ITTO960393A1 - PROCEDURE FOR THE PRODUCTION BY MOLDING OF HOLLOW ARTICLES OF PLASTIC MATERIALS AND ARTICLES OBTAINED SO. - Google Patents

PROCEDURE FOR THE PRODUCTION BY MOLDING OF HOLLOW ARTICLES OF PLASTIC MATERIALS AND ARTICLES OBTAINED SO. Download PDF

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Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione industriale dal titolo: "Procedimento per la produzione mediante stampaggio di articoli cavi di materiale plastico ed articoli cosi ottenuti" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Process for the production by molding of hollow articles of plastic material and articles thus obtained"

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per la produzione mediante stampaggio di articoli cavi di materiale plastico. The present invention relates to a process for the production by molding of hollow articles of plastic material.

Nelle tecnologie di stampaggio di articoli termoplastici cavi è nota la tecnica cosiddetta delle "anime fusibili", che prevede l'inserimento nello stampo di un’anima sagomata riproducente la forma della cavità che si intende realizzare ed il sovrastampaggio del materiale plastico sull’anima internamente allo stampo. In tale tecnologia, l'anima fusibile è generalmente formata da un metallo o lega metallica bassofondente, ad esempio da una lega a base di bismuto. In the technologies of molding of hollow thermoplastic articles, the so-called "fusible core" technique is known, which involves the insertion in the mold of a shaped core reproducing the shape of the cavity to be made and the overmoulding of the plastic material on the core internally to the mold. In this technology, the fusible core is generally formed of a low-melting metal or metal alloy, for example a bismuth-based alloy.

A seguito dello stampaggio dell’articolo cavo e della sua estrazione dallo stampo, l'anima viene fusa generalmente in bagno d'olio ed il metallo e recuperato . Following the molding of the hollow article and its extraction from the mold, the core is generally melted in an oil bath and the metal is recovered.

Oggetto della presente invenzione è un procedimento per la produzione mediante stampaggio di un articolo cavo di materiale plastico, in cui nello stampo è inserita un’anima sagomata riproducente la forma della cavità ed il materiale plastico è sovrastampato sull'anima, internamente allo stampo, caratterizzato dal fatto che come anima si utilizza un corpo cavo di materiale plastico riempito con una sostanza liquida a temperatura ambiente. The object of the present invention is a process for the production by molding of a hollow article of plastic material, in which a shaped core reproducing the shape of the cavity is inserted in the mold and the plastic material is overmolded on the core, inside the mold, characterized from the fact that a hollow body of plastic material filled with a liquid substance at room temperature is used as the core.

Nella forma di attuazione preferita del procedimento secondo l'invenzione, il corpo cavo costituente l'anima è un involucro o contenitore di materiale plastico a parete sottile, che di per sé non presenta una resistenza strutturale sufficiente a sopportare la pressione e resistere alla temperatura che si stabiliscono internamente allo stampo; in questa forma di attuazione, l’anima è inserita nello stampo previo congelamento del liquido ivi contenuto ed il materiale plastico è alimentato internamente .ìlio stampo, quando il liquido internamente all’anima si trova allo stato di congelamento. Il liquido congelato internamente all'anima, inserito nello stampo, contribuisce così alla resistenza strutturale dell'anima nel corso dello stampaggio. In the preferred embodiment of the method according to the invention, the hollow body constituting the core is a casing or container of thin-walled plastic material, which in itself does not have a structural strength sufficient to withstand the pressure and withstand the temperature that they are established inside the mold; in this embodiment, the core is inserted into the mold after freezing the liquid contained therein and the plastic material is fed internally to the mold, when the liquid inside the core is in a frozen state. The liquid frozen inside the core, inserted in the mold, thus contributes to the structural strength of the core during molding.

Il procedimento secondo l’invenzione consente la produzione di articoli cavi sia di materiale plastico termoplastico, sia di materiale plastico termoindurente. Nel caso di impiego di materiale plastico termoindurente, preferibilmente, il procedimento comprende, al fine di ottenere la corretta polimerizzazione del materiale plastico, uno stadio di riscaldamento del liquido congelato internamente all'anima, per provocarne la liquefazione ed innalzare la temperatura interna fino ad una temperatura atta alla polimerizzazione del termoindurente. The process according to the invention allows the production of hollow articles both of thermoplastic plastic material and of thermosetting plastic material. In the case of use of thermosetting plastic material, preferably, the process comprises, in order to obtain the correct polymerization of the plastic material, a stage of heating the liquid frozen inside the core, to cause liquefaction and raise the internal temperature up to a temperature suitable for the polymerization of the thermosetting agent.

La fase di riscaldamento può essere agevolmente effettuata mediante l'applicazione di un campo di alte frequenze internamente allo stampo. Le temperature finali di riscaldamento sono variabili in funzione del liquido utilizzato all'interno dell'anima ed in funzione del materiale termoindurente impiegato . The heating phase can be easily carried out by applying a high frequency field inside the mold. The final heating temperatures are variable according to the liquid used inside the core and according to the thermosetting material used.

Si intende tuttavia che l’operazione di riscaldamento dell'anima potrà essere effettuato anche in caso di impiego di materiali termoplastici, qualora sia desiderato, in funzione della specifica geometria del pezzo, ottenere una più rapida liquefazione del liquido congelato. However, it is understood that the core heating operation can also be carried out in the case of using thermoplastic materials, if it is desired, depending on the specific geometry of the piece, to obtain a more rapid liquefaction of the frozen liquid.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del procedimento secondo la presente invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue, fornita a puro titolo di esempio non limitativo, effettuata con riferimento al disegno annesso, in cui è illustrata in modo schematico un'apparecchiatura per l’attuazione del procedimento. Further characteristics and advantages of the process according to the present invention will become evident in the course of the detailed description that follows, provided purely by way of non-limiting example, carried out with reference to the attached drawing, in which an apparatus for implementing of the procedure.

L'apparecchiatura illustrata è costituita da una convenzionale pressa per stampaggio ad iniezione per materiali plastici o termoindurenti. Si intende che il procedimento potrà essere applicato in qualsiasi procedimento di formatura di materiali plastici, quali stampaggio ad iniezione, a compressione, ad inietto-compressione ed a trasferimento. The illustrated apparatus is constituted by a conventional injection molding press for plastic or thermosetting materials. It is understood that the process can be applied in any plastic material forming process, such as injection, compression, injection-compression and transfer molding.

Nella forma di attuazione illustrata, il materiale plastico allo stato granulare, alimentato alla pressa ad iniezione tramite una tramoggia di carico 2, viene compresso e riscaldato internamente alla pressa fino allo stato fuso. Uno stantuffo 4 inietta il materiale fuso internamente ad uno stampo 6, formato da due semistampi 8, 10. In the illustrated embodiment, the plastic material in the granular state, fed to the injection molding machine by means of a loading hopper 2, is compressed and heated inside the press to the molten state. A plunger 4 injects the molten material inside a mold 6, formed by two half-molds 8, 10.

Con 12 è indicata un’anima secondo l’invenzione, la cui superficie esterna riproduce la forma della cavità dell'articolo cavo che si intende realizzare mediante stampaggio. L’anima 12 è costituita da un corpo cavo di materiale plastico, quale ottenibile mediante la tecnica convenzionale di soffiaggio (blow-moulding) . Come è noto, con tale tecnica è possibile ottenere corpi cavi anche di forma particolarmente complessa. Grazie all’impiego di un'anima 12 di materiale plastico ottenuta per soffiaggio, il procedimento secondo l’invenzione consente cosi di produrre articoli cavi, quali in particolare elementi strutturali con elevate proprietà di resistenza meccanica che, necessariamente, presentano cavità complesse con nervature e scanalature. 12 indicates a core according to the invention, whose external surface reproduces the shape of the cavity of the hollow article that is to be made by molding. The core 12 consists of a hollow body of plastic material, which can be obtained by means of the conventional blow-molding technique. As is known, with this technique it is possible to obtain hollow bodies even with a particularly complex shape. Thanks to the use of a core 12 of plastic material obtained by blowing, the process according to the invention thus allows to produce hollow articles, such as in particular structural elements with high mechanical resistance properties which necessarily have complex cavities with ribs and grooves.

L’anima 12 presenta preferibilmente mezzi atti a consentire l’evacuazione del liquido ivi contenuto a seguito dell’estrazione dell’articolo stampato dallo stampo 6; tali mezzi possono ad esempio essere costituiti da un’apertura provvista di un tappo, ad esempio un tappo a vite. Si intende che la geometria dell'articolo stampato dovrà essere tale da consentire l’apertura dell’anima 12 per recuperare il liquido o, in altre parole, l’apertura nell'anima dovrà essere disposta in posizione, relativamente alla geometria dell’articolo stampato, atta a consentire 1 recupero del liquido. The core 12 preferably has means suitable for allowing the evacuation of the liquid contained therein following the extraction of the molded article from the mold 6; such means can for example consist of an opening provided with a cap, for example a screw cap. It is understood that the geometry of the molded article must be such as to allow the opening of the core 12 to recover the liquid or, in other words, the opening in the core must be arranged in position, relative to the geometry of the molded article. , suitable for allowing the recovery of the liquid.

I materiali plastici atti alla produzione dell'anima 12 possono essere del tutto simili, per qualità e spessore, a quelli utilizzati per i normali recipienti, destinati ad esempio a prodotti detergenti per uso domestico, quali polivinilcloruro, polipropilene, polietilene, polietilentereftalato ,poliammlde e simili. Nel caso in cui l'anima 12 debba contribuire alla resistenza strutturale del pezzo stampato, si intende che per questa potranno essere adottati anche materiali più sofisticati, quali ad esempio polisulfoni e poliàrilati. The plastic materials suitable for the production of the core 12 can be entirely similar, in quality and thickness, to those used for normal containers, intended for example for cleaning products for domestic use, such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyamide and similar. In the event that the core 12 has to contribute to the structural strength of the molded piece, it is understood that more sophisticated materials, such as for example polysulfones and polyaclates, can also be used for this.

L’anima 12 è riempita con un liquido 18 caratterizzato da rapido congelamento, quale in particolare acqua o glicole, particolarmente glicole monoetilenico, puro o diluito. Si intende che l'invenzione non è in alcun modo limitata dalla scelta del liquido utilizzato. The core 12 is filled with a liquid 18 characterized by rapid freezing, such as in particular water or glycol, particularly monoethylene glycol, pure or diluted. It is understood that the invention is in no way limited by the choice of the liquid used.

I materiali plastici utilizzati per la produzione dell'articolo cavo possono essere scelti in un’ampia gamma di materiali termoplastici e termoindurenti e sono eventualmente rinforzati con cariche e fibre, quali fibre di vetro e carbonio. A titolo di esempio, tali materiali potranno essere scelti tra poliammidi, polipropilene, polisulfoni, poliesteri e compounds. The plastic materials used for the production of the hollow article can be chosen from a wide range of thermoplastic and thermosetting materials and are possibly reinforced with fillers and fibers, such as glass and carbon fibers. By way of example, such materials can be chosen from polyamides, polypropylene, polysulfones, polyesters and compounds.

Particolarmente nel caso di impiego di materiali termoplastici, il procedimento comprende, nella sua forma di attuazione preferita, le seguenti operazioni : Particularly in the case of use of thermoplastic materials, the process comprises, in its preferred embodiment, the following operations:

a) congelamento del liquido contenuto nell’anima, b) inserimento dell'anima nello stampo, a) freezing of the liquid contained in the core, b) insertion of the core into the mold,

c) chiusura dello stampo sotto pressa, c) closing of the mold under the press,

d) iniezione del termoplastico, d) injection of thermoplastic,

e) apertura dello stampo, e) opening the mold,

f) estrazione del pezzo, e f) extraction of the piece, e

g) recupero del liquido. g) liquid recovery.

Nel caso di impiego di materiali termoindurenti, le operazioni d)-g) sopra citate sono preferibilmente sostituite dalle seguenti operazioni: d’) iniezione del termoindurente, In the case of use of thermosetting materials, the operations d) -g) mentioned above are preferably replaced by the following operations: d ') injection of the thermosetting agent,

e') riscaldamento del liquido con alte frequenze, f') apertura dello stampo, e ') heating of the liquid with high frequencies, f') opening of the mold,

g’) estrazione del pezzo, e g ') extraction of the piece, e

h ') recupero del liquido. h ') liquid recovery.

Come si è precedentemente indicato, la fase del riscaldamento del liquido con alte frequenze potrà essere applicata, qualora desiderato, anche nel caso di impiego di materiali termoplastici per accelerare il cambiamento di stato del liquido congelato. As previously indicated, the phase of heating the liquid with high frequencies can be applied, if desired, even in the case of using thermoplastic materials to accelerate the change of state of the frozen liquid.

Per l’applicazione del campo di alte frequenze, i due 3emistampi 8, 10 costituenti lo stampo 6 possono essere dotati di emettitori e ricevitori 14, 16, localizzati all'interno dei due semistampi 8, 10, in posizione atta a generare un campo di alte frequenze che interferisce con il liquido contenuto nell'anima 12. Per evitare la formazione di condense sulla superficie dell’anima 12, è raccomandabile operare in ambiente ad umidità controllata. For the application of the high frequency field, the two 3 half-molds 8, 10 making up the mold 6 can be equipped with emitters and receivers 14, 16, located inside the two half-molds 8, 10, in a position suitable for generating a high frequencies which interferes with the liquid contained in the core 12. To avoid the formation of condensation on the surface of the core 12, it is recommended to operate in an environment with controlled humidity.

A seguito dell’estrazione del pezzo e dell’evacuazione del liquido, l'anima 12 di materiale plastico resta inglobata internamente al pezzo e può contribuire alla resistenza strutturale del pezzo. Si intende che i materiali plastici costituenti l’anima 12 ed il materiale plastico costituente il pezzo dovranno essere scelti in modo da essere mutuamente compatibili. Following the extraction of the piece and the evacuation of the liquid, the core 12 of plastic material remains incorporated inside the piece and can contribute to the structural strength of the piece. It is understood that the plastic materials making up the core 12 and the plastic material making up the piece must be chosen so as to be mutually compatible.

Si intende che, fermo restando il principio dell’invenzione, i modi di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato. It is understood that, without prejudice to the principle of the invention, the implementation methods and construction details may be widely varied with respect to what is described and illustrated.

Claims (17)

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la produzione mediante stampaggio di un articolo cavo di materiale plastico, in cui nello stampo (6) è inserita un'anima sagomata (12) riproducente la forma della cavità ed il materiale plastico è sovrastampato sull’anima (12) internamente allo stampo (6), caratterizzato dal fatto che come anima (12) si utilizza un corpo cavo di materiale plastico riempito con una sostanza liquida a temperatura ambiente. CLAIMS 1. Process for the production by molding of a hollow article of plastic material, in which a shaped core (12) reproducing the shape of the cavity is inserted in the mold (6) and the plastic material is overmolded on the core (12) internally to the mold (6), characterized in that a hollow body of plastic material filled with a liquid substance at room temperature is used as the core (12). 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’anima (12) è inserita nello stampo (6) previo congelamento del liquido (18) ivi contenuto. 2. Process according to claim 1, characterized in that the core (12) is inserted into the mold (6) after freezing the liquid (18) contained therein. 3. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il materiale plastico costituente l’articolo cavo è un materiale termoplastico . 3. Process according to claims 1 or 2, characterized in that the plastic material constituting the hollow article is a thermoplastic material. 4. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il materiale plastico costituente l'articolo cavo è un materiale termoindurente . 4. Process according to claims 1 or 2, characterized in that the plastic material constituting the hollow article is a thermosetting material. 5. Procedimento secondo le rivendicazioni 2 o 4, in cui il materiale plastico è un materiale termoindurente ed in cui, dopo l’iniezione del materiale plastico nello stampo (6), il liquido (18) congelato all’interno dell'anima (12) è riscaldato mediante applicazione di un campo di alte frequenze a stampo chiuso . 5. Process according to claims 2 or 4, in which the plastic material is a thermosetting material and in which, after the injection of the plastic material into the mold (6), the liquid (18) frozen inside the core (12 ) is heated by applying a closed mold high frequency field. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui il riscaldamento è effettuato fino ad una temperatura atta a favorire la polimerizzazione del materiale plastico termoindurente. 6. Process according to claim 5, in which the heating is carried out up to a temperature suitable to favor the polymerization of the thermosetting plastic material. 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta anima (12) comprende mezzi a consentire l’evacuazione del liquido (18) ivi contenuto a seguito dello stampaggio dell'articolo cavo. 7. Process according to any one of the preceding claims, in which said core (12) comprises means to allow the evacuation of the liquid (18) contained therein following the molding of the hollow article. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui l’anima (12) è un contenitore provvisto di un'apertura munita di relativi mezzi di chiusura. 8. Process according to claim 7, in which the core (12) is a container provided with an opening equipped with relative closing means. 9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il materiale plastico costituente l'anima (12) è scelto tra polivinilcloruro, polietilene, polipropilene, poiietilenteref talato, poliammide, polisulfoni e poliarilati. 9. Process according to any one of the preceding claims, in which the plastic material constituting the core (12) is selected from polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyamide, polysulfones and polyarylates. 10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il liquido (18) contenuto nell'anima (12) è scelto tra glicoli, acqua e loro miscele. 10. Process according to any one of the preceding claims, in which the liquid (18) contained in the core (12) is selected from glycols, water and their mixtures. 11. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui lo stampo (6) è provvisto di mezzi emettitori e ricevitori {14, 16), atti a generare un campo di alte frequenze che interferisce con l'anima (12) disposta internamente allo stampo (6) . 11. Process according to any one of the preceding claims, in which the mold (6) is provided with emitting and receiving means (14, 16), able to generate a high frequency field which interferes with the core (12) arranged inside the mold (6). 12. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’anima (12) è ottenuta mediante soffiaggio (blowmoulding ). 12. Process according to any of the preceding claims, characterized in that the core (12) is obtained by blowing (blowmoulding). 13. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3 e 7 a 12, caratterizzato dal fatto che il materiale plastico costituente l’articolo cavo è scelto tra poliammidi, polisulfoni e polipropilene . 13. Process according to any one of claims 1 to 3 and 7 to 12, characterized in that the plastic material constituting the hollow article is selected from polyamides, polysulfones and polypropylene. 14. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il materiale plastico costituente l'articolo cavo è un materiale plastico rinforzato con fibre. Method according to any one of the preceding claims, wherein the plastic material constituting the hollow article is a fiber-reinforced plastic material. 15. impiego di un contenitore di materiale plastico sagomato, riempito con un liquido (18), quale anima (12) per la produzione di articoli cavi mediante stampaggio . 15. use of a container of shaped plastic material, filled with a liquid (18), as a core (12) for the production of hollow articles by molding. 16. Articolo cavo, particolarmente elemento strutturale, comprendente un'anima (12) cava di materiale plastico, ottenibile per soffiaggio ed un rivestimento di materiale plastico sovrastampato su detta anima (12) . 16. A hollow article, particularly a structural element, comprising a hollow core (12) of plastic material, obtainable by blowing and a coating of plastic material overmolded on said core (12). 17. Articolo cavo, particolarmente elemento strutturale di materiale plastico, secondo la rivendicazione 16, ottenibile mediante il procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 15. 17. Hollow article, particularly structural element of plastic material, according to claim 16, obtainable by means of the process according to any one of claims 1 to 15.
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