ITUD950078A1

ITUD950078A1 - Procedimento per la realizzazione di manufatti polimerici a conducibilita' differenziata e relativo dispositivo

Info

Publication number: ITUD950078A1
Application number: IT000078A
Authority: IT
Inventors: Mario Damo
Original assignee: G M P Poliuretani Srl
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-10-27
Also published as: EP0739706A2; EP0739706A3; IT1280163B1; ITUD950078A0

Description

manufatto .

STATO DELLA TECNICA

In tutti i settori della tecnica, sono semprepiù utilizzati i prodotti polimerici, quali poliuretani rigidi e simili, per le loro proprietà chimicofisiche e per le loro caratteristiche di resistenza e di facile stampaggio.

Questi materiali polimerici sono sostanzialmente isolanti sia termicamente che elettricamente.

In alcuni casi particolari può essere richiesto di realizzare manufatti in cui le proprietà di conducibilità siano diverse da punto a punto, o in cui abbiano un certo valore in alcune zone definite e localizzate del manufatto, ovvero su tutta la superficie del manufatto.

Queste caratteristiche possono essere sia di conducibilità elettrica che di conducibilità termica, o ancora di magnetizzazione o di caricamento elettrostatico.

Ciò può essere richiesto, ad esempio, per evitare l'accumulo di cariche elettrostatiche che possono essere pericolose in ambienti potenzialmente esplosivi come ad esempio le pompe erogatrici di carburante.

Un altro scopo è quello di consentire la Descrizione del trovato avente per titolo "PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DI MANUFATTI POLIMERICI A CONDUCIBILITÀ' DIFFERENZIATA E RELATIVO DISPOSITIVO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Formano oggetto del presente trovato un procedimento per la realizzazione di manufatti polimerici a conducibilità differenziata ed il relativo dispositivo come espressi nelle rispettive rivendicazioni principali.

Il trovato si applica nel campo dello stampaggio di manufatti in materiale polimerico, siano essi mobiletti, distributori automatici, carcasse di oggetti di qualsivoglia forma e dimensione, contenitori, ecc. in cui sia richiesta una differenziazione localizzata di alcune proprietà fisiche quali ad esempio la conducibilità elettrica, la conducibilità termica, la permeabilità magnetica. Il trovato si applica anche per la realizzazione di manufatti polimerici in cui sia richiesta almeno una di dette caratteristiche fisiche su tutto il verniciatura a polveri caricate elettrostaticamente di un manufatto polimerico che solitamente è scarsamente adatto alla realizzazione di campi elettrici uniformi e che richiede quindi la verniciatura mediante impiego di solventi con tutte le conseguenze negative per l'ambiente e la salute. Un altro scopo ancora è quello di aumentare la conducibilità termica, almeno localizzata, dei manufatti polimerici al fine di migliorare lo smaltimento di calore dai manufatti polimerici che possiedono scarsa conducibilità termica.

Altro scopo ancora è quello di consentire la ricopertura di manufatti polimerici mediante la tecnica del deposito galvanico, tecnica non utilizzabile con i manufatti polimerici ottenuti con i procedimenti tradizionali.

Attualmente per rendere la superficie di un manufatto polimerico conducibile elettricamente, è necessario ricoprire detto manufatto con una pellicola conducente, ad esempio mediante spruzzatura di una vernice metallizzata e mediante metallizzazione.

Queste tecniche comportano costi di realizzazione molto elevati se non altro perchè devono essere realizzate in una fase successiva a quella di stampaggio.

Inoltre, la fase di verniciatura a spruzzo comporta una pluralità di problemi legati all'inquinamento che ne deriva.

Ancora, i prodotti così ottenuti sono molto delicati e si rovinano molto facilmente perchè lo strato avente proprietà di maggiore conducibilità è molto sottile e può rovinarsi facilmente.

Un altro procedimento noto prevede di miscelare il materiale di base del prodotto polimerico, sotto forma fluida o granulata o in polvere, con particelle metalliche aventi le caratteristiche fisiche volute.

Con questo procedimento, le particelle metalliche aventi le caratteristiche fisiche volute si distribuiscono sostanzialmente uniformemente in tutta la massa polimerica e non è quindi possibile definire delle zone localizzate in cui le proprietà siano più accentuate che non nelle altre parti del manufatto.

Inoltre, per garantire una voluta proprietà quale ad esempio la conducibilità termica o elettrica, è necessario aggiungere alla massa polimerica una notevole quantità di particelle metalliche aventi le caratteristiche volute.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere altri ed ulteriori vantaggi la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni principali.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Scopo del presente trovato è quello di fornire un procedimento per la realizzazione di manufatti polimerici in cui le particelle aventi particolari caratteristiche di conducibilità termica, elettrica o magnetica siano disposte e concentrate in zone predeterminate in modo voluto e predefinito in modo da dare al manufatto finito particolari proprietà fisiche.

Altro scopo del presente trovato è quello di fornire un dispositivo atto a realizzare il procedimento di cui sopra.

Le particelle aventi le particolari caratteristiche possono essere, a seconda della proprietà che si vuole esaltare nel manufatto, di tipo metallico, ovvero ceramico, ovvero metallo ceramico, ovvero carbonio o di altro tipo ancora.

Il procedimento secondo il trovato prevede di favorire la disposizione delle particelle in zone preferenziali del manufatto in realizzazione, ovvero uniformemente su tutto il manufatto.

Il procedimento secondo il trovato prevede di sottoporre le particelle a delle forze migranti che le spostano verso una zona predefinita dello stampo, durante la fase di formatura e riempimento dello stampo in modo da aumentarne la concentrazione in zone definite del manufatto rispetto ad altre.

In questo modo è possibile concentrare le particelle, ad esempio di tipo metallico, almeno su una parte voluta dello strato superficiale del manufatto in modo da ottenere uno strato superficiale conducibile elettricamente mentre lo strato più interno, o l'altra superficie del manufatto, è sostanzialmente isolante.

In una prima formulazione del trovato, le particelle vengono caricate elettrostaticamente e premiscelate con la sostanza polimerica mentre le zone dello stampo in cui si vogliono ottenere le specifiche proprietà fisiche vengono caricate elettrostaticamente di segno opposto.

In fase di formatura, le particelle sotto l'azione delle cariche elettrostatiche migrano fino a disporsi nelle zone dello stampo precaricate dii segno opposto.

delle pareti dello stampo in cui si vogliono concentrare le particelle metalliche vengono fatte cooperare con una sorgente di campo magnetico la quale convoglia il campo magnetico in dette pareti dello stampo.

In questo modo, una volta che la miscela polimerica, contenente le particelle aventi le volute e particolari caratteristiche, viene iniettata nello stampo, dette particelle sotto l'effetto del campo magnetico vanno rapidamente a disporsi in prevalenza nelle dette zone predefinite dello stampo.

In questa soluzione, è necessario che le zone delle pareti che cooperano con la sorgente di campo magnetico siano opportunamente raffreddate, mediante aria o con fluido refrigerante, per evitare un loro eccessivo surriscaldamento.

In una terza formulazione del trovato, le zone delle pareti dello stampo in cui si vogliono concentrare le particelle vengono fatte cooperare con sorgenti di campo magnetico e le particelle metalliche vengono iniettate nello stampo prima di iniettarvi le sostanze polimeriche.

Dette sostanze polimeriche vengono iniettate in un secondo tempo e vanno ad inglobare le dette particelle metalliche.

Una quarta formulazione del trovato prevede di polverizzare un elemento metallico, vantaggiosamente rame o alluminio, all'interno dello stampo le cui pareti interne sono state preventivamente ricoperte, ad esempio mediante spruzzo, con una sostanza antiadesiva o distaccante.

Secondo una prima formulazione del trovato, detta polverizzazione avviene vantaggiosamente mediante spruzzatura con veicoli solventi, nel qual caso è possibile utilizzare sia polveri metalliche che polveri di grafite o altro materiale analogo, ovvero mediante spruzzatura di metallo polverizzato mediante arco elettrico.

Secondo un'altra formulazione del trovato, detta polverizzazione avviene vantaggiosamente mantenendo l'interno dello stampo sotto vuoto ed applicando un campo magnetico esterno al detto stampo per attirare in zone volute detto materiale polverizzato mediante arco elettrico direttamente all'interno dello stampo.

La polverizzazione dell'elemento metallico può essere associata ad un veicolo gassoso che trasporta le particelle, sotto forma di polvere, prodotte dall'arco elettrico fino sulle pareti dello stampo.

Indi, viene iniettata la sostanza polimerica che va a disporsi sulle pareti dello stampo saldandosi con lo strato polverizzato ivi presente.

Con il procedimento secondo il trovato si ottengono quindi manufatti polimerici presentanti almeno localmente le proprietà di conducibilità elettrica, magnetica o termica volute.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Le figure allegate sono fornite a titolo esemplificativo non limitativo ed illustrano alcune soluzioni preferenziali del trovato.

Nella tavola abbiamo che:

- la fig. 1 illustra schematicamente una prima formulazione del trovato;

- la fig.2 illustra schematicamente un dispositivo di stampaggio per la realizzazione del procedimento secondo il trovato;

- la fig. 3 illustra schematicamente una variante al procedimento di fig. 1.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Con ri ferimento alle f igure , il numero di riferimento 10 indica generalmente un procedimento per la realizzazione di manufatti polimerici a conducibilità differenziata secondo il trovato.

Il procedimento 10 secondo il trovato prevede di realizzare manufatti mediante stampaggio utilizzando sostanze polimeriche 13 a cui vengono addizionate particelle 14 quali polveri di metallo, metallo ceramica, ceramica, carbonio nonché simili.

Il procedimento 10 secondo il trovato prevede di sottoporre dette particelle 14, che vengono aggiunte alle sostanze polimeriche 13 costituenti il manufatto, a forze migranti che ne facilitano la disposizione in zone volute e definite dello stampo 11.

A seconda della forma del manufatto desiderato, nello stampo 11 possono essere utilizzati o meno elementi riempitivi 25.

Una prima formulazione del trovato illustrata in fig. 1, prevede una premiscelazione 12 delle sostanze polimeriche 13 con le particelle 14 caricate elettrostaticamente a costituire una miscela 20.

Detta miscela 20 viene quindi miscelata con opportuni catalizzatori 21 a costituire una corrente 26 che viene iniettata in uno stampo 11 in cui almeno zone definite e volute delle pareti sono state caricate elettrostaticamente di segno opposto alle particelle 14.

Una seconda formulazione del trovato, illustrata in fig. 2, prevede di applicare un campo magnetico, generato da una sorgente di campo magnetico 15, ad almeno una zona dello stampo 11 in cui si vuole ottenere la maggiore concentrazione delle particelle 14.

Detta sorgente di campo magnetico 15 convoglia il campo magnetico nella parete di almeno una parte dello stampo 11.

Detta sorgente di campo magnetico 15 può essere realizzata con magneti permanenti ovvero, vantaggiosamente come nel caso di specie, con elettromagneti comprendenti una bobina temporalmente attivabile.

Nel caso di specie, sono illustrati due elettromagneti 15a, 15b cooperanti rispettivamente con la parete superiore Ila ed inferiore llb dello stampo 11.

L’elettromagnete superiore 15a presenta una forma ad U rovesciata presentante terminalmente elementi a piede di elefante 22 ed interessa solo la parete superiore Ila dello stampo 11.

L'elettromagnete inferiore 15b presenta una forma ad U in cui le parti terminali cooperano anche parzialmente con una zona delle parete laterali Ile dello stampo 11.

In questo modo le particelle 14 si disporranno anche sulla detta zona delle pareti laterali Ile dello stampo 11.

Le sorgenti di campo magnetico 15 possono essere conformate in modo voluto in modo da interessare zone ben definite delle pareti dello stampo 11 a seconda delle esigenze particolari e degli effetti che si vogliono ottenere.

Dette pareti Ila, llb, Ile dello stampo 11, interessate dal campo magnetico generato dalla sorgente di campo magnetico 15, sono vantaggiosamente raffreddate in modo da evitare possibili eccessivi surriscaldamenti.

Nel caso di specie, la parete superiore Ila presenta almeno un condotto 16 di circolazione fluido refrigerante mentre la parete inferiore llb presenta alette 17 di raffreddamento ad aria.

In una terza formulazione del trovato, prima vengono iniettate le particelle metalliche 14 all'interno dello stampo 11, in cui alcune zone sono sottoposte ad un campo magnetico generato da sorgenti di campo magnetico 15.

che vanno ad inglobare le dette particelle 14.

Nel caso di campi magnetici generati elettromagneti 15, è possibile modulare a piacere la forza di migrazione che agisce sulle particelle 14 variando l’intensità della corrente di alimentazione agli elettromagneti 15, ad esempio in funzione dello spessore della parete, della sua resistività e della sua forma geometrica.

In una quarta formulazione del trovato illustrata in fig. 3, si prevede l'applicazione di una pellicola di sostanza antiadesiva, o distaccante, 18 sulla faccia interna dello stampo 11.

Indi, viene creato il vuoto e viene eseguita la polverizzazione di un pezzo di rame o alluminio 19 mediante arco elettrico.

Nel caso di specie, la parete laterale Ile dello stampo 11 prevede un foro 23 per il passaggio di un elemento a pinza 24 nelle cui ganasce è posizionato il detto pezzo di rame o alluminio 19.

Secondo una variante qui non illustrata, detta polverizzazione può essere eseguita utilizzando dispositivi alimentati da un filo metallico continuo che viene associato terminalmente ad un arco elettrico che ne determina la polverizzazione e che coopera con un flusso gassoso che trasporta le particelle metalliche 14 generate sulle pareti interne dello stampo 11.

Secondo un'altra variante, l'applicazione dello strato conduttore sullo strato di materiale antiadesivo o distaccante 18 avviene mediante spruzzatura diretta, con eventuale utilizzo di solvente.

Una volta avvenuta l'applicazione dello strato di particelle conduttrici, le sostanze polimeriche 13 vengono iniettate nello stampo 11 e vanno a saldarsi allo strato di materiale polverizzato ivi presente. Nella forma di realizzazione illustrata in fig. 3, l'elettromagnete superiore 15a coopera con la parete superiore Ila e con una sola parete laterale Ilc, mentre l'elettromagnete inferiore 15b coopera con la parete inferiore llb e con entrambe le pareti laterali Ile.

La forma dell'elettromagnete 15 condiziona il campo magnetico da esso generato e conseguentemente anche le zone in cui vanno a disporsi le particelle 14 conduttrici.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento per la realizzazione di manufatti polimerici a conducibilità differenziata mediante stampaggio di sostanza polimerica (13) caricata con particelle (14) quali polveri di metallo, metallo ceramica, ceramica, carbonio, nonché simili, caratterizzato dal fatto che le particelle (14) introdotte nello stampo (11) sono soggette a forze migranti che le spostano verso almeno una zona predefinita dello stampo (11). 2 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le particelle (14) sono caricate elettrostaticamente prima della loro immissione nello stampo (11) mentre le zone predefinite dello stampo (11) sono caricate elettrostaticamente di segno opposto. 3 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la zona predefinita dello stampo (11) è soggetta ad un campo magnetico che attira le particelle (14). 4 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 3, caratterizzato dal fatto che prima vengono iniettate le particelle (14) e poi la sostanza polimerica (13). 5 - Procedimento come ad una o l'altra delle dal fatto che prima dell'iniezione le particelle (14) sono miscelate con la sostanza polimerica (13). 6 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, dopo aver ricoperto le facce interne dello stampo (11) con una pellicola di sostanza antiadesiva o distaccante (18), viene creato il vuoto all’interno dello stampo (11) e poi viene polverizzato un materiale di ricopertura in forma di particelle (14) prima di iniettare le sostanze polimeriche (13). 7 - Procedimento come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le particelle (14) costituenti il materiale di ricopertura vengono applicate mediante spruzzatura. 8 - Procedimento come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le particelle (14) costituenti il materiale di ricopertura vengono applicate mediante polverizzazione con arco elettrico. 9 - Procedimento come ad una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione. 10 - Procedimento come ad una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alle figure. 11 - Dispositivo atto a realizzare il procedimento di cui sopra e comprendente uno stampo (11) in cui vengono iniettate sostanze polimeriche (13) e particelle (14) quali polveri di metallo, metallo ceramica, ceramica, carbonio, nonché simili, caratterizzato dal fatto che comprende almeno una sorgente di campo magnetico (15) cooperante con almeno una zona definita dello stampo (11). 12 - Dispositivo come alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che la sorgente di campo magnetico (15) è un elettromagnete temporalmente attivabile. 13 - Dispositivo come alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che la sorgente di campo magnetico (15) è un magnete permanente. 14 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti da 11 in poi, caratterizzato dal fatto che la parete dello stampo (11) cooperante con la sorgente di campo magnetico (15) presenta mezzi di raffreddamento (16, 17) a circolazione di fluido. 15 - Dispositivo caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione. 16 - Dispositivo caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alle figure.