ITMI20002231A1 - Particolari compositi in resina espansa sinterizzata e relativo procedimento di produzione - Google Patents
Particolari compositi in resina espansa sinterizzata e relativo procedimento di produzione Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE
Il presente trovato riguarda particolari compositi in resina espansa sinterizzata e relativo procedimento di produzione.
Come è noto, le resine espanse sotto forma di perle sinterizzabili, in particolare per quanto concerne il polistirene, sono ormai da anni utilizzate per i più svariati impieghi. Più in particolare, fra le altre applicazioni, esse vengono impiegate laddove sia necessario un buon isolamento termico con pesi dei manufatti contenuti.
Per combinare le caratteristiche di leggerezza e di isolamento termico con delle buone caratteristiche meccaniche, negli ultimi anni sono stati concepiti e realizzati particolari in resina espansa sinterizzata, particolarmente polistirene, accoppiati con film termoformati; questi particolari sono generalmente conosciuti con il termine di accoppiati.
L’accoppiamento tra le fasi espanse e i film avviene generalmente per saldatura, nel caso particolare in cui le due fasi siano costituite da resine aventi la medesima matrice chimica, oppure per incollaggio.
La solidarietà tra le due fasi conferisce ai manufatti delle buone caratteristiche meccaniche. Inoltre, sui lati rivestiti dal film, i manufatti hanno una buona resistenza all’abrasione, all’usura e alla penetrazione, in modo crescente con l’aumentare dello spessore del film.
Questi particolari trovano impiego soprattutto ove si voglia garantire un buon isolamento termico e una buona resistenza meccanica, con peso contenuto. Le applicazioni tipiche sono: contenitori per alimenti, pannelli per edilizia, particolari per sistemi di refrigerazione e condizionamento
Per quanto riguarda i procedimenti di produzione, sono diffusi diversi tipi in particolare per quanto riguarda i particolari per cui l'unione tra la fase espansa sinterizzata e il film avviene per incollaggio, l'operazione di assemblaggio possa essere svolta manualmente o in modo automatizzato .
Le resine espanse vengono sinterizzate nelle tradizionali macchine di stampaggio, il cui principio di funzionamento è quello di realizzare la sinterizzazione tramite apporto di vapore.
Per quanto riguarda invece i particolari per cui l'unione tra la fase espansa e il film avviene per saldatura, i procedimenti di tipo noto sono sostanzialmente di due tipi.
Un primo tipo prevede la saldatura del film contestualmente alla sinterizzazione delle perle di resina espansa. Questo procedimento prevede la collocazione del film in uno dei due semistampi delle macchine da stampaggio delle resine espanse, la successiva realizzazione del ciclo di stampaggio e, infine, la fase di scarico dei pezzi finiti dalla macchina.
La fase di stampaggio è composta essenzialmente dalle seguenti sottofasi:
- iniezione delle perle di resina espansa nella camera di stampaggio definita dal coniugamento dei semistampi e dalla presenza del film;
- sinterizzazione delle perle e contestuale loro saldatura al film, mediante apporto di vapore;
- raffreddamento, mediante apporto di acqua nebulizzata sul lato interno dei semistampi.
Un secondo tipo di procedimento noto prevede invece la saldatura tra film e resina espansa successivamente alla fase di sinterizzazione di quest'ultima. Le fasi del procedimento sono le seguenti:
- sinterizzazione della porzione in resina espansa;
- collocazione del film con la porzione in resina espansa sinterizzata; - fase di saldatura tra il film e la porzione in resina espansa sinterizzata;
- fase di scarico dei pezzi finiti dalla macchina.
La fase di saldatura comprende essenzialmente le seguenti sottofasi: - apporto di vapore (che fornisce il calore necessario per la saldatura); - raffreddamento, mediante apporto di acqua nebulizzata sul lato interno dei semistampi.
Dal punto di vista funzionale le macchine per lo stampaggio di tipo noto sono essenzialmente composte da due semistampi, di cui l'uno è fisso e l'altro è mobile, al fine di consentire la chiusura e l’apertura dei semistampi. I semistampi sono sostanzialmente composti da una struttura cava, detta campana, comprendente una parete sagomata che definisce la forma dei pezzi e pareti che hanno una sola funzione strutturale. La parete sagomata presenta una molteplicità di fori che consentono il passaggio di vapore di aria tra l'interno della campana e la camera di stampaggio definita dal coniugamento dei due semistampi.
I particolari in resina espansa sinterizzata sopra descritti risentono tuttavia di alcuni inconvenienti.
Infatti, un solo tipo di resina espansa molto spesso non riesce a soddisfare contemporaneamente e in modo ottimale diversi requisiti (isolamento termico, caratteristiche meccaniche, resistenza all'abrasione e alla penetrazione, leggerezza, eccetera) tipici delle più comuni applicazioni.
Ad esempio, il polistirene ha un minimo di conducibilità termica (pertanto, un massimo di efficacia in termini di isolamento termico) intorno ad una densità di 30-35 g/1. D'altra parte, a queste densità, il polistirene ha scarse caratteristiche meccaniche ed è molto cedevole.
Inoltre, per soddisfare talune caratteristiche meccaniche e tecnologiche, quali ad esempio resistenza alla trazione e alla compressione, resistenza alla penetrazione e all'abrasione, vengono compromesse altre caratteristiche meccaniche come la resilienza e l'elasticità.
Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare particolari compositi in resina espansa sinterizzata in cui le caratteristiche di isolamento termico e di leggerezza dei particolari stessi si concilino con buone caratteristiche meccaniche e di resistenza all'abrasione.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare particolari in resina espansa sinterizzata che abbiano una buona elasticità, coniugata a buone caratteristiche meccaniche e tecnologiche, in termini di resistenza alla compressione, resistenza all'abrasione e resistenza alla penetrazione.
Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare particolari compositi in resina espansa sinterizzata che siano particolarmente adatti come pannelli per l'edilizia, pannelli isolanti per applicazioni di sistemi di raffreddamento a pavimento e particolari per sistemi di riscaldemento e condizionamento.
Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento per la realizzazione di particolari compositi in resina espansa sinterizzata.
Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare particolari compositi in resina espansa sinterizzata e relativo procedimento di realizzazione, che siano di elevata affidabilità, di relativamente semplice realizzazione ed a costi competitivi.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un particolare composito in resina espansa sinterizzata, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo e un secondo strato in resina espansa sinterizzata, fra loro accoppiati e solidali, e un film atto ad essere disposto a contatto della superficie superiore di detto secondo strato in resina espansa sinterizzata.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, del particolare composito secondo il trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui l’unica figura illustra in vista in sezione trasversale un particolare composito secondo il presente trovato.
Con riferimento quindi all’unica figura, il particolare composito secondo il presente trovato, globalmente indicato dal numero di riferimento 1, comprende un primo strato in resina espansa sinterizzata, 2, e un secondo strato in resina espansa sinterizzata, 3, accoppiato al primo strato mediante saldatura a caldo. Un film superficiale 4 è disposto sul secondo strato 3 di resina espansa sinterizzata.
Il primo e il secondo strato 2 e 3 di resina espansa sinterizzata possono essere costituiti dalla medesima resina espansa a diverse densità oppure da due resine espanse diverse, ma aventi la medesima base chimica.
A titolo di esempio, uno strato può essere in polipropilene, l'altro in copolimero di polipropilene e polietilene.
Le resine espanse particolarmente adatte per la realizzazione del particolare composito secondo il trovato sono: polistirene, polipropilene, polietilene, copolimeri aventi come base i polimeri sopra citati.
Il film 4 può essere costituito dalla medesima resina che costituisce, in fase espansa, gli strati 2 e 3, oppure può essere costituito da un materiale qualsiasi ma comprendente in corrispondenza del lato destinato ad essere accoppiato con il secondo strato in resina espansa 3, un opportuno primer che ne consenta la saldatura con il secondo strato in resina espansa 3.
Il fatto di poter disporre di due strati in resina espansa 2 e 3 con caratteristiche molto diversificate permette di conferire al particolare composito 1 proprietà meccaniche, tecnologiche, fisiche che non sono conciliabili nel caso di accoppiate semplici ad un solo strato di resina espansa.
In sostanza, il particolare composito secondo il trovato e costituito da un doppio strato di resina espansa sinterizzata con un film superficiale per conferire una finitura superficiale ottimale.
Il particolare composito 1 realizzato in resina espansa sinterizzata è ottenibile mediante il seguente procedimento.
Utilizzando una macchina per stampaggio di tipo convenzionala dotata di due semistampi, vengono seguite le seguenti fasi:
in primo luogo viene collocato il primo strato in resina espansa sinterizzata 2 in uno dei due semistampi della macchina per stampaggio e quindi i due semistampi vengono chiusi.
Viene poi eseguito un ciclo di sinterizzazione del secondo strato 3 in resina espansa con contestuale saldatura del secondo strato sul primo strato.
Il composito parziale così ottenuto viene poi sformato da uno dei due semistampi e il film 4 viene collocato sul seraistampo libero, e i due semistarapi vengono poi chiusi.
Segue infine un ciclo di saldatura del film 4 con lo strato adiacente in resina espansa 3.
Anche se la superficie superiore del secondo strato 3 non è piana, il film 4 può essere piano e subire la formatura definitiva contestualmente alla sua saldatura con uno strato adiacente 3 in resina espansa, tramite l'azione del calore, fornito dal vapore, e della pressione di chiusura dei semistampi .
Nel caso di impiego di polistirene espanso, è possibile realizzare il primo strato in resina espansa 2 con una elevata densità (ad esempio 70-80 g/1), per garantire buone caratteristiche meccaniche e tecnologiche, e il secondo strato 3 con una densità ottimale per un isolamento termico, ad esempio pari a 30-35 g/1. In questo caso si può ottenere, mediante il particolare composito secondo il trovato, una struttura ad elevate prestazioni sia in termini di isolamento termico, sia in termini .di caratteristiche meccaniche e tecnologiche.
Inoltre, in molte applicazioni può rendersi necessario conferire particolari compositi buone caratteristiche di elasticità contemporaneamente a buone caratteristiche in termini di resistenza all'abrasione e alla penetrazione.
In questi casi, è possibile realizzare lo strato 3 con una resina espansa costituita da un polimero o un copolimero con buone caratteristiche elastiche e il primo strato 2 con un polimero o un copolimero più rigido e con buone caratteristiche di resistenza all'abrasione e alla penetrazione.
Ad esempio, il secondo strato 3 potrà essere costituito da polistirene espanso a bassa densità o da un copolimero espanso di polistirene e polibutadiene, mentre lo strato 2 potrà essere costituito da polistirene espanso ad alta densità o da un copolimero espanso di polistirene e polifenilenossido .
Ancora, ad esempio, lo strato 3 potrà essere costituito da polipropilene espanso a bassa densità o da un copolimero espanso di polipropilene e polietilene, mentre lo strato 2 potrà essere costituito da polipropilene espanso ad alta densità.
Le applicazioni più tipiche per i particolari compositi secondo il trovato sono, come detto, pannelli per l'edilizia, pannelli isolanti per applicazioni in sistemi di raffreddamento a pavimento, particolari per sistemi di riscaldamento e condizionamento e simili.
Il particolare composito così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Particolare composito in resina espansa sinterizzata, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo e un secondo strato in resina espansa sinterizzata, fra loro accoppiati e solidali,,e un film atto ad essere disposto a contatto della superficie superiore di detto secondo strato in resina espansa sinterizzata.
- 2. Particolare composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo strato di resina espansa sinterizzata sono realizzati con resina espansa sinterizzata avente diverse densità.
- 3. Particolare composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo strato di resina espansa sinterizzata e detto film sono saldati a caldo fra di loro.
- 4. Particolare composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo strato di resina espansa sinterizzata sono composti da copolimeri aventi la medesima base chimica.
- 5. Particolare composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo strato di resina espansa sinterizzata hanno differenti caratteristiche elastiche.
- 6. Particolare composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la resina espansa che costituisce detto primo e secondo strato di resina espansa è scelta tra: polistirene espanso, polipropilene espanso, polietilene espanso o un copolimero avente come base detto polistirene espanso o detto polipropilene espanso o detto polietilene espanso.
- 7. Particolare composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto film è realizzato con la medesima resina di detto primo e secondo strato Θ.
- Particolare composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere, su una superficie di detto film atta ad essere rivolta verso detto secondo strato di resina espansa sinterizzata, per l'adesione ad esso un primer.
- 9. Procedimento per la realizzazione di particolari compositi secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi che consistono nel: - disporre un primo strato in resina espansa sinterizzata in un seraistarapo di una coppia di semistampi di una pressa di sinterizzazione; - chiudere detti seraistampi; - sinterizzare un secondo strato in resina espansa e saldare detto secondo strato a detto primo strato; - rimuovere da uno di detti semistampi il composito parziale così ottenuto; - collocare un film sul semistampo libero; - chiudere detti semistampi; e - saldare detto film con detto secondo strato in resina espansa, disposto ad esso adiacente.
- 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto film è piano e viene formato contestualmente alla saldatura di detto film con il secondo strato in resina espansa sinterizzata.
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