCI0NES Un aparato para extrusión y trenzado de material en forma continua en un proceso en linea, donde el aparato contiene al menos dos o más boquillas rotatorias que extruyen una o más resinas poliméricas a través de uno o más orificios de salida de extrusión, las boquillas se impulsan por medio de una fuerza motriz para girarlas en concordancia con una u otra resina, trenzando la resina polímérica extruida en un material torsal El aparato que se menciona en la reivindicación 1, donde las boquillas rotatorias contienen una boquilla fija. El aparato que se menciona en la reivindicación 1, donde las boquillas rotatorias contienen una boquilla de placas superpuestas. El aparato que se menciona en la reivindicación 1, donde las boquillas rotatorias operan a una o más velocidades . El aparato que se menciona en la reivindicación 1, donde los orificios de salida de extrusión extruyen polímeros de diferentes secciones transversales . El aparato que se menciona en la reivindicación 1, donde las boquillas rotatorias son compuestas. Un proceso para fabricar material torsal trenzado en línea, que comprende los paso de: a. Proporcionar dos o más boquillas rotatorias que tengan al menos un orificio de salida de extrusión, donde las boquillas giran por medio de una fuerza motriz; b. Proporcionar al menos una resina polimérica; Extruir la resina polimérica de las boquillas rotatorias girando y trenzando la resina polimérica en un material trenzado; y d. Recoger el material trenzado. Un proceso para fabricar material trenzado en linea que comprende los pasos de: a. Proporcionar dos o más boquillas rotatorias que contengan al menos un orificio de salida de extrusión, donde las boquillas giran por medio de una fuerza motriz; b. Proporcionar una o más boquillas fijas; c. Proporcionar al menos una resina polimérica; d. Extruir la resina polimérica de las boquillas rotatorias girando y las boquillas fijas trenzando la resina polimérica en un material trenzado; y e. Recoger el material trenzado.