ITPO20110003A1 - Nuovo sistema industriale di stampaggio a freddo di materiali termoplastici ad altissima carica e relativi impianti di miscelazione e stampi. - Google Patents
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Description
Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo : “Nuovo sistema industriale di stampaggio a freddo dì materiali termoplastici ad altissima carica e relativi impianti di miscelazione e stampi ” a nome di :
Descrizione
1 sistemi tradizionali di trasformazione dei materiali termoplastici sono caratterizzati da una preventiva fusione o rammollimento del polimero per procedere successivamente alla loro forzatura, in forme diverse attraverso processi di stampaggio ad iniezione, estrusione attraverso filiera di formatura, calandratura, stampaggio a compressione ecc. seguiti da un rapido processo di raffreddamento per l’ottenimento dei vari prodotti finiti, risulta evidente che il consumo energetico incide in modo determinante sui costi di produzione.
1 materiali termosensibili, quali polimeri, sostanze organiche ed inorganiche utilizzate come cariche, rinforzi o modificanti che sono alterabili nelle loro caratteristiche chimico fisiche ed estetiche a temperature superiori agli 80°, diventano impossibili da processare secondo i tradizionali sistemi di trasformazione.
Nella realizzazione di materiali termoplastici compositi caricati e/o rinforzati, secondo i processi tradizionali di trasformazione sopra descritti, vi è un limite tecnologico nell’addizione del contenuto dei filler identificabile in circa il 75÷85% nel caso di materiali inorganici e di 50÷60% di quelli organici.
Π sistema oggetto della presente invenzione si basa sul processo di stampaggio, senza ausilio di calore, di bulks (masse composite da stampaggio) in matrice termoplastica.
I bulks sono realizzati attraverso una miscelazione di polimeri e/o fibre e/o polveri di natura organica ed inorganica utilizzando solventi chetonici. La miscelazione avviene a temperatura ambiente (“a freddo”). I polimeri solubilizzati in chetoni assumono la funzione di legante e creano un legame fisico per adesione con le cariche, mantenuto ed esaltalo prima e dopo il processo di stampaggio, che avviene per compressione in stampi traspiranti a ciclo di umidità e areazione continuo.
Il polimero solubilizzato, legante, rappresenta in percentuale sulla massa finita un valore compreso tra U30 % in volume o peso (meglio se 5÷15%) a seconda delle tipologie di filler (cariche) e delle caratteristiche che si vogliono ottenere) ottenendo cosi dei prodotti con cariche comprese tra 5% e 95% .
Il procedimento sfrutta la reazione che si sviluppa al contatto tra polimero termoplastico, solubilizzato in chetone, iper caricato (con fibre e/o polveri varie) e una miscela di acqua c aria che sviluppa un immediato indurimento del bulk durante la compressione in appositi stampi, della forma del prodotto finito che si vuole realizzare.
I tempi in indurimento del bulk sono valutabili in circa 1 minuto a spessori > di 1 cm; il processo risulta essere pertanto altamente produttivo.
tifi stampi sono realizzati in materiale traspirante (gessi sintetici speciali, allumino, leghe ferrose speciali) ad elevata resistenza alla compressione. Sono dotati di un doppio sistema interno di serpentine tubolari perforate, anziché circuito ricavato nello stampo stesso, che permette fumidificazionc c l'areazionc continua dello stampo, il flusso dell'aria c garantito da un impianto a compressione di aria, il flusso dell’acqua da una pompa a bassa pressione. Sullo stampo è posizionato un sistema di aspirazione dei residui liquidi/solidi di stampaggio. II sistema di espulsione dei pezzi stampati sfrutta la pressione di aria che si sviluppa durante la fase di stampaggio e che può essere variata dell'operatore addetto o per automatismo preimpostato.
11 Processo si suddivide in due fasi e prevede l'utilizzo di due macchinari principali :
1 Miscelazione:
Questa fase del processo prevede la miscelazione “a freddo’' dei polimeri disciolti in chetone con libre e/o polveri varie e/o additivi vari con l'ausilio di miscelatori meccanici con bracci a coclea o a sigma.
La percentuale di solvente chetonico varia tra l÷25% (meglio se 7÷13 %) a seconda della tipologia di polimeri e bulk da stampaggio che si vuole realizzare.
La percentuale di polimeri termoplastici varia tra 1÷25% (meglio se 5÷I 5 %) a seconda della tipologia di bulk da stampaggio che si vuole realizzare.
Una volta ottenuto il bulk, esso viene avviato con sistema di trasporto caricamento manuale o automatico alla seconda fase finalizzata allo stampaggio.
(vedi disegno 1 sistema miscelazione).
2 Processo di stampaggio
11 bulk ottenuto per miscelazione, nelle quantità necessarie, viene posizionato o da operatore o da sistema di caricamento automatico aH’interno dello stampo ad umidità ed arcazione continua, e pressato. L’espulsione dell'elemento stampato avviene per pressione di aria, quindi si procede, in modo manuale o automatizzato, all' estrazione.
Gli elementi stampati necessitano di essere disposti in ambiente arcato aperto o chiuso, non esposto al sole, per 24 - 48 oppure passati in tunnel di aria ventilata a temperatura ambiente o riscaldata
(vedi disegno 2 stampi)
VANTAGGI DELLA PRESENTE INVENZIONE
La presente invenzione e la tecnologia correlata permettono di ottenere i seguenti vantaggi rispetto ai sistemi convenzionali finora utilizzati:
• Risparmio energetico in quanto il processo è a realizzato a freddo sia nella fase di realizzazione del bulk sia per lo stampaggio con pressa verticale per compressione.
11 consumo di energia elettrica c assolutamente inferiore rispetto ad un impianto tradizionale, in quanto i piani della pressa non necessitano di essere riscaldati.
• Semplificazione deirimpianto ed abbattimento significativo della gestione dei costi se paragonati a sistemi tradizionali per la produzione di pannelli o tcrmoformati. • Ottenimento di sistemi compositi ad altissima carica
• Ottenimento di caratteristiche elettriche c meccaniche ed estetiche molto più performanti dei sistemi polimerici caricati tradizionali, (caricati 95% Fibra carbonio o altre cariche speciali quali polveri di minerali o fibre naturali).
• Possibilità di stampare materiali termosensibili e/o facilmente degradabili già a temperature medie (polveri di poliuretani espansi da riciclo, scarti da agricoltura polverizzati, microsfere cave di alleggerimento, etc.).
• ESEMPI
Esempio 1 Preparazione di un sistema polimerico ad alta carica in matrice EPS (polistirolo espanso) da recupero con polvere di poliuretano espanso da recupero, finalizzato alla realizzazione di elementi per imballaggio.
Secondo il presente esempio, viene realizzata una miscela di EPS (polistirolo espanso) da riciclo c polvere di poliuretano espanso da recupero (es. da frigoriferi post consumo) in percentuali variabili dei due componenti in intervalli da 0 a 100%. Tale miscela , su base 100, c costituita da 10 parti di EPS (da riciclo), 10 parti di acetone e 80 parti di Polvere di poliuretano espanso da recupero. Tali polveri subiscono una prima miscelazione a secco con macchinario adeguato. Nella prima fase l’EPS viene disciolto nel chctone (acetone) nel rapporto 1 :1. successivamente la resina così ottenuta viene miscelata, con l'ausilio di macchinario adeguato con sistema a sigma o a coclea miscelante, con la polvere di poliuretano espanso da recupero ottenendo in pochi minuti un bulk (massa da stampaggio). Il bulk così ottenuto viene stampato con l'ausilio di una pressa a compressione, dolala di stampo a umidità e areazione costante, nella forma di angolari di protezione per imballaggi. Otteniamo quindi degli angolari per imballaggio a medio peso specifico (0.5 kg/dm3), dotati di ottima stabilità dimensionale e modulo a compressione pari a MPa 180.
Esempio 2 - Preparazione di un sistema polimerico ad alta carica in matrice KPS (polistirolo espanso) da recupero con polvere di poliuretano espanso da recupero - EPS (polistirolo espanso) da riciclo a basso peso specifico, finalizzalo alla realizzazione di pannelli frcsabili per arredamento e/o profilati decorativi per edilizia.
Secondo il presente esempio, viene realizzata una miscela di EPS (polistirolo espanso) da riciclo e polvere di poliuretano espanso da recupero in percentuali variabili dei due componenti in intervalli da 0 a 100%. Tale miscela , su base 100, è costituita da 15 parti di EPS (da riciclo), 15 parti di acetone e 70 parti di Polvere di poliuretano espanso da recupero. Tali polveri e/o fibre subiscono una prima miscelazione a secco con macchinario adeguato. Nella prima fase l’EPS viene disciolto nel chctone (acetone) nel rapporto 1 : 1, successivamente la resina così ottenuta viene miscelata, con l'ausilio di macchinario adeguato con sistema a sigma o a coclea miscelante, con la polvere di poliuretano espanso da recupero (cs. macinato da pannelli per isolamento da post consumo) ottenendo in pochi minuti un bulk (massa da stampaggio).
11 bulk così ottenuto viene stampato con l'ausilio di una pressa a compressione, dotata di stampo a umidità e areazione costante, profilalo per realizzare pannelli di dimensione 90 cm x 60 cm x 2 em. Otteniamo quindi dei pannelli a medio peso specifico (0.6 kg/dm3), dotati di ottima stabilità dimensionale, modulo a compressione pari a MPa 270, modulo a flessione pari a 730 N/mm2 .
Esempio 3 - Preparazione di un sistema polimerico ad alta carica in matrice EPS (polistirolo espanso) da recupero con cascami di fibre di canapa (residui polverizzati di pianta della canapa) - EPS (polistirolo espanso) da riciclo a basso peso specifico, finalizzato alla realizzazione di sagomati e contenitori per agricoltura.
Secondo il presente esempio, viene realizzata una miscela di EPS polistirolo espanso (da riciclo), residui polverizzati pianta canapa e cascami di fibre corte di canapa in percentuali variabili dei tre componenti in intervalli da 0 a 100%. Tale miscela , su base 100. è costituita da 10 parti di EPS (da riciclo). 10 parti di acetone e 60 parti di residui polverizzati di pianta di canapa, 20 parti cascami di fibre corte di canapa. Tali polveri e/o fibre subiscono una prima miscelazione a secco con macchinario adeguato. Nella prima fase il EPS viene disciolto nel chetone (acetone) nel rapporto 1 :1, successivamente la resina così ottenuta viene miscelata, con l'ausilio di macchinario adeguato con sistema a sigma o a coclea miscelante, con i cascami di fibre di canapa e i residui polverizzati di pianta di canapa, ottenendo in pochi minuti un bulk (massa da stampaggio).
Il bulk così ottenuto viene stampato con l'ausilio di una pressa a compressione, dotata di stampo a umidità e areazione costante, profilato per realizzare contenitori e/o sagomati per uso in agricoltura. Otteniamo quindi degli clementi a medio peso specifico (0.7 kg/dm3), dotati di ottima stabilità dimensionale, modulo a compressione pari a MPa 270, modulo a flessione pari a 2200 Mpa.
Esempio 4 - Preparazione di un sistema polimerico ad alta carica in matrice ABS con polveri e fibre di carbonio - ABS. finalizzato alla realizzazione di elementi ad elevata conducibilità elettrica.
Secondo il presente esempio, viene realizzata una miscela di ABS e Polveri e fibre di carbonio da riciclo in percentuali variabili dei tre componenti in intervalli da 0 a 100%. Tale miscela , su base 100. è costituita da 10 parti di EPS (da riciclo), 10 parti di acetone c 60 parti di polvere di fibra di carbonio 100 micron , 20 parti di fibre di carbonio 6 min. Tali polveri e/o fibre subiscono una prima miscelazione a secco con macchinario adeguato. Nella prima fase l'ABS viene disciolto nel chetone (acetone) nel rapporto 1 : 1, successivamente la resina così ottenuta viene miscelala, con l'ausilio di macchinario adeguato con sistema a sigma o a coclea miscelante, con le polveri e le fibre di carbonio, ottenendo in pochi minuti un bulk (massa da stampaggio).
Il bulk così ottenuto viene stampato con l'ausilio di una pressa a compressione, dotata di stampo a umidità c areazione costante, profilato per realizzare elementi a barretta ad alta conducibilità. Otteniamo quindi degli clementi dotati di ottima conducibilità elettrica con valori di resistività di supcrfìce <= 3 ohm.
Esempio 5 Preparazione di un sistema polimerico ad alla carica in matrice SMMA con polveri di marmo e pietra - SMMA, finalizzato alla realizzazione di elementi decorativi ad elevata estetica .
Secondo il presente esempio, viene realizzata una miscela di SMMA e miscele di polveri di marmo o pietra in percentuali variabili dei due componenti in intervalli da 0 a 100%. Tale miscela . su base 100, è costituita da 10 parli di EPS (da riciclo), 10 parti di acetone e 80 parti di miscele di polveri di marmo o pietra. Tali polveri subiscono una prima miscelazione a secco con macchinario adeguato. Nella prima fase l’SMMA viene disciolto nel chetone (acetone) nel rapporto 1 :1, successivamente la resina così ottenuta viene miscelata, con l'ausilio di macchinario adeguato con sistema a sigma o a coclea miscelante, con miscele di polveri di marmo o pietra, ottenendo in pochi minuti un bulk (massa da stampaggio).
Il bulk così ottenuto viene stampato con l’ausilio di una pressa a compressione, dotata di stampo a umidità e areazione costante, profilato per realizzare cornici e/o tozzetli e/o mattonelle per uso edilizia o arredamento. Ottenendo degli elementi ad altissima estetica e del tutto simili ad elementi lapidei naturali anche per le caratteristiche morfologiche.
Claims (9)
- Rivendicazioni dell' invenzione industriale dal titolo: “Nuovo sistema industriale di stampaggio a freddo di materiati termoplastici ad altissima carica e relativi impiantì di miscelazione e stampi” a nome di : Rivendicazioni 1 . Processo Fisico a freddo per lo stampaggio di bulks (masse da stampaggio) di materiali compositi in matrice composta da polimeri termoplastici solubili in chetoni, caricati con fibre in genere e/o polveri in genere. I bulks (masse da stampaggio) ottenuti per miscelazione con chetoni vengono processati per compressione in stampi a contenuto costante di aria e umidità che interagiscono con le matrici polimeriche solubi lizzate favorendo un rapido processo di indurimento delle massa.
- 2. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui lo stampaggio dei bulks (masse da stampaggio) avviene per compressione in stampi specifici dotati di sistema di dosaggio di aria e acqua in modo costante e controllato .
- 3. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui la realizzazione della miscela dei materiali di base per la produzione dei bulks è composta da matrici polimeriche termoplastiche di tipo PS - ABS - SAN - PC - PVDF - SMMA ed altri solubili in chetoni nella percentuale compresa tra 5% - 20% della massa complessiva
- 4. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui le cariche in forma di fibre in genere o polveri in genere sono comprese tra 80% - 95% della massa complessiva.
- 5. Processo secondo le rivendicazioni I-2-3-4 in cui viene realizzato un elemento sagomato ad uso imballaggio composto da matrice unica in polimero termoplastico solubile in chetone caricato con polvere di poliuretano espanso da riciclo/recupero.
- 6. Processo secondo le rivendicazioni L -2-3-4 in cui viene realizzato un elemento pannellare per vari usi in arredamento composto da matrice unica in polimero termoplastico solubile in chetone caricato con polvere di poliuretano espanso da ricìclo/recupero.
- 7. Processo secondo le rivendicazioni I -2-3-4 in cui viene realizzato un elemento di marmo, pietra sintetica composto da matrice unica in polimero termoplastico solubile in chetone caricato con polveri selezionate di marmo, pietre o argille cotte.
- 8. Processo secondo le rivendicazioni 1 -2-3-4 in cui viene realizzato un elemento ad alta conducibilità elettrica composto da matrice unica in polimero termoplastico solubile in chetone caricato con polveri e fibre di carbonio.
- 9. Processo secondo le rivendicazioni 1 -2-3-4 in cui viene realizzato un elemento di legno agglomerato composto da matrice unica in polimero termoplastico solubile in chetone caricato con farine e fibre di Canapa. Lino. Lolla di riso, scarti da produzioni agricole in genere.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| IT000003A ITPO20110003A1 (it) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Nuovo sistema industriale di stampaggio a freddo di materiali termoplastici ad altissima carica e relativi impianti di miscelazione e stampi. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITPO20110003A1 true ITPO20110003A1 (it) | 2012-09-16 |
Family
ID=43977300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT000003A ITPO20110003A1 (it) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Nuovo sistema industriale di stampaggio a freddo di materiali termoplastici ad altissima carica e relativi impianti di miscelazione e stampi. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITPO20110003A1 (it) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2606324A1 (fr) * | 1986-07-26 | 1988-05-13 | Toto Ltd | Procede de fabrication de moules poreux pour ceramiques |
| WO1993009927A1 (en) * | 1991-11-21 | 1993-05-27 | Versi-Corp. | Cold molding process |
-
2011
- 2011-03-15 IT IT000003A patent/ITPO20110003A1/it unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2606324A1 (fr) * | 1986-07-26 | 1988-05-13 | Toto Ltd | Procede de fabrication de moules poreux pour ceramiques |
| WO1993009927A1 (en) * | 1991-11-21 | 1993-05-27 | Versi-Corp. | Cold molding process |
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