ES2209743T3 - Cabeza de extrusion para el moldeo por soplado de cuerpos huecos de material termoplastico. - Google Patents

Abstract

Cabeza de extrusión para el moldeo por soplado de cuerpos huecos de material termoplástico, que produce una preforma que está constituida por al menos dos plásticos diferentes, que comprende al menos tres puntos de alimentación de la colada (1, 6, 11), donde se conduce una primera colada de plástico desde un primer punto de alimentación de la colada (1), en una primera dirección a lo largo de una primera vía de flujo (2), sobre un soporte de mandril transversal (3), hasta un primer intersticio anular (5), que influye sobre el espesor de la preforma con relación a la primera colada de plástico, donde se conduce al menos una segunda colada de plástico desde un segundo punto de alimentación de la colada (6) a lo largo de una segunda vía de flujo (7) hasta un segundo intersticio anular (10), donde la dirección de la vía de flujo de la primera vía de flujo (2) y de la segunda vía de flujo (7) se extienden sobre una gran parte de las vías de flujo respectivas, bajo un ángulo entre sí, con preferencia esencialmente en ángulo recto, y solamente en la última región en la proximidad del primero (5) y del segundo (10) intersticio anular se extienden esencialmente paralelas entre sí, así como una tobera (19) conectada aguas abajo de los intersticios anulares, que predetermina el espesor de la preforma, caracterizado porque el punto de alimentación (11) para una tercera colada así como un elemento de distribución (12) para esta colada están dispuestos por encima del soporte de mandril transversal (3) para la primera colada y la tercera colada fluye sobre el elemento de distribución (15) a lo largo de una tercera vía de flujo (15) hacia un tercer intersticio anular (18) para la formación de una capa intermedia posterior en la preforma.

Description

Cabeza de extrusión para el moldeo por soplado de cuerpos huecos de material termoplástico.

La invención se refiere a una cabeza de extrusión para el moldeo por soplado de cuerpos huecos de material termoplástico, que produce una preforma que está constituida por al menos dos plásticos diferentes, que comprende al menos tres puntos de alimentación de la colada, donde se conduce una primera colada de plástico desde un primer punto de alimentación de la colada, en una primera dirección a lo largo de una primera vía de flujo, sobre un soporte de mandril transversal, hasta un primer intersticio anular, que influye sobre el espesor de la preforma con relación a la primera colada de plástico, donde se conduce al menos una segunda colada de plástico desde un segundo punto de alimentación de la colada a lo largo de una segunda vía de flujo hasta un segundo intersticio anular, donde la dirección de la vía de flujo de la primera vía de flujo y de la segunda vía de flujo se extienden sobre una gran parte de las vías de flujo respectivas, bajo un ángulo entre sí, con preferencia esencialmente en ángulo recto, y solamente en la última región en la proximidad del primero y del segundo intersticio anular se extienden esencialmente paralelas entre sí, así como una tobera conectada aguas abajo de los intersticios anulares, que predetermina el espesor de la preforma.

La solicitante conoce una cabeza de extrusión de este tipo.

Además, la invención se refiere a la utilización de una cabeza de extrusión de este tipo.

En el moldeo por soplado, la preforma es expulsada desde la cabeza de extrusión o bien desde la tobera, es recibida por un molde de soplado abierto y es ensanchado bajo presión neumática después del cierre del molde del útil.

En función, entre otras cosas, también de la materia prima, se distingue entre la extrusión continua y la extrusión discontinua. Los materiales de baja viscosidad (por ejemplo policarbonatos (PC) o poliamidas (PA)) son extruidos habitualmente de forma discontinua. Después de la fusión están presentes en forma casi líquida y deben acumularse en un elemento colector y luego deben expulsarse y ensancharse para obtener el producto acabado. Los materiales altamente viscosos, como polietileno (PE) o polipropileno (PP), están presentes en forma viscosa después de la fusión y pueden salir de forma continua como preforma y pueden procesarse posteriormente. La preforma generada puede tener una o varias capas, es decir, que puede estar constituida por uno o varios componentes de materiales. En el último caso, se habla de coextrusión.

En principio, se distinguen dos tipos de coextrusión, a saber, la coextrusión, en la que se producen preformas de varias capas, así como la coextrusión secuencial, en la que se procesan materiales compatibles entre sí de diferente rigidez en una pieza soplada, para crear de esta manera componentes con capas reproducibles de regiones duras y blandas consecutivas, por ejemplo. A tal fin, se varían los porcentajes de los diferentes componentes sobre el eje longitudinal de la preforma y de esta manera se ajusta un perfil de distribución diferente y, por lo tanto, un comportamiento diferente del material.

Se conoce por el documento JP 61134220 A una cabeza de extrusión para la producción de cuerpos huecos de varias capas de plástico. A tal fin, los canales de flujo individuales, que confluyen desde un punto superior, son refrigerados por medio de aire de refrigeración que circula por delante de ellos. El documento US 4.484.883 A muestra igualmente una cabeza de extrusión de varias capas con mecanismos de control de la temperatura. A tal fin, una instalación calefactora está integrada en un mandril, alrededor del cual está configurado un canal de flujo. Además, están previstas instalaciones calefactoras exteriores, que deben controlar la temperatura de la colada de un canal de flujo exterior.

El documento US 5.667.818 A muestra una cabeza de extrusión para la producción de un cuerpo hueco de tres capas. La primera capa interior es introducida a través de un canal de flujo de forma anular, siendo conducidas radialmente al mismo, en la parte inferior de la cabeza de extrusión, la segunda y la tercera colada a través de otros canales y estando dispuestos los puntos de alimentación de la colada, respectivamente, unos debajo de otros.

Se conoce por el documento EP 0 806 279 A una cabeza de extrusión para la producción de plásticos sensibles a la presión. En este caso, el canal de alimentación disminuye de forma continua con respecto a su altura.

El documento JP 09 300442 A se refiere a una cabeza de soplado de varias capas, donde una parte inferior de la cabeza de soplado se puede ajustar de forma deslizante de tal modo que se puede modificar el intersticio entre la punta de salida del cabeza y un número interior.

Se conoce por el documento US 4.717.326 una cabeza de extrusión para la producción de una preforma que está constituida por varias coladas de plástico de acuerdo con el procedimiento de coextrusión discontinuo. La alimentación de la colada principal se realiza por medio de una extrusora, que trabaja de forma continua a través de un elemento distribuidor a un espacio de acumulación integrado en la cabeza con pistón de acumulación dispuesto verticalmente. La cabeza presenta para todas las demás coladas puntos de alimentación con vías de flujo que se extienden horizontalmente, donde la colada es almacenada fuera de la carcasa de la cabeza de extrusión. De acuerdo con el procedimiento de coextrusión descrito en el estado de la técnica, se divide la colada principal por medio de un sistema de soporte de mandril transversal en una capa parcial exterior y una capa parcial interior, y durante el proceso de separación se inyectan las otras coladas como polímero de capa de bloqueo o como polímero de unión entre las dos capas principales. No está previsto un medio de separación térmica entre las vías de flujo individuales. A través del desplazamiento del almacenamiento de estos polímeros auxiliares a regiones fuera del cabeza principal se controlan las coladas de plástico con respecto a su temperatura a través de medios correspondientes para el control de la temperatura.

Partiendo de este estado de la técnica, la invención tiene el cometido de crear una cabeza de extrusión para la producción de una preforma moldeada por soplado que, garantizando una coextrusión de varias capas, tenga una constitución relativamente sencilla y donde la influencia térmica mutua de las coladas de plástico individuales sea lo más reducida posible.

Este cometido se soluciona en una cabeza de extrusión del tipo indicado al principio porque el punto de alimentación para una tercera colada así como un elemento de distribución para esta colada están dispuestos por encima del soporte de mandril transversal de la primera colada y porque la tercera colada fluye sobre el elemento de distribución a lo largo de la tercera vía de flujo hacia un tercer intersticio anular para la formación de una capa intermedia posterior en la preforma.

Los desarrollos convenientes de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un desarrollo de la invención, se propone que en la última región de las vías de flujo, en la que éstas se extienden esencialmente paralelas entre sí, están dispuestos al menos dos casquillos concéntricos aislantes térmicamente, para la separación mutua de las vías de flujo. Por medio de estos casquillos no se influyen las coladas de plástico propiamente dichas desde el punto de vista térmico en la última región delante de la tobera, en la que las vías de flujo - inmediatamente vecinas- se extienden esencialmente paralelas. Esto hace que la construcción de la cabeza propuesto de esta manera sea adecuada tanto para la coextrusión de varias capas como también para la coextrusión secuencial.

Mientras que durante la coextrusión con espesores de capa proporcionalmente siempre iguales son admisibles parcialmente todavía diferencias de temperatura - solamente se modifica la situación reológica a través de las influencias de la temperatura -, esto es especialmente desfavorable en la coextrusión secuencial. En la coextrusión secuencial se produce una preforma con regiones consecutivas de diferente comportamiento del material a través de un perfil predeterminado de la distribución de las coladas de plástico. Tanto el comportamiento de hinchamiento, es decir, el diámetro del tubo flexible, que se ajusta después de la salida desde la tobera, el comportamiento de estiramiento del tubo flexible durante el soplado de la preforma como también la prolongación del tubo flexible están influenciados en gran medida por las modificaciones de la temperatura.

En general, la cabeza de extrusión propuesto según la invención garantiza a través de la separación de las coladas sobre toda la vía de flujo, en primer lugar a través de una separación espacial, a continuación a través de una capa de separación por medio de casquillos aislantes, que no se produzca un intercambio de calor entre las coladas de plástico individuales. De esta manera, no se modifica la temperatura de procesamiento óptima respectiva de una colada de plástico a través de la interacción térmica con otra colada y se garantiza una producción reproducible de la preforma. Por lo tanto, las coladas respectivas se pueden alimentar sin problemas con sus temperaturas óptimas de procesamiento y se pueden conducir a través de su vía de flujo correspondiente hacia la tobera de expulsión sin influencia térmica recíproca.

Una forma de realización preferida de la cabeza de extrusión para una coextrusión de tres capas comprende, como elemento de distribución, una pínola, un soporte de mandril transversal siguiente y para la introducción de la segunda colada un sistema de distribución anular siguiente, que se extiende horizontalmente. En virtud de esta construcción, la cabeza está constituida, en general, relativamente plano en la región del distribuidor anular.

Además, están previstos de una manera más ventajosa medios de aislamiento, que separan térmicamente entre sí al menos dos vías de flujo, por ejemplo a través de ranuras de aire. De esta manera, se favorece igualmente la eliminación de un intercambio mutuo de calor.

La cabeza de extrusión está dotada, preferentemente, con espacios de almacenamiento dispuestos en el exterior para las coladas de plástico respectivas. Se lleva a cabo una introducción discontinua a través de los puntos de alimentación de la colada. Pero no se excluye un modo de funcionamiento discontinuo a través de espacios de almacenamiento integrados en cada caso en la cabeza de extrusión con pistones de extrusión en la dirección de los intersticios anulares respectivos. En principio, también es concebible un funcionamiento continuo durante la coextrusión.

El alcance de la protección de la presente invención no está limitado a una coextrusión de tres capas. Pueden estar previstos otros elementos de alimentación y de distribución, por ejemplo a través de afluencia lateral de componentes de colada sobre varios sistemas de distribución. Junto a la segunda vía de flujo de la colada está dispuesta entonces al menos una cuarta vía de flujo de la colada para otra colada de plástico, que se extiende desde un punto de alimentación de la colada hasta un intersticio anular y que avanza en un plano paralelo a aquél en el que se encuentra la segunda vía de flujo de la colada.

Otros detalles y ventajas se deducen a partir de la siguiente descripción de una forma de realización de la invención. En este caso, la figura única muestra de forma esquemática una cabeza de extrusión para la producción de una preforma moldeada por soplado.

La cabeza de extrusión, representado en la figura 1, es alimentada, de forma discontinua, con tres coladas de plástico diferentes desde extrusoras - no se representan- dispuestas fuera del cabeza de extrusión. La primera colada llega al primer punto de alimentación de la colada 1 en la cabeza y fluye a lo largo de la primera vía de flujo 2 sobre un soporte de mandril transversal 3 a lo largo de un mandril 4. El mandril 4 está rodeado concéntricamente por el flujo de la primera colada de plástico, antes de que ésta salga a través del primer intersticio anular 5. En lugar del soporte de mandril 3 desplazado aquí puede estar previsto también un soporte de mandril sencillo. También son concebibles dos soportes de mandril atacados simplemente por ola corriente.

La segunda colada de plástico entre en la cabeza de extrusión por el segundo punto de entrada de la colada 6. Ésta fluye a lo largo de la segunda vía de flujo 7 en primer lugar en una dirección, que está esencialmente en ángulo recto a la dirección de flujo de la primera corriente de la colada. Solamente después de pasar por los canales anulares 8, 9 se desvía la segunda colada de plástico y fluye entonces esencialmente paralela a la primera colada en la dirección del segundo intersticio anular 10.

Se introduce una tercera colada de plástico a través de un tercer punto de alimentación de la colada 11. La colada es distribuida a través de una pínola 12 de una manera concéntrica alrededor de la primera colada y fluye entonces esencialmente paralela a la primera vía de flujo de la colada 2. La pínola 12 se ensancha cónicamente alrededor del soporte de mandril transversal 3. En la prolongación de esta pínola 12, los casquillos 13, 14 aislados térmicamente forman las delimitaciones de la vía de flujo para la primera, segunda y tercera colada. En este caso, los dos casquillos 13, 14 están dispuestos entre sí de tal forma que la vía de flujo 15 de la tercera colada es la más estrecha. A través de la disposición geométrica adecuada de los casquillos 13, 14 se puede influir sobre el espesor de capa de la capa intermedia. Por medio de los dos casquillos, se reduce al mínimo la transmisión de calor desde una colada a la otra en la región en la que no se puede evitar un flujo paralelo de las corrientes de la colada condicionado por el procedimiento. Tales casquillos están fabricados, por ejemplo, por un material mal conductor de calor, como por un acero mal conductor de calor.

Para la obstrucción térmica adicional están previstos, como medios de aislamiento, elementos de vacío o intersticio de aire 16, 17. De esta manera se impide especialmente un intercambio de calor entre las corrientes de colada que fluyen vertical y horizontalmente, es decir, que se garantiza una separación de calor entre la segunda así como la primera o tercera colada, respectivamente.

Las tres coladas fluyen en paralelo en el primero, segundo así como tercer intersticio anular 5, 10, 18 y llegan entonces a la tobera común 19, que moldea finalmente la preforma moldeada por soplado.

La cabeza de extrusión comprende, en la forma de realización preferida representada, tres puntos de alimentación de la colada 1, 6, 11, fluyendo en la secuencia siguiente en primer lugar la tercera colada sobre un distribuidor de pínola 12, la primera colada sobre un soporte de mandril transversal 3 y la segunda colada sobre un distribuidor anular 20, para fluir en paralelo de forma separada poco antes de la tobera 19 durante un periodo de tiempo corto a través de casquillos 13, 14 de aislamiento térmico.

En el caso de la coextrusión de tres capas, por ejemplo, la primera colada puede ser en el primer intersticio anular 5 una capa de barrera, mientras que la tercera colada es un adhesivo como capa intermedia. La segunda colada, que forma la capa exterior, es por ejemplo una capa de soporte. La capa de barrera y la capa de adhesivo pueden estar configuradas muy finas a través de la cabeza de extrusión según la invención. En el caso de la coextrusión secuencial con dos componentes, no se alimenta el tercer punto de alimentación con colada de plástico. A través de la activación del tercer punto de alimentación es posible una coextrusión secuencial triple.

La segunda colada de plástico, alimentada horizontalmente, debe estar distribuida de la mejor manera posible y sin regiones de costura antes de la introducción en el casquillo 13, para garantizar una calidad perfecta de la preforma A tal fin, se divide la corriente de colada que llega desde el segundo punto de alimentación 6, por medio del divisor de colada 21, en una corriente parcial "superior" y una corriente parcial "inferior" de la colada 22, 23.

Las dos corrientes parciales de la colada 22, 23 deben pasar por los canales anulares 8, 9. antes de que entren en el casquillo 13 - desviadas 90º-. En este caso, los puntos de entrada de las dos corrientes parciales de colada 22, 23 están desplazados 180º. De esta manera se consigue que resulte un solape optimo de las dos corrientes y, por lo tanto, una configuración lo más libre posible de puntos de costura del tubo flexible de la colada. Con preferencia, se emplea el distribuidor de canal anular representado; como una alternativa, también es posible que se empleen como elemento de distribución distribuidores de cardiodes o distribuidores de canales en espiral. El tamaño de los dos canales anulares 8, 9 se puede ajustar en este caso con la ayuda del medio de ajuste representado.

Claims (11)

1. Cabeza de extrusión para el moldeo por soplado de cuerpos huecos de material termoplástico, que produce una preforma que está constituida por al menos dos plásticos diferentes, que comprende al menos tres puntos de alimentación de la colada (1, 6, 11), donde se conduce una primera colada de plástico desde un primer punto de alimentación de la colada (1), en una primera dirección a lo largo de una primera vía de flujo (2), sobre un soporte de mandril transversal (3), hasta un primer intersticio anular (5), que influye sobre el espesor de la preforma con relación a la primera colada de plástico, donde se conduce al menos una segunda colada de plástico desde un segundo punto de alimentación de la colada (6) a lo largo de una segunda vía de flujo (7) hasta un segundo intersticio anular (10), donde la dirección de la vía de flujo de la primera vía de flujo (2) y de la segunda vía de flujo (7) se extienden sobre una gran parte de las vías de flujo respectivas, bajo un ángulo entre sí, con preferencia esencialmente en ángulo recto, y solamente en la última región en la proximidad del primero (5) y del segundo (10) intersticio anular se extienden esencialmente paralelas entre sí, así como una tobera (19) conectada aguas abajo de los intersticios anulares, que predetermina el espesor de la preforma, caracterizado porque el punto de alimentación (11) para una tercera colada así como un elemento de distribución (12) para esta colada están dispuestos por encima del soporte de mandril transversal (3) para la primera colada y la tercera colada fluye sobre el elemento de distribución (15) a lo largo de una tercera vía de flujo (15) hacia un tercer intersticio anular (18) para la formación de una capa intermedia posterior en la preforma.

2. Cabeza de extrusión según la reivindicación 1, caracterizado porque en la última región de las vías de flujo, en la que éstas se extienden esencialmente paralelas entre sí, están dispuestos al menos dos casquillos concéntricos (13, 14) aislantes térmicamente, para la separación mutua de las vías de flujo.

3. Cabeza de extrusión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el elemento de distribución es una pínola (12) y porque para la introducción de la segunda colada está previsto un sistema de distribución anular.

4. Cabeza de extrusión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están previstos medios de aislamiento (16, 17), que separan térmicamente entre sí al menos dos vías de flujo.

5. Cabeza de extrusión según la reivindicación 3, caracterizado porque el soporte de mandril transversal (3) es un soporte de mandril desplazado y el sistema de distribución anular para la división de la vía de flujo de la colada está configurado, respectivamente, en dos canales anulares parciales (8, 9).

6. Cabeza de extrusión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque fuera del cabeza están dispuestos acumuladores para la acumulación de las coladas de plástico extruídas y están presentes medios para la cesión discontinua de las coladas a los puntos de alimentación respectivos.

7. Cabeza de extrusión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque junto a la segunda vía de flujo de la colada (7), está dispuesta al menos una cuarta vía de flujo de la colada para otra colada de plástico, que se extiende desde un cuarto punto de alimentación de la colada hasta un intersticio anular y que se extiende en un plano paralelo a aquél en el que se encuentra la segunda vía de flujo de la colada.

8. Cabeza de extrusión según la reivindicación 7, caracterizado porque la segunda vía de flujo de la colada se forma a través de la superposición de dos corrientes parciales de la colada (22, 23), donde toda la corriente de colada es dividida después del punto de alimentación de la colada en dos corrientes parciales de la colada, especialmente en un superior (22) y en una inferior (23), donde las dos corrientes parciales de la colada se extienden en planos paralelos entre sí y se distribuyen, respectivamente, por medio de un canal anular (8, 9), donde los puntos de alimentación de las corrientes parciales de la colada están desplazados 180º entre sí en los canales anulares.

9. Cabeza de extrusión según la reivindicación 8, caracterizado porque están previstos medios de regulación (24), con los que se puede influir sobre la curva característica de distribución relativa de las dos corrientes de colada en los canales anulares.

10. Utilización de una cabeza de extrusión según una de las reivindicaciones anteriores para una coextrusión de tres capas.

11. Utilización de una cabeza de extrusión según una de las reivindicaciones anteriores para una coextrusión secuencial.