ES2247849T3 - Procedimiento y aparato para introducir en continuo una substancia en fase liquida en granulos de plastico. - Google Patents
Procedimiento y aparato para introducir en continuo una substancia en fase liquida en granulos de plastico.Info
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Abstract
Procedimiento para introducir en continuo una sustancia en fase líquida al interior de gránulos de plástico, que comprende las etapas de. a) suministrar un flujo substancialmente continuo de dichos gránulos de plástico a por lo menos una cámara de pulverización estática (40, 29); b) pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico que fluyen por gravedad de una manera substancialmente continua en el interior de dicha cámara de pulverización (40, 29); c) pasar por gravedad los gránulos parcial o totalmente recubiertos por dicha sustancia en fase líquida dejando de manera continua la cámara de pulverización (40, 29), a través de medios de mezcla estáticos (6) soportados en por lo menos una cámara de mezcla (5a, 5b) prevista después de dicha cámara de pulverización (40, 29), para someter dichos gránulos a mezcla; d) pasar por gravedad los gránulos mezclados así obtenidos a través de una cámara de secado (70) durante un tiempo suficiente para permitir una absorción substancialmente completa de la sustancia en fase líquida por parte de los gránulos.
Description
Procedimiento y aparato para introducir en
continuo una substancia en fase líquida en gránulos de
plástico.
En un primer aspecto de la misma, la presente
invención se refiere a un procedimiento para introducir en continuo
una sustancia en fase líquida en gránulos de plástico.
La invención también se refiere a un aparato para
impregnar en continuo gránulos de plástico mediante el procedimiento
citado anteriormente.
Como es conocido, durante el procesamiento de
plástico, es una práctica común incorporar en el mismo sustancias
adecuadas en fase líquida, tales como por ejemplo, agentes de
reticulación, aditivos, etc., adaptadas para impartir al producto
semiacabado propiedades físico-químicas, mecánicas o
de procesamiento específicas que de otra manera no se pueden obtener
a partir del plástico inicial.
Generalmente, estas sustancias en fase líquida se
incorporan en los gránulos de plástico formando un fina película de
líquido sobre la superficie de los gránulos y dejando a continuación
que los gránulos descanse o se "sequen" durante un periodo de
tiempo predeterminado, para permitir la absorción de la sustancia
debido a su difusión en el interior de los gránulos.
En varios campos de interés industrial en los que
se usa el plástico, y en particular en el campo de la fabricación de
cables eléctricos, se produce la necesidad de fabricar capas o
elementos hechos de plástico que tengan las características
físico-mecánicas más isotrópicas posibles.
En particular, esta isotropía y homogeneidad de
constitución se ha de conseguir también en presencia de aditivos
opcionales, tales como por ejemplo agentes de reticulación,
antioxidantes, estabilizadores de luz, estabilizadores UV,
plastificadores, etc. incorporados en el plástico durante el ciclo
productivo para impartir las características deseadas a la capa o
elemento final.
Así, por ejemplo, en el caso de la fabricación de
cables eléctricos, se ha sentido la necesidad durante mucho tiempo
de realizar las capas de aislamiento y/o semiconductoras del cable
lo más homogéneas e isotrópicas posible en términos de composición,
de tal manera que tengan rendimientos en calor satisfactorios de la
capa de aislamiento o semiconductora, tanto desde el punto de vista
mecánico como eléctrico.
En particular, en el caso de cables para
transmitir corriente a una tensión alta o muy alta, la isotropía y
la homogeneidad de constitución de la capa de aislamiento permite
obtener los altos valores de resistencia dieléctrica requeridos para
un funcionamiento óptimo del propio cable.
En la actualidad, esta capa de aislamiento se
obtiene mediante la extrusión de plástico, por ejemplo polietileno,
previamente impregnado con un agente de reticulación, por ejemplo
dicumilperóxido, y reticulando posteriormente el plástico así
impregnado.
En este caso, la obtención de una capa de
material aislante que tenga la homogeneidad e isotropía de
constitución deseadas está muy condicionada por la distribución del
agente de reticulación en el interior de los gránulos de plástico
usados para la fabricación de la capa de aislamiento del cable. A su
vez, la homogeneidad e isotropía de las capas de aislamiento y
semiconductoras del cable determinan, para propósitos prácticos, la
calidad total del propio cable, que también se puede ver afectado
por un único defecto mínimo (por ejemplo una homogeneidad o
anisotropía de constitución no perfecta) presente de manera local en
la capa bajo consideración.
En la actualidad, la introducción de sustancias
en fase líquida en los gránulos de plástico se realiza mediante una
serie de etapas de trabajo realizadas sometiendo los gránulos a un
mezclado mecánico que se han de impregnar, tal como se describe en
la patente US-4.522.957.
En particular, en una primera etapa de trabajo,
la sustancia en fase líquida, por ejemplo un agente de reticulación,
se pulveriza sobre los gránulos de plástico sometidos a mezcla
mecánica en el interior de un tambor giratorio a una temperatura
mayor que la temperatura de fusión de la sustancia citada
anteriormente, pero menor que la temperatura de ablandamiento del
plástico, de tal manera que se evite una adhesión no deseada de los
gránulos de plástico en esta primera etapa; en una segunda etapa de
trabajo, los gránulos impregnados con la sustancia citada
anteriormente se someten a un mezclado mecánico en el interior de un
segundo tambor giratorio - siempre a una temperatura menor que la
temperatura de ablandamiento del plástico - para permitir una
distribución más homogénea de la sustancia en fase líquida sobre la
superficie de los gránulos.
\newpage
Además, para promover la absorción del agente de
reticulación por parte de los gránulos impregnados, obteniendo así
gránulos de plástico substancialmente secos en la superficie
externa, éstos se someten a una tercera etapa de trabajo de mezclado
en frío.
En un procedimiento alternativo, descrito en la
patente US-4.035.322, la introducción de una
sustancia en fase líquida (agente de curado) en los gránulos de
plástico en forma de píldoras se realiza mediante la pulverización
del agente de curado a través de la masa de las píldoras mientras la
masa se agita de manera violenta y a continuación insuflando aire
turbulento a través de las píldoras durante un periodo de tiempo
prefijado.
Aunque se consigue substancialmente el propósito
deseado, sin embargo el procedimiento de impregnación citado
anteriormente presenta un inconveniente no despreciable relacionado
con la generación de polvo plástico debido al mezclado mecánico al
que los gránulos están sometidos.
La presencia de este polvo, de hecho, no se puede
tolerar en las siguientes etapas de trabajo ya que preferentemente
absorbe el líquido (agente de reticulación) debido a la alta
relación entre el área de superficie y el volumen que tienen los
materiales en polvo y finalmente subdivididos, e implica el doble
riesgo de una reticulación no homogénea de la capa final (con el
perjuicio de sus características de isotropía y homogeneidad
constitucional) y de una reticulación prematura en los aparatos de
extrusión.
Mientras se realizan las operaciones de
impregnación según las enseñanzas de la patente
US-4.522.957, por lo tanto, aparece la necesidad de
prever una etapa adicional de retirada del polvo al final de las
etapas de mezclado e impregnación y antes de la etapa de formación
de la capa final. Independientemente de lo precisa que pueda ser la
etapa de retirada (generalmente realizada mediante tamizado),
permanecen señales de plástico en polvo como residuo, que puede
afectar, de una manera que substancialmente no se puede eliminar,
las características de isotropía y homogeneidad estructural de la
capa obtenida después de la reticulación.
Como alternativa a este procedimiento de
impregnación, se ha sugerido usar mezcladores continuos (de tipo de
doble tornillo) o discontinuos (tipo Banbury), que estén adaptados
para plastificar los gránulos en una masa de plástico en la que se
incorporan los aditivos deseados, siempre mediante un mezclado
mecánico.
Este segundo procedimiento de impregnación, sin
embargo, es difícil de realizar con líquidos aceitosos (debido al
efecto de lubricación sobre los elementos móviles del mezclador) y
con aditivos o plásticos térmicamente inestables o poco resistentes
al calor (debido a las altas temperaturas alcanzadas por la masa de
plástico durante las operaciones de mezcla).
Además de los procedimientos de impregnación
citados anteriormente, también se conoce en la técnica un
procedimiento para recubrir finas partículas en polvo - como se
describe en la patente US 5.230.735 - que comprende las etapas de
poner las partículas en polvo en contacto con un líquido de
recubrimiento mediante la circulación de un flujo de aire que
contiene las partículas en polvo en un estado disperso en un
cilindro y el secado de las partículas en polvo sobre las que se
deposita el líquido de recubrimiento.
Finalmente, y para tratar moldeando el material
granular suministrado a un molde según la llamada técnica de
"inyección" con adiciones especiales, tales como un agente de
curado, un agente de consolidación, un agente de activación o un
agente de unión, la solicitud de patente alemana DE 19 40 907
describe pulverizar la adición sobre el material granular de moldeo
mientras se suministra el mismo a alta velocidad al interior de la
cavidad del
molde.
molde.
El problema técnico subyacente en la presente
invención es, por lo tanto, el de proporcionar un procedimiento y un
aparato para introducir una sustancia en fase líquida en gránulos de
plástico que permitan proteger la integridad física de los gránulos,
evitando en particular la generación de polvo plástico, y operar con
plásticos o sustancias térmicamente inestables o poco resistentes al
calor en fase líquida.
Según un primer aspecto de la invención, el
problema técnico citado anteriormente se soluciona mediante un
procedimiento para introducir en continuo una sustancia en fase
líquida al interior de gránulos de plástico, que comprende las
etapas de:
a) suministrar un flujo substancialmente continuo
de dichos gránulos de plástico a por lo menos una cámara de
pulverización estática;
b) pulverizar dicha sustancia en fase líquida
sobre los gránulos de plástico que fluyen por gravedad de una manera
substancialmente continua en el interior de dicha cámara de
pulverización;
c) pasar por gravedad los gránulos parcial o
totalmente recubiertos por dicha sustancia en fase líquida dejando
de manera continua la cámara de pulverización, a través de medios de
mezcla estáticos soportados en por lo menos una cámara de mezcla
prevista después de dicha cámara de pulverización, para someter
dichos gránulos a mezcla;
d) pasar por gravedad los gránulos mezclados así
obtenidos a través de una cámara de secado durante un tiempo
suficiente para permitir una absorción substancialmente completa de
la sustancia en fase líquida por parte de los gránulos.
En la siguiente descripción y en las
reivindicaciones posteriores, los términos: "medios de mezcla
estáticos" indican medios de mezcla no provistos de elementos
mecánicos desplazables adaptados para producir cantidades
substanciales de polvo de plástico mediante rozamiento.
Preferiblemente, los medios estáticos de la invención están fijados
en el interior de la cámara de mezcla.
Gracias a estas etapas de trabajo, los gránulos
de plástico se pueden recubrir con la sustancia en fase líquida y se
someten posteriormente a mezcla sin suministrarse energía adicional
mediante medios de movimiento mecánicos que actúan de manera
dinámica sobre la masa de los gránulos, para reducir a un mínimo la
acción abrasiva sobre los gránulos y evitar de una manera
substancialmente completa la generación nociva de polvo
plástico.
Ventajosamente, además, gracias al hecho de que
los gránulos citados anteriormente son tratados de una manera
substancialmente continua, es posible obtener gránulos impregnados
que tienen entre los mismos características constantes y
estadísticamente homogéneas.
Preferiblemente, la etapa de secado de los
gránulos recubiertos se realiza en una cámara de secado prevista
después de dicho por lo menos una cámara de mezcla.
Según el procedimiento de la invención, es
posible reducir a un mínimo el rozamiento mecánico sobre los
gránulos de plástico, fluyendo estos últimos por gravedad y de una
manera substancialmente continua:
- a través de una cámara de pulverización en la
que los gránulos se pulverizan con la sustancia en fase líquida;
- a través de la cámara de mezcla prevista
después de la cámara de pulverización, en la que los gránulos se
mezclan mediante medios estáticos, para distribuir lo más
uniformemente posible la sustancia en fase líquida sobre los
gránulos; y
- a través de la cámara de secado prevista
después de la cámara de mezcla, en la que se produce la absorción de
la sustancia en fase líquida por parte de los gránulos de
plástico.
Ventajosamente, el tiempo de residencia en la
cámara de secado se ajusta de tal manera que se tenga los gránulos
substancialmente secos al final de dichas etapas de pulverización,
mezcla y secado.
Preferiblemente, la etapa de pulverización de la
sustancia en fase líquida se realiza mediante una pluralidad de
inyectores soportados en el interior de dicha cámara de
pulverización.
En particular, estos inyectores están
comercialmente disponibles y son conocidos por sí mismos, y pueden
ser, por ejemplo, del tipo de orificio o del tipo de pasador
estrangulado.
Preferiblemente, la etapa de pulverización se
realiza mediante los citados inyectores, mediante la inyección
intermitente de la sustancia el fase líquida con una frecuencia de
inyección comprendida entre 500 y 2000 golpes/min y una presión de
inyección comprendida entre 100 y 300 bar, dependiendo del tipo de
inyector usado.
Ventajosamente, el uso de un alto valor de
frecuencia de inyección permite subdividir la sustancia pulverizada
en un gran número de microgotas y así distribuir la misma de una
manera substancialmente continua a lo largo del tiempo sobre la
superficie de los gránulos; además, la alta presión de inyección, en
combinación con la alta frecuencia de inyección, permite tener una
muy buena nebulización del chorro y así una buena distribución de la
sustancia en fase líquida ya durante la etapa de pulverización.
Preferiblemente, la etapa de pulverización se
realiza nebulizando la sustancia en fase líquida en una pluralidad
de gotas que tienen un diámetro medio comprendido entre 10 y 500
\mum.
En una realización preferida, el procedimiento
según la invención también comprende la etapa de separar el flujo
continuo de gránulos de plástico en una pluralidad de corrientes que
fluyen de manera continua en respectivas trayectorias de flujo en el
interior de la cámara de pulverización y encaradas con cada uno de
dichos inyectores.
Ventajosamente, de esta manera, se aumenta la
efectividad de la distribución de la sustancia en fase líquida
nebulizada sobre los gránulos, gracias al aumento del número de
gránulos que se pueden golpear con el chorro producido por cada
inyector en cada una de las citadas trayectorias de flujo.
Para los propósitos de la invención, las etapas
a) - d) se realiza a una temperatura que permite promover la
difusión de la sustancia en el interior de los gránulos obteniendo
una distribución uniforme de la misma, y mantener la sustancia que
se ha incorporar en el estado líquido a lo largo de todas las etapas
de procedimiento, cuya característica es de particular importancia
en el caso de sustancias que son sólidas a temperatura ambiente, tal
como por ejemplo el dicumilperóxido.
En lo que se refiere a la elección de la
temperatura del procedimiento, debe tenerse en cuenta que esta
temperatura del procedimiento ha de ser mayor o igual que la
temperatura de fusión del aditivo, si este último es sólido a
temperatura ambiente, y al mismo tiempo menor que la temperatura
mínima entre la temperatura de ablandamiento del polímero que se ha
de impregnar y la temperatura a la que el aditivo empieza a
deteriorarse térmicamente.
De hecho, si la temperatura del procedimiento es
mayor que la temperatura de ablandamiento del polímero, se producirá
un empaquetado indeseado de los gránulos en el interior del aparato
durante las etapas de trabajo de la impregnación, que podrían
afectar mucho la posibilidad de obtener gránulos impregnados.
Por otro lado, si la temperatura del
procedimiento es mayor que la temperatura de degradación térmica del
aditivo, se podrían provocar reacciones no deseadas en el interior
del aparato de impregnación.
De manera compatible con las condiciones
generales y de seguridad descritas anteriormente, específicas de
cada aditivo, en cualquier caso es preferible trabajar a la
temperatura más alta posible, para promover la difusión del aditivo
en el interior del plástico y para reducir de manera adecuada la
viscosidad del líquido, facilitando así el suministro y la inyección
del líquido.
En conexión con esto, es preferible ajustar la
temperatura del procedimiento de tal manera que la viscosidad de la
sustancia en fase líquida esté comprendida entre 1*10^{-6}
m^{2}/s (1 cSt) y 50*10^{-6} m^{2}/s (50 cSt); de hecho, un
valor de la viscosidad inferior a 1*10^{-6} m^{2}/s podría
provocar problemas de atascos en los cabezales de inyección,
mientras que un valor de viscosidad mayor de 50*10^{-6} m^{2}/s
podría implicar problemas de suministro de la sustancia en fase
líquida a los inyectores mediante la bomba del sistema de
alimentación.
En el caso particular de introducir
dicumilperóxido en gránulos hechos de polietileno, la temperatura
del procedimiento está preferiblemente comprendida entre 60ºC y
90ºC, más preferiblemente entre 65ºC y 75ºC, teniendo en cuenta los
problemas de seguridad debidos al uso del dicumilperóxido.
Según la invención, las etapas b) - d) se
realizan de tal manera que se obtengan unos tiempos de residencia
adecuados de los gránulos en las respectivas cámaras de
pulverización, mezcla y secado para conseguir una distribución
óptima del líquido sobre los gránulos y una absorción
substancialmente completa de la sustancia en fase líquida por parte
de los propios gránulos.
Estos tiempos de residencia dependen
esencialmente del sistema de aditivo del plástico, que se ve
afectado por la temperatura del procedimiento y por las
características de difusión del aditivo en el interior del polímero.
En particular, cuanto mayor sea la temperatura del procedimiento y
mayor sea la velocidad de difusión en el interior del gránulo,
menores serán estos tiempos de residencia.
Para un sistema de aditivo del plástico
predeterminado, los tiempos de residencia óptimos se pueden
determinar fácilmente por parte de un técnico en la materia,
actuando sobre el índice de flujo de los gránulos y sobre los
tamaños de las cámaras citadas anteriormente.
A partir de las pruebas experimentales realizadas
por el solicitante, se determina que es preferible y ventajoso
realizar las etapas b) y c) en un tiempo total comprendido entre 10
y 40 minutos. En particular, es preferible realizar la etapa b) en
un tiempo comprendido entre el 5 y el 30% y, todavía más
preferiblemente, en un tiempo igual al 10%, del tiempo total de las
etapas b) y c) citadas anteriormente, mientras que es preferible
realizar la etapa c) en un tiempo comprendido entre el 70 y el 95%
y, todavía más preferiblemente en un tiempo igual al 90%, del tiempo
total de las etapas b) y c) citadas anteriormente.
A partir de las pruebas citadas anteriormente,
también se asegura que es preferible y ventajoso realizar la etapa
de secado en un tiempo comprendido entre 30 y 90 minutos.
Según una realización de la invención, la etapa
de mezcla de los gránulos se realiza pasando los gránulos parcial o
totalmente recubiertos con la sustancia en fase líquida a través de
un mezclador estático, que comprende un cuerpo central
substancialmente piramidal, soportado por una pluralidad de patas de
soporte a una distancia predeterminada de una pared interna de la
cámara de mezcla citada anteriormente, y una pluralidad de
deflectores, que se extienden entre la pared interna y las aberturas
respectivas para el flujo de los gránulos, definidas entre las patas
de soporte, estando adaptado el mezclador para desviar los gránulos
que fluyen en la zona central de la cámara de mezcla hacia la zona
periférica de la misma, y fluyendo los gránulos en la zona
periférica de la cámara de mezcla hacia la zona central de la
misma.
Mediante este mezclador estático, la etapa de
mezcla se realiza modificando de una manera estadísticamente
significativa la trayectoria de los gránulos que fluyen en el
interior de la cámara de mezcla, en particular, desviando la porción
de gránulos que fluyen en la zona central de la cámara de mezcla
hacia la zona periférica de la misma y viceversa. Los gránulos que
vienen desde zonas diferentes de la cámara de pulverización prevista
antes de la cámara de mezcla, por lo tanto, entran en contacto entre
sí de tal manera que se obtiene una distribución estadísticamente
más homogénea de la sustancia en fase líquida pulverizada
previamente sobre la masa de gránulos.
\newpage
En otras palabras, el mezclador estático permite
mejorar la distribución de la sustancia en fase líquida sobre los
gránulos a un nivel macroscópico.
Preferiblemente, la etapa de mezcla de los
gránulos se realiza pasando estos últimos a través de por lo menos
dos mezcladores estáticos dispuestos en serie uno después del
otro.
Según una realización alternativa, la etapa de
mezcla de los gránulos se puede realizar pasando los gránulos
parcial o totalmente recubiertos mediante la sustancia en fase
líquida a través de medios de mezcla estáticos que comprenden una
pluralidad de barras de mezcla soportadas en el interior de la
cámara de mezcla citada anteriormente.
Preferiblemente, la etapa de mezcla de los
gránulos se realiza pasando estos últimos a través de por lo menos
dos grupos superpuestos de barras de mezcla colocadas
substancialmente de manera perpendicular entre sí.
Estas barras de mezcla permiten realizar una
mezcla estadísticamente significativa entre gránulos cercanos y
mejorar la distribución de la sustancia en fase líquida sobre cada
gránulo a un nivel local.
En una realización preferida de la invención, la
etapa de mezcla de los gránulos se realiza pasando los gránulos
parcial o totalmente recubiertos por la sustancia en fase líquida a
través de por lo menos un mezclador estático soportado en el
interior de una primera cámara de mezcla superior de una zona de
mezcla y una pluralidad de barras de mezcla soportadas después de
dicho mezclador estático en el interior de una segunda cámara de
mezcla inferior de la zona de mezcla.
De esta manera, es ventajosamente posible
realizar una mezcla de los gránulos a un nivel macroscópico y a un
nivel local, obteniendo una distribución óptima de la sustancia en
fase líquida sobre los gránulos.
Todavía más preferiblemente, la distribución de
la sustancia en fase líquida sobre la gránulos también se puede
mejorar realizando por lo menos una etapa de pulverización seguida
por dos etapas de mezcla, realizándose la primera mediante el flujo
de los gránulos a través de un mezclador estático, la última
mediante el flujo de los gránulos a través de un mezclador estático
y una pluralidad de grupos de barras de mezcla.
En una realización preferida, el procedimiento de
la invención también comprende la etapa de someter a los gránulos
que abandonan la cámara de secado a una etapa de absorción para
igualar la distribución de la sustancia en fase líquida en el
interior de cada uno de los gránulos de plástico.
Preferiblemente, esta etapa de absorción se
realiza manteniendo la masa de gránulos que abandonan la cámara de
secado a una temperatura que se corresponde substancialmente a la
temperatura usada para realizar las etapas previas del
procedimiento, que puede ser determinada por parte de un técnico en
la materia según los mismos criterios descritos anteriormente.
De esta manera, por ejemplo, si se desea
introducir un agente de reticulación en los plásticos (poliolefinas)
usados comúnmente para fabricar capas aislantes y/o semiconductoras
de cables eléctricos, es preferible realizar la etapa de absorción a
una temperatura comprendida entre 70º y 80ºC, todavía más
preferiblemente a unos 75ºC durante un tiempo comprendido entre 14 y
24 horas, todavía más preferiblemente durante unas 16 horas.
Convenientemente, la etapa de absorción se puede
realizar manteniendo los gránulos previamente impregnados a la
temperatura deseada y durante el tiempo deseado en el interior de un
aparato convencional por sí mismo, tal como por ejemplo un cubo de
almacenamiento termostático.
De esta manera, la distribución de la sustancia
en fase líquida en el interior de los gránulos se optimiza
ventajosamente, lo cual es de particular importancia en el caso de
plásticos, tales como por ejemplo poliolefinas, que tienen una baja
capacidad de absorción.
Según la invención, el procedimiento de
impregnación citado anteriormente se puede realizar sobre cualquier
plástico adaptado para absorber una sustancia en fase líquida;
preferiblemente, los gránulos están hechos de un polímero
seleccionado entre el grupo que comprende poliolefinas, tales como
por ejemplo polietileno de alta presión y baja densidad (HPLDPE),
polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de alta densidad
(HDPE), polietileno de baja presión y baja densidad lineal
(LPLLDPE), polietileno de muy y ultra baja densidad lineal,
copolímeros etileno-propileno, terpolímeros
etileno-propileno-dieno, copolímeros
etileno-vinil acetato (EVA), poliésteres acrílicos
que incluyen grupos etileno-metil acrilato,
etileno-etil acrilato, etileno-butil
acrilato, y mezclas de los mismos.
Para los propósitos de la invención, la sustancia
en fase líquida puede ser cualquier sustancia o cualquier mezcla de
sustancias adaptada para dar al producto acabado propiedades
químico-físicas, mecánicas o de procesamiento
específicas, que no se pueden obtener de otra manera a partir de los
plásticos iniciales.
Preferiblemente, la sustancia en fase líquida es
una sustancia seleccionada entre el grupo que comprende: agentes de
reticulación, coagentes de reticulación, estabilizadores térmicos,
aditivos varios, tales como por ejemplo, estabilizadores de luz,
estabilizadores de tensión, estabilizadores UV, ayudas al
procesamiento, lubricantes, retardadores de llama, plastificadores,
agentes nucleantes, aditivos para resistencia al árbol de agua, y
mezclas de los mismos.
Los agentes de reticulación de uso preferido se
seleccionan entre peróxidos orgánicos adecuados para el propósito,
tales como por ejemplo los seleccionados entre el grupo que
comprende: dicumilperóxido, butilcumilperóxido,
bis(terbutilperoxiisopropil) benceno,
bis(terbutilperoxi) 2,5 dimetil hexano,
bis(terbutilperoxi) 2,5 dimetil hexino, y mezclas de los
mismos.
Los coagentes de reticulación de uso preferido se
seleccionan entre el grupo que comprende: trialilcianurato,
trialilisocianurato, acrilatos o diacrilatos, polibutadieno que
tiene un alto contenido de grupos vinil terminales, y mezclas de los
mismos.
Los estabilizadores térmicos de uso preferido se
seleccionan entre el grupo que comprende: antioxidantes basados en
fenol, antioxidantes basados en amina, estabilizadores de amina que
no manchan o manchan poco, tales como por ejemplo los llamados
"HALS" (Estabilizador de Dificultar Luz Amina), tioésteres,
fosfitos, agente de quelación de metal, y mezclas de los mismos.
Varios aditivos de uso preferido son sustancias
orgánicas polares o no polares de tipo aromático o alifático, y se
seleccionan entre las sustancias comercialmente disponibles para el
propósito deseado.
Según un segundo aspecto de la invención, el
problema técnico citado anteriormente se soluciona mediante un
aparato (1) para introducir en continuo una sustancia en fase
líquida en gránulos de plástico, que comprende una estructura de
soporte adaptada para soportar en serie y en alineación
substancialmente vertical:
- una sección de alimentación (2) de los gránulos
de plástico provista de medios (3) para alimentar de una manera
substancialmente continua dichos gránulos a por lo menos una cámara
de pulverización (40, 29) provista de medios (10) para pulverizar
dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico;
- por lo menos una cámara de mezcla (5a, 5b) de
los gránulos de plástico parcial o totalmente recubiertos con dicha
sustancia que comprende medios de mezcla estáticos (6) soportados en
dicha cámara de mezcla (5a, 5b);
- por lo menos una cámara de secado (70) adaptada
para recibir una cantidad predeterminada de los gránulos de plástico
recubiertos con dicha sustancia en fase líquida;
caracterizado por el hecho de que dicha por lo
menos una cámara de pulverización (40, 29) comprende una pluralidad
de canales (14a-14c; 20a-20c; 32)
que definen respectivas trayectorias de flujo de los gránulos en el
interior de dicha por lo menos una cámara de pulverización (40, 29),
y por el hecho de que los medios (10) para pulverizar dicha
sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico comprenden
una pluralidad de inyectores (11, 21, 34) angularmente desplazados
entre sí, teniendo cada inyector (11, 21, 34) una boquilla (12)
soportada en el interior de uno de dicha pluralidad de canales
(14a-14c; 20a-20c; 32).
Ventajosamente, este aparato permite operar en
continuo sobre los gránulos que fluyen en el interior de las cámaras
de pulverización, mezcla y secado citadas anteriormente, simplemente
por efecto de la gravedad y permite obtener una masa de gránulos
impregnados de una manera estadísticamente substancialmente
uniforme.
Ventajosamente, además, la ausencia de medios de
movimiento que actúen de manera dinámica sobre la masa de gránulos
en el aparato de la invención permite distribuir la sustancia en
fase líquida sobre los gránulos, reduciendo a un mínimo el
rozamiento entre los gránulos que entran en contacto durante la
mezcla y, por lo tanto, evitando de una manera substancialmente
completa la generación de polvo plástico.
Preferiblemente, los medios para suministrar de
una manera substancialmente continua los gránulos comprenden una
válvula de dosificación soportada después de un tanque de
almacenamiento de los gránulos.
De esta manera, es posible mantener constante el
índice de flujo de los gránulos suministrados al aparato y asegurar,
mediante un sincronismo adecuado con una válvula de descarga situada
después del aparato, el llenado completo del aparato y un tiempo de
residencia adecuado en el interior del mismo. Un llenado incompleto,
de hecho, provocaría la formación de zonas muertas de la sustancia
pulverizada en fase líquida, en la que ésta se podría concentrar de
manera no tolerable.
Además, gracias a la posibilidad de asegurar el
llenado completo del aparato mediante los medios citados
anteriormente para alimentar y descargar los gránulos, el aparato
según la invención es ventajosamente substancialmente autolimpiable,
es decir, está desprovisto substancialmente de zonas muertas de la
sustancia en fase líquida y de los gránulos.
Según una primera realización del aparato de la
invención, los medios para pulverizar la sustancia en fase líquida
comprenden por lo menos un inyector que tiene una boquilla soportada
en el interior de dicha por lo menos una cámara de pulverización y
que forma un ángulo \alpha comprendido entre 90º y 45º y, todavía
más preferiblemente, comprendido entre 75º y 60º con un eje
longitudinal de la cámara de pulverización.
\newpage
La elección de esta inclinación del inyector es
debida substancialmente al hecho de que el solicitante no ha
encontrado ninguna ventaja substancial para un ángulo de inclinación
\alpha comprendido entre 45º y 0º respecto a la realización con
inyectores verticales que se describirá a continuación.
Según una segunda realización del aparato de la
invención, los medios para pulverizar la sustancia en fase líquida
comprenden por lo menos un inyector que tiene una boquilla soportada
en el interior de la cámara de pulverización que se extiende
paralelo a un eje longitudinal de la cámara de pulverización.
Según una realización alternativa, este inyector
puede estar soportado en su totalidad en el interior de la cámara de
pulverización.
En particular, el uso de un inyector que se
extiende paralelo a un eje longitudinal de la cámara de
pulverización y totalmente soportado o que tiene una boquilla
soportada en el interior de la cámara de pulverización, permite
distribuir de una manera más uniforme la sustancia en fase líquida
sobre los gránulos que fluyen a través del aparato, respecto al caso
de un inyector inclinado respecto a dicho eje longitudinal.
Ventajosamente, los medios para pulverizar la
sustancia en fase líquida comprenden una pluralidad de inyectores
angularmente desplazados entre sí independientemente de la
orientación angular de los mismos respecto al eje longitudinal de la
cámara de pulverización. De esta manera, es posible mejorar la
distribución de la sustancia en fase líquida sobre la masa de
gránulos de plástico.
Preferiblemente, la cámara de pulverización
comprende tres inyectores coplanares desplazados entre sí según un
ángulo de 120º; todavía más preferiblemente, la cámara de
pulverización comprende seis inyectores coplanares desplazados entre
sí según un ángulo de 60º.
Para optimizar la distribución de la sustancia en
fase líquida sobre la superficie de los gránulos, la cámara de
pulverización también comprende una inserción conformada adaptada
para definir en la cámara citada anteriormente respectivas
trayectorias de flujo de los gránulos encaradas cada una a dichos
inyectores.
Según una realización del aparato de la
invención, las trayectorias de flujo citadas anteriormente se
definen en respectivos canales abiertos formados axialmente en la
inserción, mientras que los inyectores inclinados según el ángulo
\alpha indicado anteriormente están orientados de tal manea que
pulverizan la sustancia en fase líquida en los canales en
contracorriente al flujo continuo de los gránulos.
De esta manera, el flujo de los gránulos se
separa ventajosamente en una pluralidad de corrientes distintas, que
fluyen de manera independiente en cada uno de los canales citados
anteriormente, aumentando de una manera estadísticamente
significativa el número de gránulos expuestos al chorro del
inyector.
Según otra realización del aparato, las citadas
trayectorias de flujo están definidas en respectivos canales
cerrados, formados axialmente en el inserto, mientras que los
inyectores están orientados de tal manera que pulverizan la
sustancia en fase líquida en los canales citados en contracorriente
con el flujo continuo de los gránulos.
En particular, cada uno de los citados inyectores
está colocado en los extremos inferiores de cada canal de tal manera
que pulverizan de manera uniforme la sustancia en fase líquida sobre
los gránulos que fluyen en los canales. Estos inyectores pueden
sumergirse completamente en el flujo de gránulos o pueden estar
soportados externamente en la cámara de pulverización de tal manera
que tengan solamente la boquilla de expulsión en el interior de la
misma.
Además, para maximizar la efectividad de la
pulverización y para aumentar las posibilidades de contacto con los
gránulos, dichos canales están formados de tal manera que comprenden
porciones de extremo troncocónicas opuestas unidas en una sección
restringida o garganta.
En particular, el tamaño de esta sección
restringida es tal que corresponde a la abertura máxima del cono de
pulverización de la boquilla usada, de tal manera que golpea lo más
uniformemente posible el frente de avance de los gránulos con el
chorro expulsado por el inyector de debajo, mientras que la porción
de extremo inferior está conformada de tal manera que presenta una
sección de flujo en aumento para los gránulos, para obtener una
disminución de la velocidad del flujo de gránulos a un valor
adecuado para realizar de una manera efectiva la siguiente etapa de
mezcla.
Según otra realización de la invención, el
aparato citado comprende una pluralidad de cámaras de pulverización
colocadas en paralelo entre sí, definidas en respectivos conductos
que se extienden entre la sección de alimentación y la zona de
mezcla de los gránulos.
De esta manera, también en este caso el flujo de
gránulos que entran de manera continua desde la sección de
alimentación se divide en una pluralidad de corrientes distintas que
fluyen de manera independiente en cada uno de los citados
conductos.
En particular, los conductos citados comprenden
una primera porción que forma un ángulo \beta comprendido entre
30º y 60º con el eje longitudinal del aparato, una segunda porción
substancialmente paralela al eje longitudinal del aparato y una
tercera porción que forma un ángulo \gamma comprendido entre 30º y
60º con el eje longitudinal del aparato.
Todavía más preferiblemente, el ángulo \beta
está comprendido entre 40º y 50º, y preferiblemente es igual a unos
45º, mientras que el ángulo \gamma está comprendido entre 40º y
50º, y es preferiblemente igual a unos 45º.
La primera porción constituye substancialmente un
canal de alimentación de los gránulos a la cámara de pulverización
real, que está definida en la porción adyacente que se extiende
paralela al eje longitudinal del aparato.
El aparato de la invención comprende una
pluralidad de inyectores, teniendo cada uno respectivas boquillas
soportadas en el interior de las mencionadas cámaras de
pulverización. En particular, los inyectores citados están
orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en fase líquida
al mismo tiempo que el flujo de gránulos continuo.
De esta manera, después de haber fluido a través
de la primera porción, el flujo de gránulos sufre una igualación de
las velocidades de cada gránulo en la zona de unión con la segunda
porción, en la que, por lo tanto, el flujo tiene un frente de avance
substancialmente horizontal. De esta manera, el número de gránulos
expuestos al chorro del inyector se aumenta de una manera
estadísticamente significativa.
Preferiblemente, los medios de mezcla estáticos
previstos en la cámara de mezcla del aparato comprenden por lo menos
un mezclador estático.
En particular, este mezclador estático comprende
un cuerpo central substancialmente piramidal que tiene respectivas
caras, estando provisto dicho cuerpo central de una pluralidad de
aletas de desviación que sobresalen de cada cara y que están
soportadas por una pluralidad de patas de soporte a una distancia
predeterminada desde una pared interna de la cámara de mezcla, y una
pluralidad de deflectores que se extienden ente la pared interna y
respectivas aberturas para el flujo de los gránulos definidas entre
las patas de soporte.
Ventajosamente, y como se hará más evidente a
partir de ahora, el mezclador estático descrito anteriormente
permite mezclar los gránulos entre sí sin actuar dinámicamente sobre
los mismos, desviando los gránulos que fluyen en la zona central de
la cámara de pulverización hacia la zona periférica de la cámara de
mezcla y viceversa.
De esta manera, la presencia del mezclador
estático permite conseguir una mezcla de los gránulos a un nivel
macroscópico y una distribución más uniforme sobre cada uno de los
gránulos de la sustancia en fase líquida respecto a la obtenida
antes de la cámara de pulverización, evitando de una manera
substancialmente completa la formación de polvo plástico gracias a
la ausencia substancial de fricción entre los gránulos y de medios
que actúan de manera dinámica sobre los mismos.
Preferiblemente, los medios de mezcla estáticos
citados anteriormente comprenden por lo menos dos mezcladores
estáticos colocados en serie uno después del otro.
Alternativamente, los medios de mezcla estáticos
citados anteriormente comprenden una pluralidad de barras de mezcla
soportadas en la cámara de mezcla.
Preferiblemente, dichos medios de mezcla
estáticos comprenden por lo menos dos grupos superpuestos de barras
de mezcla colocados de manera substancialmente perpendicular entre
sí.
De esta manera, se puede mejorar la mezcla a un
nivel local de los gránulos que salen de la cámara de pulverización,
obteniendo también en este caso una mejora de la distribución de la
sustancia en fase líquida sobre cada uno de los mismos.
En una realización particularmente preferida, el
aparato de la presente invención comprende por lo menos un mezclador
estático soportado en el interior de una primera cámara de mezcla
superior substancialmente cilíndrica de una zona de mezcla y por lo
menos dos grupos superpuestos de barras de mezcla colocadas de
manera substancialmente perpendicular entre sí y situadas después
del mezclador estático en el interior de una segunda cámara de
mezcla inferior substancialmente troncocónica de la zona de
mezcla.
De esta manera, es posible optimizar la mezcla de
los gránulos a un nivel macroscópico y a un nivel local, mejorando
de una manera estadísticamente significativa la distribución de la
sustancia en fase líquida sobre los mismos gránulos.
Todavía más preferiblemente, el aparato de la
invención comprende por lo menos una cámara de pulverización y dos
mezcladores estáticos colocados en serie uno después del otro,
mientras que la citada pluralidad de barras de mezcla está soportada
después del último mezclador estático en la cámara de mezcla
inferior.
De esta manera, se optimiza de manera global la
distribución de la sustancia en fase líquida sobre los gránulos.
En otra realización, y siempre para optimizar la
distribución de la sustancia en fase líquida sobre los gránulos, el
aparato según la invención también puede comprender uno o más grupos
de barras de mezcla en una zona inicial de la cámara de secado.
\newpage
En una realización de la invención, y para
igualar la distribución de la sustancia en fase líquida en cada uno
de los gránulos de plástico, el aparato descrito anteriormente
también puede comprender una zona de absorción que consiste en un
cubo de almacenamiento termostático, convencional por sí mismo,
soportado después de la cámara de secado de una manera conocida por
sí misma.
Características y ventajas adicionales de la
invención serán más fácilmente evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada de algunas realizaciones preferidas del
aparato según la presente invención, hecha solamente a modo de
indicación no limitativa, con referencia a los dibujos adjuntos. En
estos dibujos:
- La figura 1 muestra una vista frontal de una
realización del aparato de la invención;
- La figura 2 muestra una vista en una escala
ampliada y en sección longitudinal parcial de la cámara de
pulverización del aparato de la figura 1;
- La figura 3 muestra una vista en una escala
ampliada y en sección longitudinal parcial, de una segunda
realización de la cámara de pulverización del aparato de la figura 1
a lo largo de la línea A-A de la figura 4;
- La figura 4 muestra una vista en planta y en
sección transversal parcial de la cámara de pulverización de la
figura 2;
- La figura 5 muestra una vista en una escala
ampliada y en sección longitudinal de una tercera realización de la
cámara de pulverización del aparato de la figura 1 a lo largo de la
línea B-B de la figura 6;
- La figura 6 muestra una vista en planta y en
sección transversal parcial de la cámara de pulverización de la
figura 5;
- La figura 7 muestra una vista en perspectiva en
una escala ampliada y en sección parcial de una realización
alternativa del aparato de la figura 1, que incluye una pluralidad
de cámaras de pulverización;
- La figura 8 muestra una vista en otra escala
ampliada y en sección longitudinal parcial de las cámaras de
pulverización de la figura 7;
- La figura 9 muestra una vista en una escala
ampliada y en sección longitudinal parcial de una cámara de mezcla
superior de la zona de mezcla del aparato de la figura 1, a lo largo
de la línea C-C de la figura 10;
- La figura 10 muestra una vista en planta y en
sección transversal parcial de la cámara de mezcla de la figura
9;
- La figura 11 muestra una vista frontal en una
escala ampliada de algunos detalles de una realización alternativa
del aparato de la invención, que comprende dos cámaras de mezcla
colocadas en serie una después de la otra.
Con referencia a la figura 1, un aparato según la
invención para introducir en continuo una sustancia en fase líquida,
por ejemplo dicumilperóxido calentado a la temperatura de 65ºC, en
gránulos de plástico, por ejemplo polietileno de baja densidad, se
indica en general mediante la referencia numérica 1.
El aparato 1 comprende una sección de
alimentación 2 de los gránulos hechos de polietileno provista de
medios 3 para suministrar dichos gránulos de una manera
substancialmente continua a una sección de pulverización 4, que
incluye una cámara de pulverización 40 colocada después de la
sección de alimentación 2 y provista, a su vez, de medios 10 para
pulverizar dicumilperóxido sobre los gránulos de polietileno.
El aparato 1 también comprende una zona de mezcla
5, que incluye medios de mezcla estáticos 6, colocados después de la
cámara de pulverización 40 y por lo menos una zona de secado 7 que
incluye una cámara de secado 70, colocada después de la zona de
mezcla 5 y adaptada para recibir una cantidad predeterminada de
gránulos de polietileno recubiertos con dicumilperóxido durante un
periodo de tiempo predeterminado y adecuado para permitir la
absorción completa del dicumilperóxido por parte de los
gránulos.
Los gránulos suministrados al aparato mediante la
sección de alimentación 2 fluyen a través de la zona de
pulverización 4, la zona de mezcla 5 y la zona de secado 7 solamente
gracias a la fuerza de gravedad, y se descargan al exterior del
aparato 1 mediante una válvula de dosificación 47 colocada después
de la cámara de secado 70.
Los medios de alimentación 3 de los gránulos de
polietileno comprenden un tanque de almacenamiento 9 de los gránulos
y una válvula de dosificación 8, por ejemplo una válvula
alimentadora de estrella conocida por sí misma, adaptada para
suministrar de una manera substancialmente continua los gránulos de
polietileno. Un sincronismo adecuado entre las válvulas 8 y 47
permite el llenado completo del aparato 1, evitando la formación de
zonas muertas con una acumulación no deseada de dicumilperóxido.
La cámara de pulverización 40 comprende una
inserción conformada 13, fijada en el interior de la propia cámara a
una altura predeterminada y que tiene una forma que coincide con la
misma, que define respectivas trayectorias de flujo para los
gránulos en la cámara 40 frente a unos medios 10 adaptados para
pulverizar dicumilperóxido en fase líquida sobre los gránulos de
polietileno.
Ventajosamente, la inserción 13 es
substancialmente cilíndrica y está provista de un externo superior
15 conformado substancialmente como una pirámide con una base
triangular y que tiene respectivas caras cóncavas 16a, 16b y 16c
adaptadas para transportar el flujo de gránulos al interior de
respectivos canales abiertos 14a, 14b y 14c, evitando así la
acumulación no deseada de gránulos, y un extremo inferior 17 de
forma cónica adaptado para eliminar la formación de zonas muertas
debajo de la misma inserción 13.
Los medios 10 adaptados para pulverizar
dicumilperóxido en fase líquida sobre los gránulos de polietileno
comprenden tres inyectores estructuralmente idénticos, solamente uno
de los cuales, indicado mediante la referencia numérica 11, se
muestra en la figura 2, teniendo cada uno una boquilla 12 soportada
en el interior de la cámara de pulverización 40 mediante un
acoplamiento roscado de una porción roscada externamente 11a del
inyector 11 con un orificio roscado 48 formado en un reborde 18
adaptado para cerrar la cámara de pulverización 40 en su parte
inferior.
Ventajosamente, el reborde 17 está previsto en su
parte superior con una cara anular 28 inclinada como un embudo,
adaptada para facilitar que los gránulos se deslicen en dirección
radial desde cada uno de los canales abiertos 14a, 14b y 14c citados
anteriormente hacia la entrada de la zona de mezcla 5 soportada
debajo.
El reborde 18, de esta manera, está adaptado para
soportar los inyectores 11 debajo de la inserción 13 y paralelos a
un eje longitudinal de la cámara de pulverización 40.
Preferiblemente, los inyectores 11 son del tipo
de pasador estrangulado, conocidos por sí mismos, y están
angularmente desplazados entre sí según un ángulo de 120º. Los
inyectores 11, además, están orientados de tal manera que pulverizan
dicumilperóxido en dichos canales abiertos 14a, 14b y 14c (no
representados) en contracorriente con el flujo de los gránulos de
polietileno indicados mediante las flechas F en la figura 2.
Realizaciones alternativas de la cámara de
pulverización 40 se representan en las figuras 3 y 4, en las que los
elementos estructurales y funcionales equivalentes a los
representados previamente se indican mediante las mismas referencias
numéricas.
En particular, en las figuras 3 y 4 el reborde 18
está fijado externamente a la cámara de pulverización 40 en un
extremo inferior de la inserción 13, mientras que cada uno de los
inyectores 11 forma un ángulo \alpha igual a unos 60º con un eje
longitudinal de dicha cámara. Los inyectores 11, además, están
orientados de tal manera que pulverizan dicumilperóxido en los
canales abiertos 14a, 14b y 14c, formados axialmente en la inserción
13 en los inyectores 11 citados anteriormente, en contracorriente
con el flujo continuo de los gránulos indicados mediante las flechas
F en la figura 2.
En la realización mostrada en la figura 5, la
cámara de pulverización 40 comprende una inserción conformada 19,
fijada en el interior de la propia cámara a una altura
predeterminada de la misma y que tiene una forma que coincide con la
misma, que tiene una función similar a la de la inserción 13
descrita previamente.
La inserción 19 comprende tres canales cerrados
20a, 20b, 20c, idénticos entre sí, axialmente formados en el
interior de la inserción 19 y que definen respectivas trayectorias
de flujo de los gránulos frente a los medios 10 adaptados para
pulverizar dicumilperóxido en fase líquida obre los gránulos de
polietileno.
Estos medios 10 comprenden tres inyectores
estructuralmente idénticos, solamente uno de los cuales, indicado
mediante la referencia numérica 21, se muestra en las figuras 5 y 6,
soportados en el interior de la cámara de pulverización 40 después
de la inserción 19 mediante unos medios de soporte convencionales
por sí mismos, por ejemplo un brazo (no representado).
Preferiblemente, los inyectores 21 son del tipo
de orificio y están desplazados angularmente entre sí según un
ángulo de 120º.
En particular, estos inyectores 21 se extienden
paralelos respecto a un eje longitudinal a la cámara de
pulverización 40 y están orientados de tal manera que pulverizan
dicumilperóxido en los canales cerrados 20a, 20b y 20c citados
anteriormente en contracorriente con el flujo continuo de los
gránulos indicados mediante las flechas F en la figura 5.
Preferiblemente, cada uno de los canales citados
anteriormente comprende porciones de extremo superior e inferior
opuestas 22, 23, respectivamente, substancialmente troncocónicas y
unidas en una sección restringida o garganta 24.
Ventajosamente, la sección restringida o garganta
24 tiene un tamaño que corresponde a la abertura máxima del cono de
pulverización de los inyectores 21 soportados debajo, de manera que
el frente de avance de los gránulos que fluyen en los canales 20a,
20b y 20c es golpeado de manea uniforme mediante el chorro de
dicumilperóxido.
\newpage
Ventajosamente, la porción inferior 23 está
diseñada de tal manera que tenga una sección de flujo en aumento de
los gránulos para obtener una disminución de la velocidad de flujo
de los gránulos a un valor adecuado para realizar de manera efectiva
la etapa de mezcla posterior.
La inserción 19 es substancialmente cilíndrica y
comprende un extremo superior substancialmente conformado en forma
de embudo 25, provisto centralmente de un deflector substancialmente
cónico 26 adaptado para facilitar la división de los gránulos de
polietileno en los canales 20a, 20b y 20c.
En las figuras 7 y 8, se muestra una realización
alternativa del aparato de la invención, que comprende una
pluralidad de cámaras de pulverización, todas indicadas mediante la
referencia numérica 29, que se extienden en paralelo entre sí y
definidas en respectivos conductos, todos indicados mediante la
referencia numérica 30, que se extienden entre la sección de
alimentación 2 y la zona de mezcla 5.
Los conductos 30 citados anteriormente comprenden
una primera porción 31 que forma un ángulo \beta igual a unos 45º
con el eje longitudinal del aparato 1, una segunda porción 32
substancialmente paralela al eje longitudinal citado anteriormente y
una tercera porción 33 que forma un ángulo \gamma igual a unos 45º
con el eje longitudinal citado anteriormente y orientado de manera
opuesta respecto a la primera porción 31 (ver la figura 8).
En particular, las cámaras de pulverización 29
están definidas respectivamente en cada una de las segundas
porciones 32.
Según esta realización, el aparato 1 comprende
seis inyectores 34, preferiblemente del tipo de orificio, que tienen
respectivas boquillas 35 soportadas coaxialmente en el interior de
dichas cámaras de pulverización 29. En particular, los inyectores 34
están orientados de tal manera que pulverizan dicumilperóxido al
mismo tiempo que el flujo continuo de gránulos indicado mediante las
flechas F de las figuras 7 y 8.
Para evitar la acumulación no deseada de gránulos
antes de los conductos 30, el aparato 1 está provisto de una cámara
de alimentación 27 de los gránulos que tiene un fondo
substancialmente cónico 36 en el que se abren los conductos 30. De
esta manera, las porciones 31 dirigen los gránulos que vienen desde
la cámara 27 hacia las cámaras de pulverización 29 previstas después
de las mismas.
En la realización representada en la figura 1, la
zona de mezcla 5 comprende una cámara de mezcla superior
substancialmente cilíndrica 5a definida justo después de la cámara
de pulverización 40 y una segunda cámara de mezcla inferior
substancialmente troncocónica 5b, definida justo después de la
cámara de secado 70.
En la figura 9 se muestra una realización
preferida de la cámara de mezcla superior 5a de la zona de mezcla
5.
En esta realización, los medios de mezcla
estáticos 6 comprenden un mezclador estático 37 que incluye:
i) un cuerpo central substancialmente piramidal
38 que tiene una base cuadrada y respectivas caras cóncavas 44 que
tienen un perfil substancialmente en forma de V;
ii) una pluralidad de patas de soporte 39 que se
extienden hacia abajo desde cada borde del cuerpo central 38; y
iii) una pluralidad de deflectores
substancialmente curvilíneos 49 que se extienden entre la pared
interna 41 de la cámara de mezcla 5a y las respectivas aberturas 42
para el flujo de los gránulos, definidas entre las patas de soporte
39 del cuerpo central 38.
Ventajosamente, el cuerpo central 38 está
provisto de una pluralidad de aletas de desviación 43,
substancialmente conformadas con una V girada, que sobresalen de
cada cara 44 del cuerpo central 38 que, junto con el cuerpo central
38, dejan desviar el flujo de gránulos que viene desde la zona
central de la cámara de pulverización 40 hacia la zona periférica de
la cámara de mezcla 5a.
Las patas de soporte 39, adaptadas para soportar
el cuerpo central 38 a una distancia predeterminada desde la pared
41, consisten esencialmente en barras de sección en forma de V
previstos en un extremo libre de las mismas de un par de aletas
substancialmente en forma de gancho 45 que constituyen respectivos
elementos de soporte para los deflectores 49.
Ventajosamente, los deflectores 49 tienen un
perfil en forma de fleje para unirse a la pared interna 41 en un
extremo y para inclinarse sobre las aletas 45 de las patas 39 en el
extremo opuesto. De esta manera, los gránulos que vienen desde la
zona periférica de la cámara de pulverización 40 se desvían de
manera eficiente hacia la zona central de la zona de mezcla 5.
Ventajosamente, los deflectores 49 están afilados
a lo largo de su anchura para dirigir de una manera óptima los
gránulos hacia la zona central de la zona de mezcla 5.
En una realización, el cuerpo central 38 puede
estar provisto internamente de un elemento substancialmente cónico
orientado hacia abajo (no representado) adaptado para dirigir el
flujo de gránulos hacia la cámara de secado 70 y para evitar la
formación de una zona muerta con una acumulación no deseada de
gránulos debajo del cuerpo central 38.
Según una realización alternativa, tampoco
representada, los medios de mezcla estáticos 6 pueden comprender dos
grupos superpuestos de barras de mezcla substancialmente colocados
de manera perpendicular entre sí y soportados en la cámara de mezcla
superior 5a de la zona de mezcla 5.
Preferiblemente, las barras de mezcla citadas
anteriormente tienen una sección transversal substancialmente en
forma de rombo para evitar la formación de zonas de aire debajo de
las mismas y que podrían ser una fuente de peligro debido a la
posible acumulación de dicumilperóxido.
Según una realización preferida del aparato 1
mostrado en la figura 1, los medios de mezcla estáticos 6 comprenden
el mezclador estático 37 descrito anteriormente, soportado en el
interior de la cámara de mezcla superior 5a de la zona de mezcla 5 y
una pluralidad de grupos superpuestos de barras de mezcla 46,
colocadas de manera substancialmente perpendicular entre sí y
alojadas después del mezclador estático 37 en la cámara de mezcla
inferior 5b de la zona de mezcla 5.
Ventajosamente, las barras de mezcla 46 permiten
que los grupos de mezcla de los gránulos se cierren entre sí y, de
esta manera, promuevan la mejora a nivel local de la distribución
del dicumilperóxido sobre la superficie de los gránulos ya obtenidos
mediante el mezclador estático 37.
Según una realización preferida del aparato 1, la
distribución del dicumilperóxido sobre la superficie de los gránulos
también se puede mejorar previendo en una porción superior 70a de la
cámara de secado 70 una pluralidad adicional de barras de mezcla 46,
tal como se representa en la figura 1.
Preferiblemente, las barras 46 están colocadas en
grupos de filas superpuestas y desplazadas entre sí, estando
orientados los grupos de manera perpendicular entre sí.
Según una realización particularmente preferida
de la invención, representada en la figura 11, el aparato 1
comprende una cámara de pulverización 40 según la realización
representada en detalle en la figura 2 y una zona de mezcla 5 que
incluye dos cámaras de mezcla 5a_{1} y 5a_{2} colocadas en serie
entre sí y en cada una de las cuales está soportado un mezclador
estático 37.
De una manera similar a lo que se ha descrito
anteriormente con referencia a la realización representada en la
figura 1, la zona de mezcla 5 del aparato 1 comprende después de la
cámara 5a_{2} una cámara de mezcla adicional 5b en la que están
soportados una pluralidad de grupos superpuestos de barras 46.
Finalmente, en cada una de las realizaciones
representadas anteriormente, el aparato 1 también puede comprender
una zona de absorción, que consiste por ejemplo en un cubo de
almacenamiento termostático, convencional por sí mismo y no
representado, soportado después de la cámara de secado 70 de una
manera conocida por sí misma.
Con referencia al aparato 1 descrito
anteriormente, se representará ahora una manera de realizar el
procedimiento de la presente invención.
En una primera etapa, este procedimiento prevé
alimentar un flujo substancialmente continuo de gránulos hechos de
polietileno, que tienen una temperatura de entrada de unos
75-80ºC, al interior de la cámara de pulverización
40. En particular, esta etapa de alimentación se realiza mediante la
válvula de dosificación 8 soportada después del tanque de
almacenamiento 8 de los gránulos citados anteriormente.
Los gránulos de polietileno, retirados del tanque
9 en una cantidad predeterminada mediante la válvula, fluyen en
continuo gracias a la fuerza de gravedad hacia la cámara de
pulverización 40, en la que se realiza la siguiente etapa de
pulverización del dicumilperóxido sobre los gránulos.
En el caso del aparato mostrado en la figura 1,
esta etapa de trabajo se realiza mediante los inyectores 11
soportados externamente a la cámara de pulverización 40, tal como se
muestra en la figura 2.
Ventajosamente, el procedimiento de la invención
prevé la etapa de separación del flujo continuo de gránulos en una
pluralidad de corrientes que fluyen en continuo en respectivas
trayectorias de flujo definidas en la cámara de pulverización 40
frente a cada inyector 11.
Ventajosamente, esta etapa de separación del
flujo de gránulos se realiza mediante la inserción 13 soportada a
una altura predeterminada dentro de la cámara de pulverización 40 y
que incluye los canales abiertos 14a, 14b y 14c, formados axialmente
en la misma.
Los gránulos recubiertos total o parcialmente con
dicumilperóxido en la cámara de pulverización 40 fluyen gracias a la
fuerza de gravedad en la zona de mezcla 5.
En la zona de mezcla 5, los gránulos fluyen a
través de los medios de mezcla estáticos 5 descritos previamente,
para sufrir la mezcla mediante estos últimos.
En particular, esta etapa de mezcla se realiza
mediante una primera mezcla de los gránulos, realizada a un nivel
macroscópico mediante el mezclador estático 37 soportado en la
cámara de mezcla superior 5a de la zona de mezcla 5, que permite
desviar de manera simultánea el flujo de gránulos que vienen desde
la zona central de la cámara de pulverización 40 hacia la zona
periférica de la cámara de mezcla 5a y el flujo que viene desde la
zona periférica de la cámara de pulverización 40 hacia la zona
central de la cámara de mezcla 5a, y una segunda mezcla realizada a
un nivel local mediante las barras de mezcla 46 alojadas en la
cámara de mezcla inferior 5b de la zona de mezcla 5.
En una realización alternativa, y para optimizar
la introducción del dicumilperóxido en los gránulos de polietileno,
el procedimiento según la invención prevé someter los gránulos que
dejan la etapa de pulverización a una primera etapa de mezcla
realizada pasando a través del mezclador estático 37, a continuación
a una segunda etapa de pulverización y a una segunda etapa de mezcla
mediante el mezclador estático 37, y finalmente a la etapa de mezcla
realizada a nivel local mediante las barras de mezcla 46.
Los gránulos así obtenidos a partir de la etapa
de mezcla se someten a una etapa de secado en el interior de la
cámara de secado 70, en la que fluyen a una velocidad extremadamente
baja, del orden de 6-10 cm/min, de tal manera que
permanezcan durante un tiempo igual a unos 60-80
minutos, asegurando la absorción completa del dicumilperóxido de los
gránulos.
Ventajosamente, la distribución del
dicumilperóxido sobre los gránulos también se mejor gracias a los
grupos de barras 46 alojados en la porción superior 70a de la cámara
de secado 70, tal como se muestra en la figura 1.
Todas las etapas de trabajo descritas previamente
se realizan manteniendo en el interior del aparato 1 una temperatura
máxima de 75ºC compatible con el uso de dicumilperóxido en
condiciones seguras.
Para optimizar la difusión de dicumilperóxido en
el interior de los gránulos y, así, para igualar su distribución
final, la masa de gránulos retirada después del aparato 1 también se
somete a una etapa de absorción realizada manteniendo los gránulos a
una temperatura predeterminada y durante un periodo de tiempo
predeterminado (típicamente a 75ºC durante unas 16 horas en caso del
sistema de polietileno/dicumilperóxido aquí considerado) en el
interior de un cubo de almacenamiento termostático convencional por
sí mismo.
Con referencia a lo que se ha descrito
anteriormente, se proporcionarán aquí ejemplos adaptados para
representar el procedimiento y el aparato de la invención, a modo de
indicación no limitativa.
(Invención)
Según una realización de la invención, se realizó
un aparato experimental para introducir en continuo dicumilperóxido
líquido en gránulos hechos de polietileno de baja densidad (LDPE),
que comprende la cámara de pulverización 40 según la realización
representada en la figura 2.
Esta etapa de pulverización se realizó
suministrando dicumilperóxido a una temperatura de unos 65ºC a los
inyectores e inyectando dicumilperóxido sobre los gránulos de
polietileno de una manera intermitente con una frecuencia de unos
800 golpes/min y a una presión de unas 150 bar.
Estos gránulos fluyeron en continuo en la cámara
de pulverización 40 a una velocidad de unos 600 cm/min. Los valores
de frecuencia y presión permitieron la nebulización de
dicumilperóxido en una pluralidad de gotas que tenían un diámetro
medio comprendido entre 10 y 500 \mum.
Los gránulos parcial o totalmente recubiertos con
dicumilperóxido en la cámara de pulverización 40 fluyeron a
continuación por gravedad a la zona de mezcla 5, que comprende dos
mezcladores estáticos 37 colocados en serie después de la cámara de
pulverización 40 en las respectivas cámaras 5a_{1} y 5a_{2} y
una pluralidad de barras de mezcla 46 alojadas en la cámara 5b de la
zona de mezcla 5 y en la cámara de secado 70 representada en la
figura 1, respectivamente.
Globalmente, los gránulos fluyeron a través de la
zona de mezcla 5 a una velocidad igual a 60 cm/min.
Los gránulos así obtenidos mediante la etapa de
mezcla se sometieron a una etapa de secado en el interior de la
cámara de secado 70, en la que fluyeron a una velocidad muy baja,
igual a unos 8 cm/min, para permanecer un tiempo igual a unos 60
minutos, asegurando la absorción completa del dicumilperóxido por
parte de los gránulos que salieron substancialmente secos de la
cámara de secado 70.
Todas las etapas de trabajo descritas
anteriormente se realizaron manteniendo en el interior del aparato
utilizado una temperatura máxima de 75ºC compatible con el uso de
dicumilperóxido en condiciones seguras.
Los gránulos que abandonaron la cámara de secado
70 se sometieron a una etapa de absorción final para igualar la
distribución del dicumilperóxido en cada uno de los gránulos LDPE,
cuya distribución se realizó en un cubo de almacenamiento
termostático a 75ºC durante una duración total de 16 horas.
Para evaluar el grado de dispersión y de
homogeneidad del dicumilperóxido en los gránulos de polietileno, los
gránulos así obtenidos se sometieron a pruebas de exploración de
calorimetría diferencial, para lo cual se usó el calorímetro
disponible comercialmente DSC30 de Mettler con el respectivo
Software Mettler DC11.
En particular, se seleccionaron 15 gránulos
impregnados en el interior del aparato descrito anteriormente y que
tenían más o menos una forma cilíndrica similar entre los mismos; se
extrajo la sección central de cada uno de los 15 gránulos citados
anteriormente, se pesó, se cerró en el interior de una cápsula y se
colocó en el interior del instrumento de medición.
Como material de referencia, esencialmente para
equilibrar el pulso térmico inicial, se usó una muestra de alúmina
en la misma cantidad del polietileno impregnado, cerrándose también
en una cápsula y colocándolo en el interior del instrumento de
medición.
La prueba de exploración de calorimetría
diferencial consiste en proporcionar calor a las dos muestras hasta
que se produce la descomposición y la reticulación del peróxido
usado como aditivo. A partir de la medición del calor producido
mediante esta reacción, es posible determinar la cantidad de
peróxido en la muestra de polietileno.
Las pruebas se realizaron calentando las
muestras, mantenidas a presión atmosférica en el interior del
instrumento mediante la inyección de un gas adecuado, desde la
temperatura de 20ºC a la temperatura de 280ºC, con un índice de
calentamiento constante de 10ºC/min.
En particular, los datos obtenidos a partir de
las pruebas son representativos de la variación de la entalpía
específica de la muestra de polímero impregnado en función del calor
suministrado a la propia muestra.
La reacción de descomposición y reticulación del
peróxido produce un aumento de la entalpía específica
aproximadamente a la temperatura en la que se produce esta reacción.
A partir de la integración del área correspondiente a la reacción
exotérmica es posible, por lo tanto, derivar la cantidad de peróxido
presente en la muestra.
Los datos de entalpía específicos, expresados
como el promedio de las pruebas realizadas sobre las 15 muestras, de
varianza (\sigma) y de error (2\sigma/x) se indican en la
Tabla I adjunta.
(Invención)
Según otra realización de la invención, se
realizó un aparato de impregnación similar al descrito en el Ejemplo
1 anterior, excepto que la cámara de pulverización 40 se realizó
según la realización representada en las figuras 3 y 4 y la zona de
mezcla 5 consistía en este caso en solamente una cámara de mezcla 5a
antes de la cámara de mezcla 5b, en la que se soportaban cuatro
grupos superpuestos de barras 46.
Más particularmente, la cámara de pulverización
40 comprendía una inserción conformada 13 y tres inyectores 11, del
tipo de pasador estrangulado, que tenía una boquilla 12 soportada en
el interior de la misma cámara y que forma un ángulo \alpha igual
a unos 60º respecto al eje longitudinal del aparato.
Además, el aparato 1 incluía la zona de mezcla 5
y la cámara de secado 70 representada en la figura 1.
Los datos y las maneras de realizar el
procedimiento son los mismos del Ejemplo 1 anterior.
Los resultados de las pruebas de calorimetría
realizadas sobre las muestras impregnadas de una manera similar a la
que se describe en el Ejemplo 1 anterior se indican en la Tabla I
adjunta.
(Invención)
Según otra realización de la invención, se
realizó un aparato de prueba para introducir en continuo
dicumilperóxido líquido en gránulos hechos de polietileno de baja
densidad que comprende una cámara de pulverización 40 según la
realización representada en las figuras 3 y 4 y dos mezcladores
estáticos 37 colocados en serie uno después del otro, estando cada
uno de los mezcladores soportados en una respectiva cámara 5a_{1}
y 5a_{2} de la zona de mezcla 5 y una pluralidad de barras de
mezcla 46 colocadas después del último mezclador estático 37 alojado
en la cámara 5b de la zona de mezcla 5, tal como se representa en la
figura 11.
Cada cámara de pulverización estaba provista de
tres inyectores 11, del tipo de pasador estrangulado. Los datos y
las maneras de realizar el procedimiento son las mismas que en el
Ejemplo 1 anterior, excepto que el dicumilperóxido se pulverizó a
una frecuencia igual a unos 1400 golpes/min.
Después de la pluralidad de barras de mezcla 46
se prevé una cámara de secado, en la que se dejó que los gránulos
permanecieran un tiempo igual a 60 minutos.
Las muestras de polietileno impregnado obtenidas
a partir de este aparato de prueba se sometieron a pruebas de
exploración de calorimetría diferencial según los procedimientos
descritos en el Ejemplo 1 anterior.
Los resultados de las pruebas se indican en la
Tabla I adjunta.
(Invención)
Según otra realización de la invención, se
realizó un aparato de prueba tal como se describe en el Ejemplo 2
anterior, excepto por la presencia de un total de dos mezcladores
estáticos 37 colocados en serie después de la cámara de
pulverización 40 en las respectivas cámaras 5a_{1} y 5a_{2} de
la zona de mezcla 5, tal como se representa en la figura 11.
De una manera similar a los ejemplos anteriores,
las muestras obtenidas después de la impregnación se sometieron a
pruebas de exploración de calorimetría diferencial tal como se
describe en el Ejemplo 1 anterior. Los datos así obtenidos se
indican en la Tabla I.
(Invención)
Según otra realización de la invención, se
realizó un aparato de prueba que comprende una cámara de
pulverización 40 según la realización representada en las figuras 5
y 6, que incluye una inserción conformada 19 y tres inyectores 21
del tipo de pasador estrangulado estándar, soportados en el interior
de la cámara de pulverización 40 después de la inserción 19 en
paralelo con un eje longitudinal del aparato 1, una zona de mezcla 5
que comprende dos mezcladores estáticos 37 colocados en serie
después de la cámara de pulverización 40 en respectivas cámaras
5a_{1} y 5a_{2} y una pluralidad de barras de mezcla 46 alojadas
respectivamente en la cámara 5b de la zona de mezcla 5 y en la
cámara de secado 70 representada en la figura 1.
Los datos y las maneras de realizar el
procedimiento son las mismas que en el Ejemplo 1 anterior.
De una manera similar a los ejemplos anteriores,
las muestras impregnadas se sometieron a pruebas de exploración de
calorimetría diferencial según los procedimientos descritos en el
Ejemplo 1 anterior. Los resultados de las pruebas se indican en la
Tabla I.
(Invención)
Según otra realización de la invención, se
realizó un aparato de prueba que comprende una pluralidad de cámaras
de pulverización según la realización representada en las figuras 7
y 8, que incluye seis inyectores, del tipo de orificio, que tienen
respectivas boquillas soportados coaxialmente en el interior de las
cámaras de pulverización, una zona de mezcla que comprende dos
mezcladores estáticos soportados en serie en respectivas cámaras
5a_{1} y 5a_{2} colocadas después de las cámaras de
pulverización, una pluralidad de barras de mezcla alojadas después
de los mezcladores estáticos y una cámara de secado 70 similar a la
representada en la figura 1.
Los datos y las maneras de realizar el
procedimiento son las mismas que en el Ejemplo 1 anterior.
De una manera similar a los ejemplos anteriores,
las muestras impregnadas se sometieron a pruebas de exploración de
calorimetría diferencial según los procedimientos descritos en el
Ejemplo 1 anterior. Los resultados de las pruebas se indican en la
Tabla I.
A partir de un análisis de los datos indicados en
la Tabla I queda claro que los inyectores paralelos al eje
longitudinal del aparato permiten obtener una distribución
estadísticamente mejor de la sustancia en fase líquida entre los
gránulos que la disposición con inyectores inclinados.
Además, la presencia de dos mezcladores estáticos
en serie contribuye a mejorar la distribución estadística de la
sustancia en fase líquida entre los gránulos en particular en
conexión con las barras de mezcla (Ejemplos 1 y 5).
Respecto a las pruebas realizadas, se ha
detectado que la mejora citada anteriormente de la distribución
estadística de la sustancia en fase líquida entre los gránulos es
independiente del hecho de que se realice la etapa de absorción
final después de la etapa de secado. La etapa de absorción, de
hecho, solamente actuó para igualar la distribución de la sustancia
en fase líquida absorbida en cada gránulo de plástico.
El aparato y el procedimiento de la invención,
por lo tanto, permiten introducir aditivos de diferentes tipos en
los gránulos de plástico, obteniendo una distribución estadística de
los mismos aditivos entre los gránulos, lo cual es esencialmente
comparable con la de la técnica anterior, con la considerable
ventaja adicional de evitar de una manera substancialmente completa
la generación de polvo plástico, gracias a la exclusión de elementos
mecánicos en movimiento adaptados para provocar fricción entre los
propios gránulos.
DSC Medio [J/g] | Varianza | Error | |
Ej. 1 | 16,6 | 1,09 | 0,13 |
Ej. 2 | 16,5 | 1,55 | 0,19 |
Ej. 3 | 15,3 | 1,45 | 0,19 |
Ej. 4 | 13,9 | 1,31 | 0,19 |
Ej. 5 | 18,2 | 1,41 | 0,15 |
Ej. 6 | 21,2 | 2,10 | 0,20 |
Claims (32)
1. Procedimiento para introducir en continuo una
sustancia en fase líquida al interior de gránulos de plástico, que
comprende las etapas de.
a) suministrar un flujo substancialmente continuo
de dichos gránulos de plástico a por lo menos una cámara de
pulverización estática (40, 29);
b) pulverizar dicha sustancia en fase líquida
sobre los gránulos de plástico que fluyen por gravedad de una manera
substancialmente continua en el interior de dicha cámara de
pulverización (40, 29);
c) pasar por gravedad los gránulos parcial o
totalmente recubiertos por dicha sustancia en fase líquida dejando
de manera continua la cámara de pulverización (40, 29), a través de
medios de mezcla estáticos (6) soportados en por lo menos una cámara
de mezcla (5a, 5b) prevista después de dicha cámara de pulverización
(40, 29), para someter dichos gránulos a mezcla;
d) pasar por gravedad los gránulos mezclados así
obtenidos a través de una cámara de secado (70) durante un tiempo
suficiente para permitir una absorción substancialmente completa de
la sustancia en fase líquida por parte de los gránulos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha cámara de secado (70)
está prevista después de dicha zona de mezcla (5).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los gránulos de plástico
fluyen de una manera substancialmente continua a través de dichas
cámaras de mezcla (5a, 5b) y secado (70).
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha etapa de
pulverización de la sustancia en fase líquida se realiza mediante
una pluralidad de inyectores (11, 21, 34) soportados en el interior
de dicha cámara de pulverización (40, 29).
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
4, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de
pulverización se realiza mediante la nebulización de dicha sustancia
en fase líquida en una pluralidad de gotas que tienen un diámetro
medio comprendido entre 10 y 500 \mum.
6. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que dicha etapa de
pulverización se realiza mediante dichos inyectores (11, 21, 34)
mediante la inyección intermitente de la sustancia en fase líquida
con una frecuencia de inyección comprendida entre 500 y 2000
golpes/min y a una presión de inyección comprendida entre 100 y 300
bar.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
4, caracterizado por el hecho de que también comprende la
etapa de separar el flujo continuo de gránulos de plástico en una
pluralidad de corrientes que fluyen continuamente en respectivas
trayectorias de flujo definidas en el interior de la cámara de
pulverización (40, 29) encaradas con cada uno de dichos inyectores
(11, 21, 34).
8. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichas etapas
a)-d) se realizan a una temperatura comprendida
entre la temperatura de fusión en fase líquida y la temperatura
mínima entre la temperatura de ablandamiento del polímero que se ha
de impregnar y la temperatura en la que la sustancia en la fase
líquida empieza a deteriorarse térmicamente.
9. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichas etapas de
pulverización b) y mezcla c) se realizan en un periodo de tiempo
total comprendido entre 10 y 40 minutos y por el hecho de que dicha
etapa de secado d) se realiza en un periodo de tiempo comprendido
entre 30 y 90 minutos.
10. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha etapa c) de mezcla de
los gránulos se realiza mediante el paso por gravedad de los
gránulos parcial o totalmente recubiertos por dicha sustancia en
fase líquida a través de un mezclador estático (37) que comprende un
cuerpo central substancialmente piramidal (38) soportado mediante
una pluralidad de patas de soporte (39) a una distancia
predeterminada de la pared interna (41) de dicha cámara de mezcla
(5a, 5b), y una pluralidad de deflectores (49), que se extienden
entre dicha pared interna (41) y respectivas aberturas (42) para el
flujo de los gránulos definidos entre dichas patas de soporte (39),
estando adaptado dicho mezclador para desviar los gránulos que
fluyen en la zona central de dicha cámara de mezcla (5a, 5b) hacia
la zona periférica de la misma y los gránulos que fluyen en la zona
periférica de la cámara de mezcla (5a, 5b) hacia la zona central de
la misma.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
10, caracterizado por el hecho de que dicha etapa c) de
mezcla de los gránulos se realiza pasando por gravedad los gránulos
parcial o totalmente recubiertos mediante dicha sustancia en fase
líquida a través de medios de mezcla estáticos (6) que comprenden
una pluralidad de barras de mezcla (46).
\newpage
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado por el hecho de que dicha etapa c) de mezcla de
los gránulos se realiza pasando por gravedad los gránulos parcial o
totalmente recubiertos mediante dicha sustancia en fase líquida a
través de por lo menos dos grupos superpuestos de barras de mezcla
(46) colocadas substancialmente perpendiculares entre sí.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que también comprende la etapa de someter a los gránulos que salen
de la cámara de secado (70) a una etapa de absorción para igualar la
distribución de dicha sustancia en fase líquida en el interior de
cada uno de los gránulos de plástico.
14. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los gránulos están hechos
de plástico seleccionado entre el grupo que comprende: polietileno,
copolímeros etileno-propileno, terpolímeros
etileno-propileno-dieno, copolímeros
etileno-vinil acetato (EVA), poliésteres acrílicos
que incluyen grupos etileno-metil acrilato,
etileno-etil acrilato, etileno-butil
acrilato, y mezclas de los mismos.
15. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha sustancia en fase
líquida es una sustancia seleccionada entre el grupo que comprende:
agentes de reticulación, co-agentes de reticulación,
estabilizadores térmicos, estabilizadores de luz, estabilizadores de
tensión, estabilizadores UV, ayudas de procesamiento, lubricantes,
retardantes de llama, plastificadores, agentes nucleantes, aditivos
para resistencia a árbol de agua, y mezclas de los mismos.
16. Aparato (1) para introducir en continuo una
sustancia en fase líquida en gránulos de plástico, que comprende una
estructura de soporte adaptada para soportar en serie y en
alineación substancialmente vertical:
- una sección de alimentación (2) de los gránulos
de plástico provista de medios (3) para alimentar de una manera
substancialmente continua dichos gránulos a por lo menos una cámara
de pulverización (40, 29) provista de medios (10) para pulverizar
dicha sustancia en fase líquida sobre los gránulos de plástico;
- por lo menos una cámara de mezcla (5a, 5b) de
los gránulos de plástico parcial o totalmente recubiertos con dicha
sustancia que comprende medios de mezcla estáticos (6) soportados en
dicha cámara de mezcla (5a, 5b);
- por lo menos una cámara de secado (70) adaptada
para recibir una cantidad predeterminada de los gránulos de plástico
recubiertos con dicha sustancia en fase líquida;
caracterizado por el hecho de que dicha
por lo menos una cámara de pulverización (40, 29) comprende una
pluralidad de canales (14a-14c;
20a-20c; 32) que definen respectivas trayectorias de
flujo de los gránulos en el interior de dicha por lo menos una
cámara de pulverización (40, 29), y por el hecho de que los medios
(10) para pulverizar dicha sustancia en fase líquida sobre los
gránulos de plástico comprenden una pluralidad de inyectores (11,
21, 34) angularmente desplazados entre sí, teniendo cada inyector
(11, 21, 34) una boquilla (12) soportada en el interior de uno de
dicha pluralidad de canales (14a-14c;
20a-20c; 32).
17. Aparato (1) según la reivindicación 16,
caracterizado por el hecho de que los medios (3) para
suministrar de una manera substancialmente continua dichos gránulos
comprenden por lo menos una válvula de dosificación (8) soportada
después de un tanque de almacenamiento (9) de los gránulos.
18. Aparato (1) según la reivindicación 16,
caracterizado por el hecho de que dichos inyectores (11, 21,
34) forman un ángulo (\alpha) comprendido entre 90º y 45º con un
eje longitudinal de la cámara de pulverización (40).
19. Aparato (1) según la reivindicación 16,
caracterizado por el hecho de que dichos inyectores (11, 21,
34) se extienden paralelos a un eje longitudinal a la cámara de
pulverización (40, 29).
20. Aparato (1) según la reivindicación 19,
caracterizado por el hecho de que dichos inyectores (11, 21,
34) están soportados en el interior de dicha por lo menos una cámara
de pulverización (40).
21. Aparato (1) según la reivindicación 16,
caracterizado por el hecho de que dicha pluralidad de canales
(14a-14c; 20a-20c; 32) están
definidos en el interior de dicha por lo menos una cámara de
pulverización (40) mediante una inserción conformada (13, 19).
22. Aparato (1) según la reivindicación 21,
caracterizado por el hecho de que dichos canales
(14a-14c) son abiertos y están formados axialmente
en dicha inserción (13), y por el hecho de que dichos inyectores
(11) están orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en
fase líquida en el interior de dichos canales abiertos
(14a-14c) en contracorriente al flujo continuo de
los gránulos.
23. Aparato (1) según la reivindicación 21,
caracterizado por el hecho de que dichos canales
(20a-20c) son cerrados y están formados axialmente
en dicha inserción (19), y por el hecho de que dichos inyectores
(21) están orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en
fase líquida en el interior de dichos canales cerrados
(20a-20c) en contracorriente al flujo continuo de
los gránulos.
\newpage
24. Aparato (1) según la reivindicación 23,
caracterizado por el hecho de que dichos canales cerrados
(20a-20c) comprenden porciones de extremo
troncocónicas (22, 23) opuestas.
25. Aparato (1) según la reivindicación 16,
caracterizado por el hecho de que dichos canales (32) están
definidos en respectivos conductos (30) que se extienden entre dicha
sección de alimentación (2) y dicha cámara de mezcla (5a, 5b) de los
gránulos.
26. Aparato (1) según la reivindicación 25,
caracterizado por el hecho de que dichos conductos (30)
comprenden una primera porción (31) que forma un ángulo (\beta)
comprendido entre 30º y 60º con el eje longitudinal del aparato (1),
una segunda porción (32) substancialmente paralela al eje
longitudinal del aparato (1) y una tercera porción (33) que forma un
ángulo (\gamma) comprendido entre 30º y 60º con el eje
longitudinal del aparato (1), y por el hecho de que dichos canales
(32) están definidos mediante dicha segunda porción (32).
27. Aparato (1) según la reivindicación 16,
caracterizado por el hecho de que cada uno de dichos
inyectores (34) tiene una boquilla (35) respectiva soportada
coaxialmente en el interior de dichos canales (32).
28. Aparato (1) según la reivindicación 27,
caracterizado por el hecho de que dichos inyectores (34)
están orientados de tal manera que pulverizan la sustancia en fase
líquida al mismo tiempo que el flujo continuo de los gránulos.
29. Aparato (1) según la reivindicación 16,
caracterizado por el hecho de que dichos medios de mezcla
estáticos (6) comprenden por lo menos un mezclador estático
(37).
30. Aparato (1) según la reivindicación 29,
caracterizado por el hecho de que dicho por lo menos un
mezclador estático (37) comprende un cuerpo central substancialmente
piramidal (38) que tiene respectivas caras (44), estando provisto
dicho cuerpo central (38) de una pluralidad de aletas de desviación
(43) que sobresalen de cada una de dichas caras (44) y que están
soportadas por una pluralidad de patas de soporte (39) a una
distancia predeterminada desde una pared interna (41) de dicha
cámara de mezcla (5a, 5b), y una pluralidad de deflectores (49) que
se extienden entre dicha pared interna (41) y respectivas aberturas
(42) para el flujo de los gránulos definidos entre dichas patas de
soporte (39).
31. Aparato (1) según la reivindicación 16,
caracterizado por el hecho de que dichos medios de mezcla
estáticos (6) comprenden una pluralidad de barras de mezcla
(46).
32. Aparato de impregnación (1) según la
reivindicación 31, caracterizado por el hecho de que dichos
medios de mezcla estáticos (6) comprenden por lo menos dos grupos
superpuestos de barras de mezcla (46) dispuestas substancialmente
perpendiculares entre sí.
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