ITBO940244A1 - Procedimento di trasformazione dei plastisoli ed apparecchiatura per l'esecuzione del procedimento. - Google Patents

Abstract

Il procedimento per trasformare dei plastisoli e la relativa apparecchiatura, che prevedono l'impiego di una unità di trasformazione (2) per l'avanzamento dei plastisoli, prevedono l'attuazione di una prima fase operativa di regolazione differenziata della temperatura nelle zone di transito dei plastisoli entro l'unità di trasformazione (2), una seconda fase di alimentazione continua dei plastisoli entro quest'ultima, una terza fase di avviamento e regolazione dell'avanzamento entro la medesima unità di trasformazione (2) ed una quarta fase di degasaggio dei plastisoli nell'ambito della stessa unità di trasformazione (2), inoltre è prevista una quinta fase in cui l'avanzamento dei plastisoli entro l'unità di trasformazione (2) avviene dopo l'innesco dell'alimentazione dei plastisoli la quale viene attuata con velocità proporzionale alla velocità di avanzamento dei plastisoli entro l'unità di trasformazione (2).(FIG. 2).

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: PROCEDIMENTO DI TRASFORMAZIONE DEI PLASTISOLI ED APPARECCHIATURA PER

L'ESECUZIONE DEL PROCEDIMENTO.

La presente invenzione concerne un procedimento di trasformazione dei plastisoli ed una relativa apparecchiatura per l’esecuzione del procedimento.

Come è noto alcuni tipi di PVC, la cui dimensione dei grani risulta particolarmente ridotta, possono essere mescolati intimamente con i plastificanti per formare, a temperatura ambiente, paste più o meno viscose talora denominate “plastisoli". Nel caso in cui queste paste vengono ottenute mediante miscela di PVC con solventi o diluenti volatili, che esplicano la funzione di regolatori di viscosità, esse prendono il nome di "organiseli'.

E' altresì noto che il PVC ed i plastificanti non sono gli unici costituenti dei plastisoli. In effetti esiste una gamma infinita di plastisoli le cui proprietà dipendono non soltanto dal tipo di resina impiegato, ma anche dalle caratteristiche di altri componenti che realizzano le materie prime ausiliarie del PVC, quali ad esempio stabilizzanti, cariche, pigmenti, diluenti ed agenti di inspessimento. I plastificanti una volta mescolati al PVC in polvere agiscono da mezzi disperdenti per la resina e conferiscono flessibilità al prodotto finito. Gli stabilizzanti risultano indispensabili nella maggior parte della applicazioni al fine di evitare che la pasta degradi termicamente nel corso della fase di gelificazione. Gli stabilizzanti sono generalmente composti inorganici od organici di metalli quali piombo, stagno e cadmio. Le cariche sono in genere dei prodotti minerali aggiunti ai plastisoli allo scopo di abbassarne il costo per sostituzione parziale del PVC, ma anche per migliorarne ed accrescere alcune caratteristiche quali, ad esempio, maggiore ininfiammabilità, migliore resistenza alla deformazione a caldo, riduzione dell 'autoaderenza degli oggetti finiti, che risultano molto plastificati, in corso di stoccaggio.

Per quanto concerne poi i procedimenti di trasformazione dei plastisoli essi sono riassumibili, i primi in: spalmatura, stampaggio immersione, pistolatura ed i secondi concernono l'ottenimento di PVC espanso o schiuma di PVC. Il procedimento di spalmatura consiste nel ricoprire di plastisoli con l'uso di opportuni utensili (quasi sempre coltelli o speciali spatole), supporti diversi quali ad esempio fogli di carta, film di materiali sintetici, tessuti in fibre naturali o sintetiche. Questa tecnica di trasformazione è la più diffusa e rappresenta il settore di applicazione più importante per i plastisoli di PVC. Essa permette di ottenere una gamma assai estesa di prodotti finiti, ad esempio: finte pelli supportate o meno da tessuti, tessuti impermeabili, tovaglie, tendoni, cinghie di trasmissioni, nastri trasportatori, rivestimenti di tutti tipi.

Diversi sono i tipi di metodologie di stampaggio. Il procedimento di stampaggio prevede infatti :

- stampaggio in massa, che consiste nel versare il plastisol in uno stampo cavo, gelificandolo e successivamente raffreddandolo;

stampaggio cavo che consiste nel versare il plastisol in uno stampo preventivamente riscaldato e nell'eliminare successivamente l'eccesso di pasta non gelificata;

stampaggio rotazionale in cui gli stampi una volta riempiti di plastisol sono posti all'interno di un forno e vengono posti in rotazione simultanea attorno a due assi tra loro perpendicolari;

stampaggio per iniezione.

Il processo di trasformazione dei plastisoli per immersione prevede due tecniche; lo stampaggio per immersione ed il rivestimento per immersione. Lo stampaggio per immersione consiste nell'immei— gere nel plastisol stampi metallici o in porcellana che possono essere preriscaldati o no e nel lasciarveli per breve tempo. Dopodiché gli stampi vengono sollevati e si procede alla gelificazione dello strato che si è depositato sulla loro superficie. Il rivestimento per immersione risulta una tecnica utilizzata in tutti quei casi in cui si tratta di ricoprire di plastisol degli oggetti che rimarranno imprigionati nel rivestimento. Gli oggetti vengono immersi nel plastisol per un certo tempo sufficiente, poi vengono tolti, lasciati sgocciolare e lasciato gelificare e solidificare lo strato deposto di plastisol.

La tecnica di pistolatura si rivela economicamente valida quando si desideri proteggere degli oggetti dalla corrosione rivestendoli di un sottile strato di materia plastica. E' sufficiente polverizzare il plastisol sui pezzi da rivestire e gelificare il rivestimento ottenuto.

Per quanto concerne l'ottenimento di PVC espanso o schiuma di PVC esso si ottiene aggiungendo alla pasta degli agenti chimici gonfienti ovvero disciogliendo un gas inerte nel plastisol.

Da tutta questa trattazione si deduce che non esiste a tuttora una tecnica di trasformazione dei plastisoli per estrusione.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di

a disposizione un procedimento ed una apparecchiatura per l'esecuzione di tale procedimento con i quali sia possibile ottenere oggetti mediante estrusione di plastisDli.

Questo ed altri scopi ancora, vengono tutti raggiunti dal procedimento di trasformazione dei plastisDli in oggetto, il quale prevede il loro avanzamento entro una unità di trasformazione che costituisce l'apparecchiatura per l'esecuzione del procedimento di trasformazione dei plastisoli, la quale è costituita da almeno una coclea di estrusione all'interno della quale viene assicurato un processo di degasaggio dei plastisoli durante il loro procedimento di estrusione.

Le caratteristiche tecniche del procedimento e dell'apparecchiatura, secondo il suddetto scopo, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi degli stessi risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la figura 1 illustra schematicamente un impianto completo dotato dell'apparecchiatura in grado di eseguire il procedimento estrusione dei plastisoli in oggetto;

- la figura 2 illustra un particolare della apparecchiatura di cui a figura 1 e più precisamente illustra schematicamente e secondo una sezione assiale un particolare tipo di estrusore a due viti adatto ad eseguire il procedimento di estrusione dei plastisoli in oggetto ;

la figura 3 illustra schematicamente e secondo una sezione assiale un ulteriore particolare di cui alla figura 1 e precisamente una tramoggia di carico dei plastisoli dotata di forzatore verticale del plastisol.

Prima di iniziare a descrivere in maniera dettagliata il procedimento e l'apparecchiatura oggetto della presente invenzione, è utile introdurre le tecniche di trasformazione più comuni del PVC utilizzate fina ad ora.

E' noto che l'attrezzatura impiegata per l'estrusione delle composizioni a base di PVC allo stato di polvere o in granuli quindi allo stato di amalgama "secco", è di fatto costituita da una o più viti che ruotano all'interno di un cilindro riscaldato. Queste viti sospingono il materiale rammollito verso la filiera ove esso acquisisce la sua forma definitiva: tubi, lastre, profili vari, ecc.

Ora, non tutte le attrezzature di estrusione risultano adatte alla trasformazione del PVC, soprattutto quando si tratti di PVC rigido. In effetti in questo ultimo caso risulta indispensabile che il profilo delle parti in contatto con il PVC sia perfettamente fluidodinamico, in quanto occorre evitare qualsiasi ristagno o infiltrazione suscettibile di provocare una degradazione termica del materiale, che la vite abbia una lunghezza sufficiente ed il suo filetto, a passo costante e profondità variabile, sia trattato superficialmente e quindi indurito e progettato in modo tale da realizzare la perfetta omogeneizzazione del materiale ed il suo agevole avanzamento verso l'uscita, che il metallo con cui sono realizzate le viti sia in grado di resistere alla corrosione determinata dall'acido cloridrico eventualmente emesso dal PVC. Inoltre il sistema di regolazione della temperatura deve essere molto preciso. In particolare gli estrusori a più viti assicurano una migliore omogeneizzazione del materiale e la loro produzione oraria risulta più regolare rispetto a quella degli estrusori ad una vite sola.

Tra le tecniche di estrusione ci sono anche quelle relative alla estrusione-soffiaggio di flaconi e corpi cavi ottenuta estrudendo un tubolare di materiale allo stato pastoso caldo e plastico all'interno di uno stampo le cui pareti interne sono raffreddate. Il prodotto si ottiene insufflando aria nel tubolare racchiuso all'interno dello stampo. Sempre nell'ambito delle tecniche di estrusionesoffiaggio esiste la tecnica di estrusione-soffiaggio di films che consiste nell'estrudere un tubo calibrato che viene trascinato verticalmente oppure orizzontalmente e che viene rigonfiato mentre è ancora allo stato viscoso mediante aria insuflata attraverso il siluro della filiera. La figura o bolla così ottenuta è di fatto un cilindro cavo, il cui diametro corrisponde ad uno spessore del film ben determinato.

Per trasformare il PVC in films o in fogli rigidi o flessibili si fà passare una composizione a base di PVC tra una serie di successiva di cilindri o rulli riscaldati che ruotano a diverse velocità, assicurando così il mescolamento del materiale per frizione. Lo spessore del prodotto ottenuto viene regolato agendo sullo scartamento dei cilindri stessi.

Altri tipi di tecniche di trasformazione del PVC prevedono lo stampaggio per iniezione, per iniezione-soffiaggio, termoformatura, pressatura e l'impiego delle polveri a base di PVC. In particolare, per quanto riguarda questa ultima tecnica di trasformazione si vuole evidenziare il fatto che mescolando secondo formulazioni appropriate determinati tipi di PVC con diversi coadiuvanti si possono ottenere polveri asciutte impiegabili per il rivestimento di oggetti metallici attraverso la tecnica dell' "immersione in letto fluido" ovvero per "pistolatura elettrostatica".

Dunque, come possiamo osservare, tutte queste tecniche di trasformazione mediante estrusione prevedono di lavorare una composizione di PVC allo stato "asciutto" cioè pulvurolento anche se contenente liquidi, mentre altre tecniche di lavorazione sono utilizzate per lavorare mescole di PVC allo stato "fluido" cioè i plastisoli.

L'oggetto dell'invenzione è quindi proprio la trasformaiione in granuli di un plastisolo attraverso l'uso di una tecnica tipica delle trasformazioni delle mescole “asciutte".

A tale proposito si descrive ora dettagliatamente la tecnica di estrusione utilizzata, appunto, per i plastisoli.

Conformemente alle figure allegate, il procedimento di estrusione secondo la presente invenzione prevede la trasformazione mediante la tecnica di estrusione dei plastisoli i quali devono avere caratteristiche chimico-fisiche di un certo tipo: essi devono presentare assenza di grumi, assenza di umidità, assenza di bolle di aria, una buona dispersione del colorante in essi mescolato, un buon grado di scorrevolezza ed un invecchiamento minimo di almeno 1£ ore circa.

L'impianto od attrezzatura per eseguire il procedimento in oggetto è indicata nel suo insieme con 1 e consta di una unità di trasformazione 2 all'interno della quale viene fatto avanzare il plastisol che viene, a sua volta, alimentato alla unità di trasformazione 2 mediante una tramoggia 3, ad asse verticale. L'attrezzatura 1 è dotata altresì di un gruppo motore 4 cinematicamente collegato ad un gruppo riduttore 5 a sua volta cinematicamente collegato ad un giunto di trasmissione 6 mediante un gruppo di ingranaggi e cuscinetti reggispinta schematicamente illustrati in figura 1 ed indicati nel loro complesso con 7. L'unità di trasformazione 2 è costituita da una coclea 8 a più viti 9 come ben visibile in figura 2. La coclea 8 come visibile in figura 1 è racchiusa all'interno di un cilindro 10 dotato di rispettivi mezzi riscaldatori non illustrati di tipo noto e da rispettivi mezzi di raffreddamento 11. Anche le viti 9 della coclea 8 dispongono di rispettivi mezzi di raffreddamento indicati, in figura 1, con 12.

In conformità con la presente invenzione l'unità di trasformazione 2 è dotata di rispettivi organi di degasaggio 13 illustrati schematicamente in figura 1 ed indicati con 14 e 15. Più in particolare gli organi di degasaggio 13 sono illustrati in figura 2 dove è visibile un raccordo di collegamento 14, assialmente forato ed in grado di mettere in comunicazione l'interno della coclea B con i mezzi di degasaggio 15. Tali mezzi 15 sono illustrati schematicamente in figura 1 e sono costituiti da una pompa 15 in grado di creare vuoto all'interno della coclea 8 o più precisamente, in grado di generare un certo grado di depressione all'interno della coclea 8. La coclea 8 è dotata di una bocca di estrusione o filiera 16, schematicamente illustrata in figura 2. In tale figura la coclea di estrusione 8 è dotata di una coppia di viti 9 a passo differenziato. Il passo d'elica delle viti 9 varia assialmente diventando sempre più ridotto a partire dalla zona di alimentazione e andando verso la filiera 16. Più precisamente e con riferimento alla figura 2 la coclea 8 potrebbe ad esempio presentare una conformazione delle proprie viti 9 definita da tre tratti a passo diverso. Un primo tratto indicato con 17 a largo passo per il trascinamento del plastisol, un secondo tratto 18 a passo ridotto rispetto al primo in corrispondenza del quale avviene la prima fase di compressione del plastisol ed un terzo tratto 19, a passo ridotto rispetto al secondo, in corrispondenza del quale avviene la seconda fase di compressione del plastisol. Gli organi di degasaggio 13 operano in corrispondenza della zona della coclea 8 in cui le sue viti 9 variano il loro passo. Più precisamente come illustrato in figura 2 gli organi di degasaggiD 13 sono disposti ed operano nella coclea 8 in corrispondenza della sua zona in cui le viti 9 passano dal loro secondo tratto 18 al terzo tratto 19 in cui il rapporto di compressione è circa 1:5. Per quanto concerne la tramoggia di carico dei plastisoli essa è costituita da una speciale tramoggia 3 ad asse verticale come visibile in figura 3. Tale tramoggia 3 è dotata al suo interno di un forzatore verticale 20 mosso da rispettivi mezzi motori 21.

Per quanto concerne il procedimento di trasformazione dei plastisoli, i quali vengono fatti avanzare all'interno e lungo l'unità di trasformazione 2, in particolare all'interno della coclea 8, esso comprende una prima fase, estremamente critica, di regolazione rigorosa della temperatura in ogni zona della unità di trasformazione 2, compresa la coclea 8 con le sue viti 9 ed il cilindro 10. A tale proposito, la coclea 8 è provvista di vari termostati, indicati in figura 1 con 22 ed ai quali sono asserviti i mezzi di riscaldamento ed i mezzi di raffreddamento 11 e 12, atti a mantenere costante ad un valore prefissato la temperatura delle viti 9 della coclea 8.

Quindi è prevista una seconda fase di alimentazione dei plastisoli all'interno dell'unità di trasformazione 2 mediante la tramoggia 3. Poi è prevista una terza fase di avviamento e di regolazione dell'avanzamento dei plastisoli entro l'unità di trasformazione 2. Infine è prevista una quarta fase di degasaggio dei plastisoli nell'ambito dell'unità di trasformazione 2 ad opera degli organi 13. L'attuazione di questa fase, come ben visibile in figura 2, è prevista tra la seconda e la terza vite 9 della coclea 8, ovvero al termine della prima compressione e prima della seconda ed ultima compressione cui vengono sottoposti i plastisoli. Ciò consente di variare la densità dei plastisoli stessi prima dell'ultima loro fase di compressione. Osservando ancora la figura 2, la fase di degasaggio viene attuata sostanzialmente a metà dello sviluppo della coclea 8.

Successivamente a queste quattro fasi essenziali è prevista una quinta fase nella quale l'avanzamento dei plastisoli entro l'unità di trasformazione 2 avviene dopo l'innesco, ovvero dopo l'inizio, della seconda fase, o fase di alimentazione dei plastisoli stessi all'unità di trasformazione 2 medesima. In questo modo la fase iniziale di avanzamento dei plastisoli all'interno dell'unità di trasformazione 2 non genera disomogeneità nella massa di plastisoli stessi in quanto la coclea 8 inizia a ruotare ed a far avanzare la massa di plastisoli quanto la sua prima vite 9 è già impeganta nella massa stessa.

Per meglio omogeneizzare il tutto, e, in particolare, i plastisoli entro e lungo l'unità di trasformazione 2, la velocità con cui i plastisoli vengono alimentati dalla tramoggia 3 all'unità di trasformazione 2 è proporzionale alla velocità di avanzamento dei medesimi plastisoli entro e lungo l'unità di trasformazione 2. In questo modo si evita la generazione di cavità o zone con minore densità oppure, al contrario, di zone con maggiore densità entro la massa di plastisoli alimentata all'unità di trasformazione 2 a seconda che la velocità di alimentazione sia minore o maggiore della velocità di avanzamento.

Per garantire ulteriormente la omogeneizzazione della massa di plastisoli all'interno dell'unità di trasformazione 2, i plastisoli vengono alimentati dalla tramoggia 3 a quest'ultima con continuità.

L'invenzione così concepita raggiunge quindi pienamente gli scopi che si è prefissa, prove sperimentali in stabilimento hanno dimostrato la perfetta fattibilità ed esecuzione di questa nuova tecnica e metodologia di trasformazione mediante estrusione anche dei plastisoli, L'invenzione, ovviamente, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo, Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di trasformazione dei plastisoli, del tipo prevedente il loro avanzamento entro una unità di trasformazione, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi operative: - una prima fase di regolazione differenziata della temperatura nelle zone di transito dei plastisoli entro detta unità di trasformazione; - una seconda fase di alimentazione dei plastisoli entro detta unità di trasformazione; - una terza fase di avviamento e regolazione dell'avanzamento entro detta unità di trasformazione; - una quarta fase di degasaggio dei plastisoli nell'ambito di detta unità di trasformazione.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che successivamente a detta quarta fase è prevista una quinta fase in cui detto avanzamento dei plastisoli entro l'unità di trasformazione avviene dopo l'innesco di detta alimentazione dei plastisoli.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la velocità di detta alimentazione dei plastisoli è proporzionale alla velocità di detto avanzamento entro l'unità di trasformazione.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta alimentazione dei plastisoli avviene in continuo.
5. 5. Apparecchiatura per l'esecuzione del procedimento di trasformazione dèi plastisoli, caratterizzata dal fatto di essere costituita da una unità di trasformazione (2) comprendente almeno una coclea di estrusione (8) cui è associata almeno una tramoggia (3) di carico attraverso la quale vengono alimentati i plastisoli ed una bocca di estrusione o filiera (16), nonché organi di degasaggio (13) connessi a detta coclea (8) ed atti a variare la densità di detti plastisoli entro detta coclea (8).
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detta coclea (8) è costituita da una pluralità di elementi a vite (9) a passo differenziato, detto passo diminuendo nella zona compresa fra detta tramoggia di alimentazione (3) e detta bocca di estrusione o filiera (16).
7. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detta coclea (8) è costituita da una pluralità di elementi a vite (9) a passo differenziato e che detti organi di degasaggio (13) sono posizionati in corrispondenza della zona della detta coclea (8) in cui detti elementi a vite (9) variano il proprio passo.
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detti organi di degasaggio (13) sono posizionati in coerispondenza sostanzialmente a metà dello sviluppo di detta coclea (8).
9. 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto, che detta coclea di estrusione (8) è dotata di almeno un primo tratto di trasporto (9) presentante un primo passo, un secondo tratto di prima compressione (9) presentante un secondo passo ridotto rispetto al primo passo, ed almeno un terzo tratto di seconda compressione (9) presentante un terzo passo ridotto rispetto al secondo.
10. 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 ed in cui detta coclea di estrusione (8) presenta organi di degasaggio (13), caratterizzata dal fatto che detti organi di degasaggio (13) sono posizionati fra detto secondo tratto (9) e detto terzo tratto (9) di detta coclea di estrusione (8).
11. 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che fra detto secondo tratto (9) e detto terzo tratto (9) di detta coclea di estrusione (8) il rapporto di compressione è di circa 1:5.
12. 12. Apparecchiature secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti elementi a vite (9) sono dotati di termostati (22).
13. 13. Procedimento di trasformazione dei plastisoli ed apparecchiatura per l'esecuzione del procedimento di trasformazione dei plastisoli secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.