ITTO20130803A1 - Matita e relativo procedimento di fabbricazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Matita e relativo procedimento di fabbricazione”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale agli strumenti di scrittura manuale e riguarda più in particolare una matita, ad esempio per colorare, comprendente una mina contenuta entro un corpo esterno cavo.

Stato della tecnica anteriore

Tradizionalmente le matite convenzionali, tipicamente con mine di grafite, impiegano per il corpo cavo esterno legno e suoi derivati che, oltre ad ovvi inconvenienti di carattere ecologico per l'approvvigionamento della materia prima, comportano lavorazioni relativamente costose, sia di sgrossatura sia di finitura, che implicano anche trattamenti chimici con l’impiego di collanti e vernici il cui smaltimento e riciclaggio comportano ulteriori complicazioni ed oneri.

Per superare questi inconvenienti sono state proposte matite il cui corpo cavo esterno è di un materiale termoplastico. Ad esempio, nel caso delle brevetto US-3,704,071 si descrive l'impiego di un polimero espanso, più in particolare ABS, estruso in continuo intorno ad una mina di grafite.

Una soluzione analoga, descritta ed illustrata nel documento US-6,478,494, prevede di realizzare il corpo esterno con un polimero naturale, ad esempio lignina, miscelato con un agente di scorrimento (olio o cera) per favorirne l'estrusione in continuo intorno alla mina. In questo caso l'adesione fisico-chimica fra mina e corpo esterno risulta tutt'altro che stabile, il che costituisce un problema quando la matita viene temperata per ripristinare la punta della mina, la quale tende appunto a separarsi dal corpo esterno.

Una soluzione a questo problema è descritta nel documento US-6,572,295 secondo il quale sia la mina sia il corpo cavo esterno sono entrambi di materiale termoplastico e sono fra loro accoppiati mediante un processo di coestrusione: allo scopo di garantire uno stabile accoppiamento fra mina e corpo esterno, che anche in questo caso è di un polimero espanso, questo documento prevede di co-estrudere fra i due uno stato intermedio di un materiale termoplastico non espandibile, compatibile con i materiali termoplastici di mina e corpo esterno ed avente un punto di fusione più elevato, in modo tale che lo strato intermedio da esso generato sia meno fluido alla temperatura di coestrusione. Questo strato intermedio consente di assicurare la necessaria adesione e quindi coesione fra mina e corpo esterno: tuttavia il processo di tripla co-estrusione, e la relativa apparecchiatura, risultano complessi e conseguentemente costosi.

Sintesi dell'invenzione

L'invenzione si propone di rendere disponibile una matita con mina e corpo esterno entrambi di materiale termoplastico e fra loro accoppiati coassialmente mediante co-estrusione, in cui la reciproca coesione fra tali componenti sia realizzata evitando la necessità di coestrudere un terzo componente intermedio, evitando quindi le relative complicazioni.

In vista di conseguire tale scopo l'invenzione ha per oggetto una matita del tipo sopra definito, la cui caratteristica peculiare risiede nel fatto che la superficie esterna della mina e la superficie interna del corpo sono formate con rispettive micro-rigature longitudinali complementari di reciproco accoppiamento meccanico.

Grazie a questa idea di soluzione l’aggrappaggio fra mina e corpo esterno viene ottenuto, direttamente nel corso della co-estrusione, senza la necessità di un terzo componente addizionale intermedio, e quindi senza particolari complicazioni relative sia al processo sia all'apparecchiatura di co-estrusione.

Le micro-rigature di reciproco accoppiamento meccanico fra mina e corpo esterno presentano in sezione trasversale un profilo a dente che può avere forma arrotondata, a punta, squadrata o ovalizzata, con altezza e spaziatura compresa fra pochi micron e 1 mm, a seconda dei materiali termoplastici impiegati per la mina e per il corpo cavo esterno.

Tali materiali possono essere selezionati in un'amplissima gamma di polimeri sintetici e/o naturali, vergini e/o riciclati, esempi dei quali verranno forniti nel seguito.

Nel caso di matite colorate il corpo esterno potrà essere dello stesso colore della mina, oppure essere reso trasparente.

Per la realizzazione della mina e/o del corpo esterno potranno anche essere convenientemente utilizzati materiali riciclati.

L'invenzione ha inoltre per oggetto un procedimento per la realizzazione di una siffatta matita, la cui caratteristica peculiare risiede nel fatto che le suddette micro-rigature complementari vengono realizzate, all'atto della co-estrusione del corpo esterno sulla mina, tramite una filiera dentellata disposta in corrispondenza della bocca di estrusione.

Breve descrizione dei disegni

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:

- la figura 1 è una vista prospettica schematica e parziale di una matita secondo l'invenzione,

- la figura 2 è una vista in sezione trasversale della matita, e

- la figura 3 mostra in maggiore scala un dettaglio della figura 2.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

Nei disegni, con il riferimento 1 è indicata l'estremità di punta di una matita secondo l'invenzione costituita da un corpo cavo esterno 2, tipicamente a sezione trasversale poligonale, entro il quale si estende coassialmente una mina 3.

Sia il corpo esterno 2 sia la mina 3 sono di materiali termoplastici e sono fra loro realizzati e simultaneamente accoppiati tramite un processo di co-estrusione direttamente, ovvero senza alcun elemento intermedio fra essi interposto.

Per quanto riguarda il corpo esterno 2 l’apparenza estetica può essere trasparente, neutra oppure colorata, oppure coprente oppure ancora in parte trasparente ed in parte coprente. Il materiale termoplastico di cui esso è costituito può essere a base di un polimero sintetico e/o naturale, in questo caso vergine oppure riciclato: a titolo di esempio tali polimeri possono consistere selezionati fra ABS, PP, PE, PC, PS, Ecoallene®, PVC, EVA, EBA, EAA, EEA, cere PP, cere PE, cere di polimeri ottenuti con catalizzatori metallocenici, SBS, SEBS, EPDM, TPU, TPE, PA, in una percentuale compresa tra 0,01 e 50%. Oltre al polimero la composizione del materiale per la realizzazione del corpo esterno 2 potrà inoltre comprendere i seguenti agenti:

- modificatori di densità con espansione e/o insufflaggio di gas: 0,01-10%

- stabilizzanti: 0,01-2,0%

- master pigmentati/argentati/dorati/glitterati: 0,01-10%

- cariche inerti, vegetali e metalliche: 0,01-50%

- bagnanti, antischiuma: 0,01-5%

- cere e scivolanti: 0,01-50%

- oli minerali e vegetali: 0,01-10%

- antifiamma: 0,01-10%

- conservanti: 0,01-2%

- biodegradanti: 0,01-10%.

Anche per la composizione della mina 3 è previsto l'impiego di un polimero sintetico e/o naturale, in questo caso vergine o riciclato, scelto fra ABS, PP, PE, PC, PS, Ecoallene®, PVC, EVA, EBA, EAA, EEA, cere PP, cere PE, cere di polimeri ottenuti con catalizzatori metallocenici, SBS, SEBS, EPDM, TPU, PA, in percentuale compresa tra 0,1 e 50%.

Anche la composizione del materiale della mina 3 potrà includere uno o più dei seguenti agenti:

- stabilizzanti: 0,01-2%

- cariche inerti, vegetali e metalliche: 0,01-50% - pigmenti: 0,01-20%

- cere e scivolanti: 0,1-50%

- bagnanti: 0,01-5%

- antischiuma: 0,01-5%

- oli minerali vegetali: 0,01-5%

- antifiamma: 0,01-5%

- conservanti: 0,01-2%

- biodegradanti: 0,01-10%.

Secondo la caratteristica peculiare dell'invenzione il corpo esterno 2 e la mina 3, che sono direttamente a contatto fra loro come detto senza l'interposizione di alcun elemento intermedio, sono formati con micro-rigature o zigrinature longitudinali complementari realizzate lungo le rispettive superfici affacciate durante il processo di co-estrusione. Come è illustrato nella figura 2, e più in dettaglio nella figura 3, la superficie anulare interna del corpo 2 è formata con micro-rigature longitudinali 4 che presentano in sezione trasversale un profilo a dente e che si impegnano fra micro-rigature longitudinali 5 formate sulla superficie esterna della mina 3, aventi forma complementare a dente. Nel caso dell'esempio rappresentato questi denti presentano un profilo arrotondato: in alternativa essi potrebbero essere a punta, squadrati, ovalizzati o di qualsiasi altra forma idonea ad assicurarne la reciproca compenetrazione, in modo tale da realizzare un efficace accoppiamento meccanico fra corpo esterno 2 e mina 3.

Le dimensioni in altezza e larghezza nonché il passo delle micro-dentature 4 e 5 potranno variare fra qualche micron e 1 mm, a seconda dei materiali termoplastici utilizzati per la fabbricazione dei due componenti della matita 1.

La formazione delle micro-rigature 4 e 5 viene ottenuta durante il processo di co-estrusione, qui di seguito brevemente descritto.

I materiali termoplastici destinati a formare il corpo esterno 2 e la mina 3, sulla base delle formulazioni sopra descritte, vengono convogliati in continuo dai rispettivi estrusori verso una trafila o filiera comune, attraverso cui essi vengono convogliati coassialmente. Una filiera dentellata (non illustrata in quanto alla portata del tecnico del ramo)disposta nella zona della bocca di estrusione produce durante il passaggio dei due materiali le micro-rigature 4 e 5 tramite le quali i diversi strati di materiale, già legati tra di loro per effetto fisicochimico, vengono in pratica reciprocamente incastrati fra loro così da impedirne il successivo scivolamento e distacco torsionale.

Il semilavorato in uscita dall’apparecchiatura, già dotato della forma geometrica finale ma ancora allo stato semi-fuso, viene fatto passare attraverso un calibratore dotato di aspirazione, atto a conferire al manufatto le dimensioni previste. L'uscita del manufatto estruso dal calibratore richiede normalmente un impianto di raffreddamento in grado di abbassare nell'arco di pochi secondi la temperatura dell’estruso a quella ambiente, o anche decisamente al di sotto di questa, per consentirne il taglio secondo le lunghezze richieste per la matita, nel modo più agevole e veloce tramite l'utilizzo di una taglierina azionata in sincronismo con l’estrusore. Infine la matita verrà marchiata e, dopo averla resa appuntita, confezionata.

Apparirà evidente che il processo e l’apparecchiatura di co-estrusione della matita secondo l’invenzione risultano sensibilmente più semplici e meno onerosi rispetto al caso delle matite note di cui si è detto, in cui si prevede la simultanea estrusione di un terzo componente intermedio fra mina e corpo esterno.

L’impiego di termoplastici riciclabili riutilizzabili e/o biodegradabili, sia per la mina sia per il corpo esterno, oltre ad essere ecologicamente vantaggioso anche per il fatto di non richiedere alcuna lavorazione supplementare che possa produrre agenti inquinanti (sostanze chimiche, vernici, collanti, residui solidi etc.), rende anche più sicuro l’impiego della matita in quanto, grazie alla sua elasticità intrinseca, un’eventuale rottura non genera schegge ed eventuali urti contro il corpo dell’utilizzatore vengono attutiti dalla sua flessibilità.

Naturalmente i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Matita (1) comprendente un corpo cavo esterno (2) ed una mina (3) entrambi di materiale termoplastico e fra loro accoppiati coassialmente mediante una processo di coestrusione, caratterizzata dal fatto che la superficie interna del corpo cavo (2) e la superficie esterna della mina (3) sono formate con rispettive micro-rigature longitudinali complementari (4, 5) di reciproco accoppiamento meccanico.
2. 2. Matita secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che dette micro-rigature (4, 5) presentano in sezione trasversale un profilo a dente.
3. 3. Matita secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto profilo a dente è arrotondato o a punta o squadrato o ovalizzato.
4. 4. Matita secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il materiale termoplastico del corpo cavo (2) è scelto fra ABS, PP, PE, PC, PS, Ecoallene®, PVC, EVA, EBA, EAA, EEA, cere PP, cere PE, cere di polimeri ottenuti con catalizzatori metallocenici, SBS, SEBS, EPDM, TPU, TPE, PA, in percentuale compresa tra 0,1 e 50%.
5. 5. Matita secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il materiale termoplastico della mina (3) è scelto fra ABS, PP, PE, PC, PS, Ecoallene®, PVC, EVA, EBA, EAA, EEA, cere PP, cere PE, cere di polimeri ottenuti con catalizzatori metallocenici, SBS, SEBS, EPDM, TPU, TPE, PA, in percentuale compresa tra 0,1 e 50%.
6. 6. Procedimento per la fabbricazione di una matita secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le suddette micro-rigature complementari (4, 5) del corpo esterno (2) e della mina (3) vengono realizzate, all'atto della loro co-estrusione, tramite una filiera dentellata disposta nella zona della bocca di estrusione.