IT8968000A1

IT8968000A1 - Procedimento e apparecchiatura per la preparazione di una massa di materiale composito da stampaggio.

Info

Publication number: IT8968000A1
Application number: IT1989A68000A
Authority: IT
Inventors: Franco Chiesi; Re' Mario Da
Original assignee: Fiat Auto Spa
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-05-14
Also published as: IT1239007B; IT8968000A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento e apparecchiatura per la preparazione di una massa di materiale composito da stampaggio"

RIASSUNTO

Una massa di materiale plastico composito, particolarmente idonea per stampaggio a inietto-compressione, ? ottenuta preparando un tappeto di fibre impregnate nel materiale plastico costituente la matrice, ottenuto alimentando strati di materiale plastico di matrice e fibre tra superfici mobili di sopporto contrapposte avanzanti in sincronismo tra loro a diretto contatto con il materiale alimentato; si provoca quindi il distacco del tappeto di fibre impregnate cos? ottenuto dalle superfici mobili di sopporto e si sottopongono direttamente le fibre impregnate a compattazione per ottenere una massa compattata sostanzialmente priva di inclusioni d?aria.

Il procedimento consente di ottenere una massa iniettabile ad elevato contenuto di fibre idoneo per la produzione di articoli stampati ad elevata resistenza meccanica.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento e ad una apparecchiatura per la preparazione di una massa di materiale composito da stampaggio comprendente una matrice di materiale plastico in cui sono disperse fibre di rinforzo.

E' nota la preparazione di materiali compositi del tipo sopra citato in foglio, denominati SMC ("Sheet Molding Compound") ottenuti mediante preparazione di un tappeto o foglia di fibre di vetro impregnate in una matrice di materia plastica termoindurente di resina poliestere insatura. Il SMC ? preparato a guisa di sandwich tra due film di polietilene e il foglio ottenuto viene avvolto in rotoli per essere sottoposto a maturazione. Si ottiene cos? un materiale composito in foglio includente fino a 60? di fibre di vetro ed eventuali cariche, idoneo per lo stampaggio a compressione di articoli a medio-alta resistenza meccanica. La necessit? di ricorrere allo stampaggio a compressione, non essendo il materiale iniettabile, costituisce tuttavia uno svantaggio nell'.applicazione industriale di questo materiale composito.

Sono note masse di materiale composito utilizzabili per lo stampaggio a iniezione e inietto-compressione, denominate rispettivamente BMC ("Bulk Molding Compound") e KMC (marchio registrato) ("Kneaded Molding Compound"). Il BMC pu? contenere alte percentuali di fibre di vetro, le quali tuttavia sono di corta dimensione e frantumate a seguito del procedimento di preparazione, per cui il materiale non consente di ottenere elevate caratteristiche di resistenza meccanica. Il KMC, ottenuto mediante un processo di laminazione della pasta di resina termoindurente e fibre, tra rulli, che non causa la frantumazione delle fibre consente di ottenere una massa stampabile per inietto-compressione comprendente fibre relativamente lunghe con caratteristiche meccaniche migliorate rispetto al BMC. Uno svantaggio insito nel processo di preparazione del KMC risiede nell'impossibilit? di incrementare il contenuto di fibre a valori superiori a circa 20-25%.

Lo scopo della presente invenzione ? quello di fornire un procedimento che consenta di ottenere una massa di materiale composito idoneo per stampaggio a inietto-compressione avente un elevato contenuto di fibre relativamente lunghe e tale quindi da consentire l'ottenimento di articoli stampati idonei ad applicazioni in cui sono richieste resistenze meccaniche medio-alte.

Tale scopo viene raggiunto grazie ad un procedimento caratterizzato dal fatto che comprende le operazioni di preparare un tappeto continuo di fibre impregnate nella materia plastica di matrice, accumulare il materiale di fibre impregnate costituenti detto tappeto in una camera di compattazione e sottoporre a compattazione il materiale accumulato in detta camera in condizioni di deaereazione per ottenere una massa compattata sostanzialmente priva di inclusioni d'aria.

Per la preparazione in continua di detto tappeto si alimenta uno stratificato comprendente almeno due strati di materia plastica di matrice in pasta tra cui ? interposto uno strato di fibre tra superfici flessibili di trasporto avanzanti in sincronismo tra loro, disposte da parte opposta e a diretto contatto con il materiale alimentato ed atte ad esercitare una compressione di detto materiale per provocare l'impregnazione e la compattazione delle fibre nel materiale di matrice in forma di tappeto continuo.

Un ulteriore oggetto dell'invenzione ? costituito dall'apparecchiatura per l'attuazione del procedimento. Tale apparecchiatura ? caratterizzata dal fatto che comprende:

primi e secondi mezzi trasportatori a nastro flessibile senza fine, disposti secondo un percorso di trasporto che presenta almeno un ramo in comune, in cui le superfici dei rispettivi nastri sono tra loro affacciate,

- mezzi motori associati a detti trasportatori, atti a provocare l'avanzamento di detti nastri in sincronismo tra loro,

- mezzi di alimentazione atti ad alimentare in continuo uno stratificato di materia plastica in pasta e fibre tra le superfici affacciate di detti nastri,

- mezzi pressori associati alle superfici affacciate di detti nastri atti ad esercitare una pressione su detto stratificato per provocare l'impregnazione delle fibre nel materiale di matrice e la compattazione in forma di tappeto, mezzi per il distacco del materiale costituente il tappeto di fibre impregnato dalle superfici di detti nastri e - mezzi di compattazione atti a ricevere il materiale di fibre impregnate e a compattare detto materiale in forma di una massa sostanzialmente deaerata.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche del procedimento e dell'apparecchiatura secondo l'invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue effettuata con riferimento al disegno annesso, fornito a titolo di esempio non limitativo, in cui ? illustrato uno schema dell'apparecchiatura per l'attuazione del procedimento.

Con riferimento al disegno, un'apparecchiatura per l'attuazione del procedimento comprende essenzialmente una coppia di trasportatori 1 e 2 a nastro di trasporto senza fine 3 e 4. I nastri 3 e 4 sono disposti secondo percorsi di trasporto che presentano un ramo orizzontale in comune e sono dotati di superfici di trasporto lisce e flessibili, resistenti all'abrasione, ad esempio costituiti da un foglio di acciaio o teflon. Ciascun trasportatore ? provvisto di mezzi motori 5 e 6 in grado di comandare l'avanzamento dei nastri in sincronismo tra loro.

A ciascun nastro di trasporto sono associati, nel loro tratto di percorso comune, rulli di pressione 7 e 8 che consentono di esercitare una pressione predeterminata e regolabile sulle superfici dei nastri.

Con 9 e 10 sono indicati mezzi erogatori a racla che alimentano in continuo sulla superficie di ciascun nastro uno strato di pasta del materiale plastico di matrice. Con 11 ? indicata una taglierina che provvede all'alimentazione di fibre di vetro F sminuzzate nella dimensione desiderata sul nastro di trasporto 3 a valle, secondo il percorso di avanzamento del nastro, dell'alimentazione della pasta.

A seguito dell'avanzamento dei due nastri viene alimentato in continuo in un interspazio tra i due nastri affacciati, uno stratificato composto da un primo ed un secondo strato di pasta di materia plastica e uno strato di fibre sminuzzate. Tale stratificato ? sottoposto a compattazione a seguito dell'azione di pressione degli organo pressori 7 e 8 in modo da ottenere una completa impregnazione e miscelazione delle fibre nella pasta di materiale plastico di matrice. Al termine del ramo comune di trasporto sono disposti due rulli 5 e 12 a cui sono associati raschiatori 13 che provvedono al distacco del materiale dai nastri di trasporto.

Il materiale di fibre impregnate distaccato dai nastri di trasporto ? alimentato in continuo ad una camera di accumulo 14, costituita da un dispositivo a cilindro 16 e stantuffo 15 che viene azionato per causare la compattazione della massa di fibre impregnate accumulate nel cilindro con estrusione, con flusso a pistone, di una massa M compattata e sostanzialmente priva di inclusioni d'aria. La massa M, costituente il materiale composito da stampaggio viene quindi accumulata per essere eventualmente sottoposta a maturazione prima dell'impiego. La materia plastica costituente la matrice ? tipicamente resina poliestere insatura o resina epossidica. Le fibre F sono generalemente fibre di vetro che sono tagliate nelle dimensioni desiderate per azione della taglierina 11. Il procedimento consente di incorporare fino a 60% di fibre nella matrice di materia plastica e tali fibre non risultano deteriorate o sminuzzate dall'azione di compattazione svolta dai nastri di trasporto e relativi organi pressori e dall'azione di pressione esercitata sulla massa accumulata nella camera di compattazione.

Si ottiene cos? una massa che pu? essere utilizzata per inietto-compressione con ottenimento di articoli a medioalta- resistenza meccanica. Si intende che unitamente alle fibre di vetro potranno essere incorporati nel materiale altri componenti, usuali nella produzione di materiali compositi, quali in particolare cariche e altri materiali plastici.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la preparazione di una massa di materiale composito da stampaggio comprendente una matrice di materia plastica in cui sono disperse fibre di rinforzo, caratterizzato dal fatto che comprende le operazioni di preparare un tappeto continuo di fibre impregnate in detta materia plastica di matrice, accumulare il materiale di fibre impregnate costituenti detto tappeto in una camera di compattazione e sottoporre a compattazione il materiale accumulato in detta camera in condizioni di deaerazione per ottenere una massa compattata, sostanzialmente prive di inclusioni d'aria.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, per la preparazione di detto tappeto comprende le operazioni di alimentare in continuo uno stratificato comprendente almeno due strati di materia plastica di matrice in pasta tra cui sono interposte fibre di rinforzo, tra superfici flessibili di trasporto avanzanti in sincronismo tra loro da parte opposta e a diretto contatto con il materiale alimentato, ed atte ad esercitare una compressione di detto materiale per provocare 1'impregnazione e compattazione delle fibre nel materiale di matrice in forma di tappeto.
3. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che dette superfici flessibili di trasporto sono costituite da un primo e secondo trasportatore a nastro flessibile senza fine.
4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detta operazione di compattazione del materiale di fibre impregnate viene effettuata mediante estrusione del materiale con flusso a pistone.
5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detta materia plastica di matrice ? una resina poliestere insatura.
6. Apparecchiatura per la preparazione di una massa di materiale composito per stampaggio comprendente una matrice di materia plastica in cui sono disperse fibre di rinforzo, caratterizzata dal fatto che comprende: - primi e secondi mezzi di trasportatori (1, 2) a nastro flessibile senza fine (3, 4) disposti secondo percorsi di trasporto che presentano almeno un ramo in comune, in cui le superfici dei rispettivi nastri sono tra loro affacciate, mezzi motori (5, 6) associati a detti trasportatori, atti a provocare l'avanzamento di detti nastri in sincronismo tra loro, - mezzi di alimentazione (9, 10, 11) atti ad alimentare in continuo uno stratificato comprendente almeno due strati di materia plastica di matrice in pasta tra cui sono interposte fibre di rinforzo, tra le superfici affacciate di detti nastri, mezzi pressori (7, 8) associati alle superfici affacciate di detti nastri ed atte ad esercitare lana pressione su detti nastri per provocare l'impregnazione delle fibre nel materiale di matrice di detto stratificato per provocarne la compattazione in forma di tappeto, - mezzi per il distacco (5, 12, 13) del materiale costituente il tappeto di fibre impregnate dalla superficie di detti nastri, e mezzi di compattazione (15, 16) atti a ricevere il materiale di fibre impregnate e a compattare detto materiale in forma di massa sostanzialmente deaerata.
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di alimentazione comprendono un primo e secondo dispositivo a racla (9, 10) atti ad alimentare uno strato di pasta del materiale di matrice su detti nastri trasportatori e una taglierina (11) atta ad alimentare fibre sminuzzate su almeno uno di detti strati di materia plastica in pasta depositato su uno di detti nastri.
8. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 6 o 7, caratterizzata dal fatto che detti mezzi pressori comprendono una pluralit? di cilindri pressori a pressione regolabile.
9. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 a 8, caratterizzata dal fatto che detti nastri di trasporto comprendono una superficie di trasporto a nastro costituita da un foglio di acciaio o teflon.
10. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 a 9, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di compattazione comprendono un dispositivo a cilindro e stantuffo atto all'estrusione del materiale di fibre impregnate con flusso a pistone. Il tutto sostanzialmente come descritto e illustrato nei disegni annessi.