ITPD950078A1 - Metodo per la produzione di articoli in materiali polimerici reticola- ti espansi iniettati in stampo con controllo delle dimensioni finali - Google Patents

Abstract

Il presente trovato ha per oggetto un metodo per la produzione di articoli in materiali polimerici reticolati espansi il quale consiste, durante e/o dopo l'iniezione del materiale in stampo ad una o più impronte, nell'aprire uno sfogo nei canali di iniezione per far defluire il materiale sovrabbondante.

Description

"METODO PER LA PRODUZIONE DI ARTICOLI IN MATERIALI

RETICOLATI ESPANSI INIETTATI IN STAMPO CON CONTROLLO DELLE DIMENSIONI FINALI"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un metodo per la produzione di articoli in materiali polimerici reticolati espansi iniettati in stampo con controllo delle dimensioni finali.

Oggigiorno trovano sempre maggiore applicazione, per le loro caratteristiche di gommosità, leggerezza, elasticità, resistenza alle basse temperàture, resistenza a fattori atmosferici ed agli acidi, in vari campi di utilizzo prodotti ottenuti dalla copolimerizzazione di etilene e vinil acetato, am manente chiamati ÈVA.

Di particolare rilevanza è soprattutto la produzione di suole ed intersuole per scarpe (casual o sportive), galleggianti e boe, ruote per veicoli leggeri tipo carrozzine, nonché riempitivi per articoli sportivi,materiali isolanti antirumore ecc..

Gli articoli realizzati in copolimeri ÈVA (additivati con agenti reticolanti ed agenti espandenti che conferiscono al prodotto finito una struttura a cellule chiuse ed una densità che può variare tra i 0.1 e i 0.6 Km/dm ) sono ottenuti per iniezione in stampo chiuso.

La produzione di articoli in ÈVA, proprio per le caratteristiche sopra menzionate di tale materiale, comportano notevoli

tecnologiche.

Gli stampi per materiali convenzionali per la produzione di suole sono realizzati in scala 1:1 ottenendo suole finali con un margine di errore dimensionale molto piccolo da una suola all'altra (ciò vale anche per altri articoli).

Per l'EVA invece lo stampo è volumetricamente molto più piccolo (da 2 a 5 volte inferiore al volume finale) in quanto il prodotto di partenza ha densità all'incirca di 1 kg/dm3 e durante la fase di reticolazione nello stampo si sviluppano gas espandenti che all'atto della apertura portano il manufatto alle dimensioni finali.

Inoltre sono estremamente importanti e difficili da regolare una serie di parametri che influiscono sulla dimensione finale del prodotto quali la temperatura dello stampo, la quantità di materiale iniettato, la velocità di iniezione.

Con particolare riferimento alle figure 1 e 2 si descrive sinteticamente il procedimento oggigiorno adottato per ottenere articoli (nel caso specifico suole) in ÈVA.

La figura 1 in particolare illustra uno stampo A mantenuto chiuso da un attuatore B il quale definisce un'impronta C nella quale è iniettato, attraverso un canale D ed un iniettore E, l'EVA.

Prima di iniettare si deve fare all'interno dell'impronta C il vuoto aspirando l'aria attraverso il canale F dalla parte opposta all'iniettore E e a tal scopo molti stampi per l'EVA hanno, all'esterno dell’inpronta stessa, una guarnizione per favorire questa operazione.

Dopo l’iniezione l' impronta nello stampo, che è mantenuto caldo, viene tenuto chiuso per mezzo di uno spillo G che intercetta il canale di iniezione D permettendo il distacco dell'iniettore E, senza perciò avere la fuoriuscita incontrollata di materiale durante la fase di reticolazione, che dura per un tarpo che è funzione degli spessori e del tipo di materiale.

E ' altresì importante ricordare che durante la fase di reticolazione il materiale all'interno dello stampo aumenta la pressione man mano che gli espandenti si sviluppano.

L'ÈVA, a differenza delle materie termoplastiche, durante la fase di reticolazione incrementa nello stampo la pressione interna (effetto espandenti) , dando luogo a bave molto più sottili e di spessori centesimali, per cui i bordi dei semistampi che delimitano l'impronta devono essere precisi e realizzati in modo tale che la pressione specifica di chiusura sia la più elevata possibile.

Durante la fase di apertura dello stampo il materiale in esso contenuto si espande rapidamente aumentando il volume di varie volte in funzione delle sue caratteristiche del materiale.

Inoltre a stampaggio effettuato il manufatto caldo si trova in una situazione di instabilità e deformabilità dovuta alla elevata temperatura dei gas racchiusi nelle cellule abbinata alle caratteristiche fisico meccaniche del materiale, ed è in ragione di ciò fortemente influenzato dalle condizioni ambientali in cui viene posto.

A tale scopo oggigiorno si attua la precauzione di evitare sbalzi termici ambientali.

Il manufatto poi arrivando gradualmente a tarperàtura ambiente subisce un processo di ritiro che gli fa assumere una di intermedia fra quella dello stampo e quella che si verifica all'apertura.

Se invece il manufatto viene raffreddato velocemente fino alla temperatura ambiente il ritiro è inferiore a quello che si ha con il raffreddamento graduale.

Per ottenere quindi articoli che abbiano una certa costanza, a livello produttivo, dimensionale e di densità, è necessario regolare i parametri precedentemente citati in modo assai accurato.

le dimensioni dell 'impronta inoltre devono essere calcolate con precisione in relazione al peso specifico del composto prima dell'iniezione, alla densità del prodotto che vogliamo ottenere ed alla conformazione della figura e dei suoi spessori.

Ciò comunque obbliga, per una certa impronta, a far uso unicamente di materiale con le medesime caratteristiche, in particolare di espansione teorica, in funzione delle quali 1 'impronta è stata dimensionata.

Per quanto riguarda poi il dosaggio del materiale da iniettare, attualmente la vite a monte dell'iniettore plastificando il materiale retrocede nella sua sede tubolare fino ad una quota determinata denominata dosatura.

La vite ruotando carica una quantità di materiale uguale per tutti gli stampi e la dosatura avviene per differenza di quota durante l ’iniezione che viene effettuata per avanzamento della vite .

Essendo il composto in ÈVA sostanzialmente imprevedibile quanto comportamento, in relazione ai parametri sopra citati risulta evidente la difficoltà di ottenere prodotti con caratteristiche costanti.

Carpito principale del presente trovato è quello di mettere a punto un metodo che permetta di ottenere articoli in materiali polimerici reticolati espansi quali ÈVA o equivalenti il quale consenta di controllare le dimensioni finali e le eventuali bave influendo in maniera determinante sulle stesse.

In relazione al campito principale uno scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un metodo che renda stabile il prodotto finito e che consenta di lavorare senza problemi dimensionali e di sbavatura con stampi a molte impronte o con pezzi grossi.

Altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un metodo atto a facilitare la produzione industriale di articoli in materiali polimerici reticolati espansi.

Altro scopo è quello di mettere a punto un procedimento che consenta di ottenere le volute dimensioni finali degli articoli utilizzando anche materiali con espansione teorica diversa da quella su cui si è basato il dimensionamento delle impronte.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di aumentare la diffusione sul mercato di articoli in materiali polimerici reticolati espansi.

Il compito principale, gli scopi preposti ed altri scopi ancora che più chiaramente appariranno in seguito vengono raggiunti da un metodo per la produzione di articoli in materiali polimerici reticolati espansi che consiste, durante e/o dopo l'iniezione del materiale in stampo una o più impronte: nell' aprire uno sfogo nei canali di iniezione, per far defluire il materiale sovrabbondante.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del procedimento trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata delle sue fasi operative date in seguito a titolo indicativo ma non per questo limitativo della loro portata.

Nella descrizione delle summenzionate fasi operative si fa riferimento alle allegate tavole di disegni in cui;

la fig. 3 illustra uno stampo costruttivamente adeguato al metodo secondo il trovato, colto in una fase di iniezione;

la fig. 4 illustra lo stampo relativo alla figura 3 in una fase successiva di sfogo;

la fig. 5 illustra uno stampo relativo alla figura 3 in una fase di prelievo dell'articolo;

la fig. 6 è una vista schematica in sezione di un iniettore utilizzato per lo stampaggio .

Con particolare riferimento alle figure da 3 a 5 precedentemente citate, un metodo per la produzione di articoli tecnici in ÈVA consiste in una prima fase in cui in uno stampo 10, in questo caso ad un'impronta 11, viene realizzato il vuoto per aspirazione dell'aria attraverso un canale 12 opposto al canale di iniezione 13.

In questa fase uno spillo 14 atto ad intercettare, chiudendolo, il canale di iniezione 13 si trova in assetto tale da permettere il deflusso dell'aria dall'iniettore 15 e dell ' impronta 11.

In una successiva fase viene realizzata l'iniezione (fig. 3).

Alla fine della fase di iniezione l'iniettore 15 si distacca stampo 10 ed una parte del materiale 16, che è in fase di reticolazione , fuoriesce attraverso il canale di iniezione 13 che viene a costituire uno sfogo (fig. 4) .

In una ulteriore fase (fig. 5) , dopo un certo tarpo dal distacco dell' iniettore 15, lo spillo 14 viene fatto traslare a chiudere il canale di iniezione 13.

L ' apertura e la chiusura dello spillo 14 può essere vantaggiosamente determinata da temporizzatori o da trasduttori di pressione che rilevano la pressione del materiale all'interno dello stanpo.

In una variante del metodo può prevedere che prima del distacco dell'iniettore 15 lo spillo 14 venga portato a chiudere il canale di iniezione 13.

Successivamente, durante la reticolazione, viene azionata l'apertura e quindi la chiusura dello spillo 14 a far sfogare il materiale attraverso il canale di iniezione 13.

Il materiale sovrabbondante (che può essere anche solo qualche granino) viene fatto defluire dal canale di iniezione 13, che nella sua parte terminale è a sagoma lamellare, in modo che il materiale presente all'interno dell ’ impronta 11 non spinga verso l 'esterno oltre una determinata pressione evitando così di dar luogo a bave e garantendo la costanza dimensionale del prodotto finito (che dipende anche dalla pressione esistente entro lo stanpo 10 al momento dell ' apertura) .

Dopo una fase di messa a punto con un determinato stampo 10, determinato materiale e altre condizioni di inpiego preregistrate nei macchinari utilizzati nel pro cesso, è sufficiente predisporre un panello elettro nico, di tipo in sè noto e non illustrato nelle figure, oon i dati corrispondenti ad ogni cambio di stampo o materiale per ripristinare le condizioni di pro cesso.

Naturalmente lo sfogo del materiale potrà essere realizzato in qualsiasi altra maniera ad esempio per apertura e chiusura del canale 12 per il vuoto che è usualmente posto dalla parte opposta a quello di iniezione 13 o di un'altro sfogo posto nella parte opposta a quella di iniezione.

Potrà anche essere previsto più di uno sfogo.

Facendo ora riferimento alla figura 6 precedentemente citata, per quanto riguarda la dosatura del materiale precedente alla fase di iniezione, si esegue un caricamento di materiale per mezzo della vite di caricamento 17 dell'iniettore 15, fino ad una quota di posizionamento prefissata della camera tubolare 18 in cui la vite 17 è collocata.

Tale quota può essere fissa per tutti gli stampi.

Con l'ugello 20 dell'iniettore 15 chiuso dallo spillo 19 si preccuprime il materiale per tralazione della vite 17 (vedi freccia di fig. 6) ad una pressione simile a quella impostata per l'iniezione.

Dopo qualche secondo si rileva la quota e si comanda l'apertura dell'ugello 19. Per differenza di quote si esegue la dosatura chiudendo l’ugello e togliendo il comando di iniezione.

E' da mettere a questo punto in evidenza che oon la soluzione dello sfogo controllato nello stampo si ha la possibilità di costruire con un numero di inpronte maggiori rispetto a quelle normalmente usate Si ha inoltre la possibilità di usare un materiali di espansione diversa rispetto a quello che si era usato per il dimensionamento delle impronte ottenendo comunque articoli della dimensione finale richiesta.

Si osserva inoltre come il metodo secondo il trovato realizzi un controllo dimensionale e di densità delle caratteristiche degli articoli senza peraltro introdurre fasi che ne allungano i tempi di lavorazione e quindi i costi.

Il metodo così ottenuto è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre le sue fasi operative potranno essere variate con eltre tecnicamente equivalenti.

In pratica le attrezzature impiegate potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la produzione di articoli tecnici in polimerici reticolati espansi che consiste, durante e/o (topo 1 ' ini del materiale in stampo ad una o più impronte: nell' aprire uno sfogo nei canali di iniezione per far defluire il materiale sovrabbondante.
2. 2) Metodo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sfogo è costituito da un'apertura intercettata da almeno uno spillo di chiusura, detta apertura essendo situata dalla parte dell' iniettore o dalla parte opposta.
3. 3) Metodo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il tarpo di apertura è programmato.
4. 4) Metodo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il tempo è programmato in funzione della pressione che si vuole ottenere all' interno dello stampo.
5. 5) Metodo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno uno spillo è comandato in apertura e/o chiusura da trasduttori di pressione che rilevano la pressione all'interno dell ' impronta in cui è iniettato il materiale.
6. 6) Metodo come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti canali di iniezione sono nelle loro parti terminali lamellari.
7. 7) Metodo per la produzione di articoli tecnici in materiali polimerici reticolati espansi che consiste nel: - caricare il materiale nell'iniettore fino ad una quota prefissata di riempimento per tutti gli stampi; - con l'ugello di iniezione chiuso, comprimere il materiale ad una pressione uguale o paragonabile a quella impostata per l'iniezione e rilevarne la corrispondente quota di posizione della vite; - aprire l’ugello e durante la fase di iniezione eseguire la dosatura per differenza di quote.
8. 8) Metodo per la produzione di articoli in materiali polimerici reticolati espansi come ad una o più delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per quanto descritto in precedenza ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.