ITSV990001A1 - SHEET, PANEL, OR SIMILAR THERMOFORMABLE PLASTIC MATERIAL AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE SAME. - Google Patents
SHEET, PANEL, OR SIMILAR THERMOFORMABLE PLASTIC MATERIAL AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE SAME.Info
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Description
DESCRIZIONE dell'Invenzione industriale dal titolo: "Lastra, pannello, o simili di materia plastica termoformabile e metodo per la produzione degli stessi" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Sheet, panel, or similar of thermoformable plastic material and method for their production"
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
L'invenzione ha per oggetto una lastra, un pannello, o simili di materia plastica termoformabile che è costituito da una miscela di almeno un materiale termoplastico e di almeno una carica inerte, in particolare di tipo vegetale e/o naturale. The invention relates to a sheet, a panel, or the like of thermoformable plastic material which is constituted by a mixture of at least one thermoplastic material and at least one inert filler, in particular of vegetable and / or natural type.
Attualmente sono note delle lastre o dei pannelli di questo tipo che trovano largo uso nei più disparati campi applicativi. Tali lastre o tali pannelli hanno la caratteristica di essere termoformabili, ad esempio mediante stampaggio e sono costituiti da una miscela di materia plastica termoformabile e di almeno una carica inerte vegetale, come farina di legno, o simili. At present, plates or panels of this type are known which are widely used in the most disparate fields of application. Such plates or panels have the characteristic of being thermoformable, for example by molding and are constituted by a mixture of thermoformable plastic material and at least one inert vegetable filler, such as wood flour, or the like.
Le lastre di questo tipo hanno buone caratteristiche di termoformabilità ma presentano dei limiti per quanto riguarda la resistenza meccanica in special modo con riferimento al peso delle lastre stesse. All'atto della rottura o sotto stress dinamico, le lastre si rompono formando bordi relativamente affilati e schegge. Sheets of this type have good thermoformability characteristics but have limits as regards mechanical resistance, especially with reference to the weight of the sheets themselves. Upon breaking or under dynamic stress, the sheets break forming relatively sharp edges and splinters.
Per evitare questo comportamento, sono state adottate diverse misure come ad esempio,l'utilizzo di strutture d'armatura formate da fibre di altri materiali termoplastici o del medesimo materiale termoplastico, in particolare di materiali termoplastici compatibili per quanto riguarda il riciclo. To avoid this behavior, various measures have been adopted such as, for example, the use of reinforcement structures formed by fibers of other thermoplastic materials or of the same thermoplastic material, in particular of compatible thermoplastic materials as regards recycling.
Normalmente queste fibre, in particolare cosiddette fibre lunghe, vengono utilizzate sotto forma di Normally these fibers, in particular so-called long fibers, are used in the form of
mat , tessuti, tessuti non tessuti, reti, o simili che costituiscono strati che vengono accoppiati mediante compressione o laminazione od incollaggio alle lastre di materiale termoplastico con cariche granulari o di tipo farinoso. Tali accorgimenti sono costosi, richiedono ulteriori passi di lavorazione, limitano la riciclabilità ed incrementano il peso della lastra. mat, fabrics, non-woven fabrics, nets, or the like which constitute layers that are coupled by compression or lamination or gluing to the sheets of thermoplastic material with granular or floury-type fillers. These measures are expensive, require further processing steps, limit recyclability and increase the weight of the sheet.
L'invenzione ha per oggetto una lastra, un pannello, o simili del tipo descritto all'inizio che possa garantire una maggiore resistenza meccanica, un migliore comportamento alla rottura e limitati costi di produzione, mantenendo almeno inalterate le ulteriori caratteristiche di termoformabilità e di peso della lastra finita stessa. The invention relates to a slab, panel, or the like of the type described at the beginning which can guarantee greater mechanical strength, better breaking behavior and limited production costs, while maintaining at least the additional thermoformability and weight characteristics unchanged. of the finished plate itself.
L'invenzione consegue gli scopi su esposti grazie ad una lastra, un pannello, o simili del tipo descritto all'inizio, in cui la carica inerte è di tipo vegetale ed è costituita da fibre vegetali lunghe. The invention achieves the above objects thanks to a plate, a panel, or the like of the type described at the beginning, in which the inert filler is of the vegetable type and consists of long vegetable fibers.
Le fibre vegetali lunghe possono essere di tipologia omogenea oppure possono essere formate da una miscela di fibre vegetali lunghe di diversa tipologia. The long vegetable fibers can be of a homogeneous type or they can be formed by a mixture of long vegetable fibers of different types.
Le fibre vegetali lunghe possono essere omogenee per quanto riguarda la loro lunghezza entro prestabiliti campi. Long vegetable fibers can be homogeneous as regards their length within predetermined ranges.
L'omogeneità della lunghezza può essere limitata ad una sola tipologia, essendo in una eventuale miscela di fibre vegetali lunghe di diversa tipologia ciascuna tipologia prevista con una diversa prestabilita lunghezza, oppure l'omogeneità in lunghezza può essere estesa a tutte le tipologie di una eventuale miscela. The homogeneity of the length can be limited to a single type, being in a possible mixture of long vegetable fibers of different types each type provided with a different predetermined length, or the homogeneity in length can be extended to all the types of a possible blend.
Per quanto riguarda l'orientamento delle fibre vegetali, queste possono esseere orientate sostanzialmente parallelamente fra loro, almeno in parte. As regards the orientation of the vegetable fibers, these can be oriented substantially parallel to each other, at least in part.
In una eventuale miscela di diverse tipologie di fibre vegetali lunghe è anche possibile prevedere diversi orientamenti per ciascuna tipologia che sono sostanzialmente omogenei nell'ambito di ciascuna tipologia di fibra. In a possible mixture of different types of long vegetable fibers it is also possible to provide different orientations for each type which are substantially homogeneous within each type of fiber.
Le fibre vegetali possono anche essere previste con un orientamento disordinato e casuale. Plant fibers can also be provided in a disordered and random orientation.
Le fibre vegetali possono anche venire inizialmente orientate in modo disordinato ed essere almeno in parte orientate in modo ordinato all'atto della fabbricazione della lastra, ad esempio mediante estrusione per effetto della bocca d'estrusione stessa sulla miscela di materiale termoplastico e di fibre vegetali lunghe. The vegetable fibers can also be initially oriented in a disordered way and at least partly oriented in an orderly way during the manufacturing of the sheet, for example by extrusion by effect of the extrusion mouth itself on the mixture of thermoplastic material and long vegetable fibers. .
E' possibile prevedere anche che una parte delle fibre vegetali lunghe presenti un orientamento fra loro sostanzialmente parallelo, mentre la restante parte può presentare un orientamento disordinato oppure sostanzialmente parallelo, ma secondo una direzione trasversale alla prima parte di fibre. Ciò può essere realizzato sia con una sola tipologia di fibre vegetali lunghe che con miscele di fibre vegetali lunghe ed anche in modo tale che ciascuna tipologia di fibra assuma un orientamento diverso da quello delle fibre di altro tipo. It is also possible to provide that a part of the long vegetable fibers has an orientation substantially parallel to each other, while the remaining part can have a disordered or substantially parallel orientation, but according to a direction transversal to the first part of fibers. This can be achieved both with a single type of long vegetable fibers and with mixtures of long vegetable fibers and also in such a way that each type of fiber assumes a different orientation from that of the fibers of another type.
Grazie a questi accorgimenti è possibile ottenere lastre di materiale termoformabile con cariche vegetali inerti che presentano una notevole resistenza alle sollecitazioni meccaniche sia statiche che dinamiche, il tutto in combinazione con una riduzione di peso rispetto alle note lastre. Thanks to these expedients it is possible to obtain sheets of thermoformable material with inert vegetable fillers which have a considerable resistance to both static and dynamic mechanical stresses, all in combination with a weight reduction compared to known sheets.
Inoltre rispetto a lastre armate si ottengono anche eventualmente delle riduzioni di costi sia per quanto riguarda i materiali sia per quanto riguarda la fabbricazione. Furthermore, compared to reinforced sheets, cost reductions are also possibly obtained both in terms of materials and in terms of manufacturing.
Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che all'atto della rottura, nonostante si presenti sempre la formazione di venature con bordi relativamente affilati, le fibre lunghe contengono fino a certi livelli di sollecitazione la formazione di schegge, trattenendo le parti di lastra separate dalle venature fra loro A further advantage consists in the fact that at the time of breaking, although the formation of veins with relatively sharp edges always occurs, the long fibers contain the formation of splinters up to certain levels of stress, keeping the parts of the sheet separated from the veins between They
Con riferimento alla lunghezza, le fibre vegetali lunghe possono presentare lunghezze comprese fra 3 e 20mm, in particolare fra 5 e 12 mm, preferibilmente dell'ordine di 6 a 8 mm. With reference to the length, the long vegetable fibers can have lengths comprised between 3 and 20 mm, in particular between 5 and 12 mm, preferably of the order of 6 to 8 mm.
Quali fibre vegetali lunghe è possibile utìlizzare fibre vegetali come fibre di Sisal, Juta, Cocco, o simili o miscele di dette fibre. As long vegetable fibers it is possible to use vegetable fibers such as fibers of Sisal, Jute, Coconut, or the like or mixtures of said fibers.
Quali materiali termoplastici è possibile utilizzare una qualsivoglia materia plastica. In particolare è risultato vantaggioso l'utilizzo di materiali poliolefinici, in special modo di polipropilene, o simili. Any plastic material can be used as thermoplastic materials. In particular, the use of polyolefin materials, especially polypropylene, or the like, has proved to be advantageous.
Il contenuto di fibre vegetali lunghe nella miscela termoplastica può variare dal 30 al 50% in peso, mentre il contenuto di materia plastica dal 50 al 70 % in peso. The content of long vegetable fibers in the thermoplastic mixture can vary from 30 to 50% by weight, while the content of plastic material from 50 to 70% by weight.
La variazione della composizione ovviamente comporta una variazione delle caratteristiche di resistenza meccanica e del peso. The variation of the composition obviously involves a variation of the characteristics of mechanical resistance and of the weight.
Con una miscela comprendente circa 10 a 40% in peso di fibre vegetali lunghe e la restante parte di materia plastica, ad esempio polipropilene è possibile ottenere lastre con ottime caratteristiche di resistenza meccanica e con peso specifico minore dell'acqua, cioè lastre in grado di galleggiare. Ciò una notevole importanza, in particolare per quanto Ciarda il riciclo. Infatti, ad esempio nell'impiego come substrato per la realizzazione di pannelli di rivestimento di vetture, essendo i materiali di rivestimento generalmente non galleggianti, e spesso non compatibili, le lastre possono venire separate dai restanti materiali che formano il pannello di rivestimento proprio grazie al fatto che le stesse galleggiano. With a mixture comprising about 10 to 40% by weight of long vegetable fibers and the remaining part of plastic material, for example polypropylene, it is possible to obtain sheets with excellent characteristics of mechanical resistance and with a specific weight lower than water, i.e. sheets capable of to float. This is of considerable importance, especially as regards recycling. In fact, for example when used as a substrate for the production of car upholstery panels, since the cladding materials are generally non-floating and often incompatible, the sheets can be separated from the remaining materials that form the cladding panel thanks to the the fact that they float.
Ovviamente per ottenere la galleggiabilità il contenuto di fibre vegetali lunghe può variare a seconda delle caratteristiche fisiche della materia plastica compresa nella miscela e/o di altri componenti. Ciò può sicuramente influenzare anche le caratteristiche di resistenza meccanica. Obviously, in order to obtain buoyancy, the content of long vegetable fibers can vary according to the physical characteristics of the plastic material included in the mixture and / or of other components. This can certainly influence the mechanical resistance characteristics as well.
Una variante esecutiva della lastra secondo l'invenzione prevede che la stessa sia composta da una materia plastica termoformabile, da fibre inerti vegetali lunghe e da cariche minerali, preferibilmente, ma non esclusivamente sotto forma di polveri, come ad esempio talco, o simili. : An embodiment variant of the sheet according to the invention provides that it is composed of a thermoformable plastic material, of long inert vegetable fibers and mineral fillers, preferably, but not exclusively in the form of powders, such as talc, or the like. :
In presenza di cariche minerali, la miscela di cui è composta la lastra presenta la seguente composizione: Da 50 a 70% in peso di materia plastica termoformabile, da 0 a 20% in peso di carica minerale, in particolare talco e da 10 a 35% in peso di fibre vege--tali lunghe. In the presence of mineral fillers, the mixture of which the sheet is composed has the following composition: From 50 to 70% by weight of thermoformable plastic material, from 0 to 20% by weight of mineral filler, in particular talc and from 10 to 35 % by weight of vege - such long fibers.
Per quanto riguarda le caratteristiche della lastra, la miscela in oggetto risulta particolarmente vantaggiosa quando le cariche inerti minerali hanno un elevato grado di purezza. Utilizzando del talco come carica minerale inerte, è risultato vantaggioso prevedere gradi di purezza dello stesso di almeno 95%. As regards the characteristics of the sheet, the mixture in question is particularly advantageous when the inert mineral fillers have a high degree of purity. By using talc as an inert mineral filler, it was advantageous to provide purity degrees of the same of at least 95%.
Una ulteriore variante prevede che la miscela di cui è composta la lastra presenti anche una certa quantità di cariche granulari di fibre vegetali, o di cariche vegetali sotto forma di polvere io miscele delle stesse, come ad esempio in particolare farina di legno, o simili. A further variant provides that the mixture of which the plate is composed also contains a certain quantity of granular fillers of vegetable fibers, or of vegetable fillers in the form of powder or mixtures thereof, such as in particular wood flour, or the like.
In particolare la farina di legno o le vegetali granulate o sotto forma di polvere o le miscele delle stesse possono sostituire una parte delle fibre vegetali lunghe. In particular, wood flour or granulated or powdered vegetables or their mixtures can replace a part of the long vegetable fibers.
In particolare è possibile ottenere lastre con ottime caratteristiche meccaniche sostituendo con le dette cariche vegetali inerti sotto forma di farina, granulati o miscele delle stesse fino a 40% in peso del contenuto di fibre vegetali lunghe. In particular, it is possible to obtain plates with excellent mechanical characteristics by replacing with said vegetable fillers inert in the form of flour, granulates or mixtures thereof up to 40% by weight of the content of long vegetable fibers.
Quali farine di legno sono risultate vantaggiose le farine di faggio ed abete. In questo caso, il materiale non è eccessivamente costoso e non riduce eccessivamente le caratteristiche di resistenza meccanica della lastra. As wood flours, beech and fir flours have been found to be advantageous. In this case, the material is not excessively expensive and does not excessively reduce the mechanical strength characteristics of the sheet.
Con riferimento alla fabbricazione delle suddette lastre, il procedimento, prevede la preparazione di una miscela di polveri e/o granuli di materia plastica Con le fibre vegetali lunghe e con eventualmente se previsto le cariche inerti minerali e/o le cariche vegetali in polvere e/o granuli. La detta miscelazione ha luogo in un miscelatore di tipo usuale dopo la dosatura dei singoli componenti nelle quantità previste. La miscela viene quindi alimentata ad un gruppo di estrusione da cui, previo opportuno riscaldamento allo stato plastico, viene estrusa la lastra. With reference to the manufacture of the aforementioned plates, the process involves the preparation of a mixture of powders and / or granules of plastic material With the long vegetable fibers and possibly with inert mineral fillers and / or powdered vegetable fillers and / or or granules. Said mixing takes place in a mixer of the usual type after the dosage of the individual components in the quantities provided. The mixture is then fed to an extrusion unit from which, after suitable heating in the plastic state, the sheet is extruded.
I parametri di estrusione possono essere scelti vantaggiosamente in modo tale da consentire un certo orientamento preferenziale di almeno una parte delle fibre vegetali lunghe contenute nella miscela. Tale orientamento è causato dal processo di estrusione stesse e dagli effetti che provoca sulla materia. A seconda dei parametri di estrusione l'orientamento può essere sia incrementato che ridotto e ciò sia per quanto riguarda la percentuale di fibre che vengono orientate e/o la profondità nello spessore della lastra alla quale si verifica ancora l'effetto di orientamento. The extrusion parameters can be selected advantageously in such a way as to allow a certain preferential orientation of at least a part of the long vegetable fibers contained in the mixture. This orientation is caused by the extrusion process itself and by the effects it causes on the material. Depending on the extrusion parameters, the orientation can be both increased and reduced, and this is as regards the percentage of fibers that are oriented and / or the depth in the thickness of the sheet at which the orientation effect still occurs.
La lastra così ottenuta presenta una ottima resistenza meccanica in combinazione con una notevole riduzione di peso rispetto anche a lastre tradizionali che hanno analoghi comportamenti meccanici. The sheet thus obtained has an excellent mechanical resistance in combination with a considerable weight reduction compared to traditional sheets which have similar mechanical behaviors.
Tale riduzione di peso può con una adatta impostazione delle quantità dei singoli componenti addirittura conferire un peso specifico inferiore a quello dell'acqua mantenendo ottime le qualità di resistenza meccanica e con notevoli vantaggi dal punto di vista dei trattamenti di riciclaggio in particolare per quanto riguarda la separazione da altri materiali. Inoltre tale leggerezza è estremamente apprezzata e ricercata ad esempio in ambito automobilistico. This reduction in weight can, with a suitable setting of the quantities of the individual components, even confer a specific weight lower than that of water while maintaining excellent mechanical resistance qualities and with considerable advantages from the point of view of recycling treatments, in particular as regards the separation from other materials. Furthermore, this lightness is extremely appreciated and sought after, for example in the automotive field.
La lastra secondo l'invenzione ha delle ottime caratteristiche di comportamento alla rottura, riuscendo le fibre vegetali lunghe a trattenere le schegge alla lastra stessa, almeno nell'ambito di prestabilite sollecitazioni dinamiche massime. The sheet according to the invention has excellent breaking behavior characteristics, since the long vegetable fibers are able to retain the splinters to the sheet itself, at least in the context of predetermined maximum dynamic stresses.
Anche dal punto di vista della fabbricazione, la lastra secondo l'invenzione è più semplice da fabbricare ed anche relativamente più economica o rapida da fabbricare specialmente rispetto a lastre armate. Le fibre lunghe in questo caso sono contenute nella miscela estrusa e non sono necessari ulteriori passi di accoppiamento degli strati di rinforzo o di armatura. Also from the manufacturing point of view, the sheet according to the invention is simpler to manufacture and also relatively cheaper or faster to manufacture, especially with respect to reinforced sheets. The long fibers in this case are contained in the extruded mixture and no further coupling steps of the reinforcement or reinforcement layers are necessary.
L'invenzione non è limitata a quanto descritto, ma può essere ampiamente variata soprattutto costruttivamente senza per questo abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato. The invention is not limited to what has been described, but can be widely varied, above all constructively, without thereby abandoning the guiding principle described above and claimed hereinafter.
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