PT100002B

PT100002B - Perfil de estrutura alveolar de resina termoplastica aparelho de extrusao para a obtencao do perfil e seu processo de fabricacao

Info

Publication number: PT100002B
Application number: PT100002A
Authority: PT
Inventors: Bernard Prevotat
Original assignee: Alphacan Sa
Priority date: 1991-01-10
Filing date: 1992-01-09
Publication date: 1999-02-26
Also published as: JPH074847B2; ES2071957T3; CN1063841A; PT100002A; EP0494566A1; JPH0623823A; DE69109076T2; NO920120L; EP0494566B1; NO920120D0; DK0494566T3; CA2059118A1; FR2671511A1; BR9200063A; AU1016492A; KR100192018B1; KR920014594A; FR2671511B1; AU655793B2; CN1040079C

Description

DE EXTRUSÃO PARA A OBTENÇÃO DO PERFIL E SEU PROCESSO DE FABRICAÇÃO

A presente invenção refere-se a um perfil com estrutura alveolar, numa só peça, feito de resina termoplástica. É constituído por duas paredes exteriores ligadas estreitamente uma à outra por paredes interiores, formando a estrutura alveolar, dispostas sensivelmente perpendicularmente ao eixo longitudinal do perfil.

Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um perfil com estrutura alveolar de resina termoplástica, constituído por duas paredes exteriores ligadas uma à outra por paredes interiores separadas umas das outras por espaços de ar formando uma estrutura alveolar, caracterizado por a referida estrutura alveolar estar disposta sensivelmente perpendicularmente ao eixo longitudinal do perfil.

A presente invenção refere-se igualmente a uma cabeça de distribuição de extrusora ou cabeça de extrusão, dividida em três canais sobrepostos para a passagem da ou das resinas termoplásticas, servindo o canal intermédio para a passagem do material que forma as paredes interiores. Esta cabeça de distribuição possui na sua saída um meio que permite provocar uma variaçao alternada de pressão para desviar o fluxo de material do canal in-2termédio tanto para o canal que permite a passagem do fluxo de

material que forma a parede superior do perfil, como para o canal que permite a passagem do fluxo de material que forma a parede inferior do perfil.

Segundo a presente invenção, faz-se a extrusao ou coextrusão, inicialmente sensivelmente paralelamente, de três paredes preliminares de resina termoplástica. Duas paredes exteriores, destinadas à formaçao das paredes superior e inferior do perfil alveolar final, enquadram a terceira parede preliminar intermédia, que é depois desviada, nas ferramentas de extrusão, de modo alternado, para ir fixar-se sucessivamente na parede superior e na parede inferior.

Embora a presente invenção se refira a qualquer tipo de perfil, aplica-se particularmente aos tubos com estrutura alveolar, como atrás foi definido.

Os perfis de estrutura alveolar, isto é, formados por duas superfícies unidas uma à outra por paredes interiores espaçadas deixando espaços vazios para ar são conhecidos para substituir, com propriedades sensivelmente equivalentes, os perfis cheios pesados e caros, devido à quantidade de material necessária para a realização de um material rígido e robusto. Actualmente, os perfis comercializados de estrutura alveolar de resina termoplástica são constituídos unicamente por duas paredes ligadas entre si por paredes interiores, formando tabiques, dispostas longitudinalmente em relaçao ao eixo do perfil. Estes perfis com alvéolos longitudinais de secção circular ou rectangular sa

-3tisfazem o criério de aligeiramento. Porém, em particular no caso dos tubos, estes perfis geram, nos seus alvéolos entre as paredes, passagens parasitas de fluido às quais se dá remédio por uniões especiais ou dispositivos de junção particulares.

Os perfis segundo a presente invenção permitem, entre outras coisas, remediar estes inconvenientes pelo facto de estes alvéolos ficarem dispostos transversalmente, portanto estanques, e não já longitudinalmente, isso para propriedades idênticas entre os materiais.

A aparelhagem que permite realizar tais perfis é constituída por uma cabeça de extrusão aquecida e regulada, que permite a passagem de três fluxos de material termoplástico no estado de fusão. Estes fluxos de material termoplástico provenientes de pelo menos uma extrusora de alimentação estão dispostos de maneira sensivelmente sobreposta.

Entre estes fluxos prevê-se um meio de variação de pressão, tal como um canal anexo que permite uma circulação de ar ou de gás ou ainda uma tomada de vazio.

A aparelhagem é igualmente constituída pelas ferramentas de extrusão na qual convergem os três fluxos e onde, no ponto de convergência, os dois fluxos exteriores constituem as superfícies superior e inferior do perfil acabado, enquanto o fluxo intermédio é posto em contacto alternadamente com cada uma das superfícies.

Esta colocação em contacto do fluxo intermédio com as duas superfícies permite não só criar os alvéolos como ainda man-4-

ter o afastamento entre as superfícies superior e inferior até ao arrefecimento do perfil final. A colocação em contacto alter nado do fluxo intermédio com os dois outros fluxos é provocada por uma variação de pressão alternada provocada entre o fluxo intermédio e o fluxo da superfície superior, por um lado, e o fluxo intermédio e o fluxo inferior, por outro lado. Este desvio alternado do fluxo intermédio pode ser provocado por envios de ar ou de gás, ou ainda por meio de aspirações, em pelo menos dois canais anexos dispostos na cabeça de extrusão, que se prolongam na fieira e desembocam no ponto de convergência dos fluxos entre o fluxo intermédio e o fluxo da superfície superior, por um la do, e o fluxo intermédio e o fluxo da superfície inferior, por outro lado.

A explicação das figuras anexas permite compreender melhor a aparelhagem e o processo segundo a presente invenção e ilustrar os perfis realizados.

A fig. 1 ilustra o corte de uma aparelhagem que permite realizar um painel de estrutura alveolàr cujas paredes dos alvéolos que ligam as superfícies superior e a inferior do referido painel estão dispostas sensivelmente perpendicularmente ao eixo longitudinal deste painel. A aparelhagem é constituída por dois elementos fixados um no outro por meios clássicos: a cabeça de extrusão (1) e a ferramenta de extrusão representada pela fieira (2). A cabeça de extrusão está dividida em três canais sobrepostos (3,4,5) que desembocam sensivelmente ao nível dos três canais correspondentes da fieira. Os dois canais (3) e (5) que servem

para a passagem do material que constitui as paredes superior e inferior do painel e o canal intermédio (4), que serve para a passagem do material para a fabricação das nervuras interiores ou as paredes dos alvéolos do painel, podem ser reunidos a montante com o canal de alimentaçao (6) se a aparelhagem for alimentada por uma só extrusora.

Nao se exclui, no entanto, de modo algum, que, de maneira conhecida, cada um dos canais seja ligado individualmente a uma extrusora, no caso de o painel ser constituído, por exemplo, por três materiais diferentes e/ou, de cores diferentes. Também não se exclui que, de maneira conhecida, apenas dois canais sejam reunidos com o canal de alimentaçao de uma extrusora, terminando o terceiro no canal de alimentação de uma segunda extrusora; neste caso, podem utilizar-se duas resinas termoplásticas diferentes para realizar o painel.

cada um dos painéis (3) e (5) que servem para a passagem do material que constitui as paredes superior e inferior do painel é separado do canal intermédio (4) por um canal anexo (7,8), ligado ao exterior da aparelhagem por uma tubuladura (11) que permita eventualmente uma ligação a um sistema qualquer de colocação sob pressão ou depressão. Estes canais anexos dispostos entre os outros canais terminam numa das suas extremidades sensivelmente ao mesmo nível de saída que o dos referidos outros canais. A espessura de saída dos canais (3) e (5) pode ser regulada individualmente, graças a calços móveis (9) e (10) que actuam na secção da tubeira de saída destes canais, permitindo fechá-los

-6mais ou menos, por exemplo por deslocamento axial ou radial.

O arrefecimento e a conformação definitiva podem ser assegurados por meio de um dispositivo de calibragem (14) clássico.

A fig. 2 ilustra o corte de uma aparelhagem que permite realizar um tubo de estrutura alveolar cujas paredes dos alvéolos que ligam as superfícies superior e inferior, ou ainda a superfície exterior do tubo e a superior interior do tubo estão dis postas sensivelmente perpendicularmente ao eixo longitudinal do tubo. Esta figura representa o aspecto preferido da presente invenção. Entende-se por tubo qualquer corpo oco de secção geométrica constante numa direcção dada, mas não apresentando necessariamente uma simetria de rotação. A aparelhagem é constituída por dois elementos fixados um no outro por meios clássicos: a cabeça de extrusão (1) e a ferramenta de extrusão (2), por sua vez constituída pela fieira (2a) e o cunho (2b). A cabeça de extrusão está dividida em três canais anulares sobrepostos (3,4,5), que desembocam sensivelmente ao nível dos três canais correspondentes da fieira. Os dois canais (3) e (5) que servem para a passagem do material que constitui as paredes exterior e interior do tubo e o canal intermédio (4) que serve para a passagem do material para a fabricação das nervuras interiores ou as paredes dos alvéolos do tubo podem ser reunidos, a montante dos três distribuidores de fluxo do canal de alimentação (6), se a aparelhagem for alimentada por uma só extrusora. Não se exclui no entanto que cada distribuidor de fluxo dos canais seja ligado individualmente, de maneira conhecida, a uma extrusora, no caso

-Ί de ο tubo ser constituído por exemplo por três materiais diferentes e/ou de cores diferentes. Também não se exclui que apenas dois canais sejam reunidos, de maneira igualmente conhecida, a montante dos seus distribuidores de fluxo ao canal de alimentação de uma extrusora, sendo o terceiro canal distribuidor de fluxo do último canal alimentado por uma segunda extrusora; neste caso, as duas resinas termoplásticas que constituem o tubo podem ser diferentes. Cada um dos canais (3) e (5) que servem para a passagem do material que constitui as paredes interior e exterior do tubo está separado do canal intermédio (4) por um canal anular anexo intermédio (7,8), ligado ao exterior da aparelhagem por uma tubuladura (11) que permite uma ligação eventual a um sistema qualquer de colocação sob pressão ou sob depressão. Estes canais anexos estão dispostos entre os canais que terminam numa das suas extremidades sensivelmente ao mesmo nível de saída que o dos referidos outros canais. A largura da saída dos canais (3) e (5) pode ser regulada individualmente por meio de calços móveis (9) e (10) que actuam na secção da tubeira de saída destes canais, permitindo além disso fechá-los mais ou menos, por exemplo por deslocamento axial ou radial.

O distribuidor de fluxo numa cabeça de extrusão é já conhecido. Serve para obter um fluxo de material constante na saída da ferramenta. As formas de canais de distribuição (3), (4) e (5) pode depender dos materiais termoplásticos usados.

A fig. 3 ilustra, com arranque, um tubo alveolar obtido segundo a presente invenção.

Os perfis de estrutura alveolar segundo a presente invenção são obtidos por extrusão ou coextrusão de pelo menos um material termoplástico. A partir de pelo menos uma extrusora, o material termoplástico é enviado para o aparelho e o perfil recuperado na saída da ferramenta de extrusão nas condiçoes habituais e bem conhecidas de extrusão ou de coextrusão. A característica do processo que permite realizar um perfil de estrutura alveolar cujas paredes interiores dos alvéolos estão dispostas sensivelmente perpendicularmente ao eixo longitudinal do perfil reside esencialmente no tratamento do fluxo de material destinado ã formação das paredes dos alvéolos.

processo é caracterizado por, desde que o fluxo intermédio de material que sai da cabeça de extrusão se encontra no estado de fusão, entre o'fluxo de material termoplástico destinado a formar a superfície superior ou exterior e o fluxo intermédio, por um lado, e o fluxo de material termoplástico destinado a formar a superfície inferior ou interior e o fluxo intermédio, por outro lado, se provocar de maneira alternada uma variação de pressão de modo a criar uma ondulação, sensivelmente perpendicular ao eixo de extrusão ou de coextrusão do material termoplástico da veia intermédia.

Esta ondulação, criada pela variação de pressão mencionada, pode ser provocada, por exemplo, por sobrepressão por injecção alternada de um gás ou de ar de um lado e do outro da veia intermédia, por depressão por criação de vazio alternado de um lado e do outro desta mesma veia, ou ainda por uma velocidade de

escoamento da veia intermédia maior que a das outras.

A importância desta variação de pressão alternada permite acentuar ou não o ângulo de inclinação das paredes dos alvéolos. Igualmente, a duração das sequências entre cada variação de pressão permite regular o volume dos alvéolos. A importância da variação da pressão depende de numerosos parâmetros, em par ticular: da espessura da veia intermédia, do material termoplástico utilizado, do ângulo desejado para a inclinação das paredes, do volume dos alvéolos pretendido. 0 técnico deste domínio, em função de todas estas considerações, pode adaptar a variação de pressão de acordo com os seus objectivos. As únicas condiçoes evidentes para a boa marcha do processo sao que as variações al ternadas de pressão, por um lado, sejam suficientes para que, alternadamente, o fluxo intermédio se ponha em contacto com o material ainda no estado de fusão dos fluxos que formam as duas outras paredes do perfil e, por outro lado, não sejam demasiado violentas a fim de evitar a deterioração do fluxo intermédio.

A colocação em contacto da veia ou parede preliminar intermédia com as outras veias ou paredes preliminares pode ser assegurada por uma velocidade de escoamento do fluxo intermediá rio superior à dos fluxos que formam as paredes interior e exte rior. Esta diferença de velocidades tem como consequência um estabelecimento de contacto do material do fluxo intermédio com o de uma parede à qual se solda. 0 excesso de material, devido à velocidade de extrusao do fluxo intermédio, é descarregado para a outra parede, à qual se solda, reproduzindo-se este fenómeno

-Ί 0de maneira alternada. As variações de pressão podem neste caso

ser controladas ou deixar-se livres, aspirando os movimentos da parede intermédia as quantidades de ar ou de gás necessárias pa ra preencher os alvéolos. É no entanto preferível, para dominar a frequência e a regularização dos alvéolos, controlar as variações de pressão durante a extrusão ou a coextrusão.

Para melhor explicitar o processo, descreve-se o mesmo, com referência às fig. 1 e 2, sabendo no entanto que estas figuras ilustram um aparelho alimentado por uma só extrusora, mas que o processo é também apropriado quando a aparelhagem for alimentada, depois da passagem dupla por pelo menos um dos canais (3), (4) e (5), por mais de uma extrusora.

O material termoplástico proveniente da extrusora, não representado, é difundido nos canais (3), (4) e (5) da aparelhagem, alimentados pelos canal de alimentação geral (6) ligado à extrusora.

O mais tardar, na saída da ferramenta quente, e de um modo geral desde que o fluxo de material se encontre no estado de fusão, são criadas ondulações do fluxo intermediário (4) por variações alternada de pressão nas zonas (12) e (13) situadas entre os fluxos no seu ponto de convergência na ferramenta de extrusão. Esta variação alternada de pressão nestas zonas é provocada por uma sobrepressão ou uma depressão nos canais anexos (7) e (8), ligados ao exterior, à medida que avança a extrusão do perfil. Estas tomadas exteriores podem ser ligadas a qualquer meio que permita criar na aparelhagem uma pressão e/ou uma de-1 1 pressão. Com efeito, não se exclui, para melhorar a formação das paredes dos alvéolos, criar, em alternativa, simultaneamente uma pressão num canal intermédio e uma depressão no outro canal intermédio. Os meios exteriores para provocar pressões e/ou depressões alternadas na aparelhagem são conhecidos, podendo por exemplo tratar-se de válvulas eléctricas ligadas a uma bomba de vazio ou a um compressor. Como já foi explicado, estas tomadas exteriores podem também ser deixadas eventualmente ao ar livre.

A espessura do perfil é determinada pelo escoamento relativo das duas paredes exterior e interior dado pelos‘dispositivos de arrefecimento do material termoplástico colocados na saída da ferramenta quente. Por exemplo, pode colocar-se um dispositivo de arrefecimento clássico na extremidade do cunho para assegurar uma constância do diâmetro interior dos tubos. 0 arrefecimento da parede exterior dos perfis em geral pode ser assegurado por um dispositivo de calibragem arrefecido, clássico em extrusão.

A aproximação relativa das duas paredes exterior e interior permite modificar a forma das divisórias dos alvéolos, como se mostra na fig. 4.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Cabeça de extrusão que pode ser utilizada em aparelhos de extrusão de um perfilado ou de um tubo de estrutu ra alveolar, de resina termoplástica, constituído por uma superfície interior e uma superfície exterior ligadas uma ã outra por paredes interiores separadas umas das outras por espaços vazios de ar que formam a estrutura alveolar disposta sensivelmente perpendicularmente ao eixo longitudinal do perfil ou do tubo, estando a referida cabeça de extrusão dividida em três canais sensivelmente sobrepostos para a passagem de pelo menos uma resina termoplástica, servindo o canal intermédio Da ra a passagem do material que forma as paredes interiores do perfil ou do tubo, caracterizada por possuir na sua saída um meio que permite provocar uma variaçao alternada de pressão que desvia o fluxo de material do canal intermediário, ora para o canal que permite a passagem do fluxo que forma uma das paredes de superfície, ora para o canal que permite a passagem do fluxo que forma a outra parede de superfície.
2.- Aparelho de extrusão constituído por uma cab ça de extrusão (1) e uma ferramenta de extrusão (2), cuja cab ça de extrusão, de acordo com a reivindicação 1, está dividida em três canais sensivelmente sobrepostos (3,4,5) que desembocam sensivelmente ao nível dos três canais correspondentes da ferramenta de extrusão e estando ligados do lado oposto ao canal de alimentação de pelo menos um extrusor, servindo dois dos canais (3,5) para a passagem do material que constitui as pare des exteriores do perfil ou as paredes exterior e interior do tubo e um canal intermédio (4) que serve para a passagem do ma terial para a fabricação das paredes dos alvéolos, caracteriza do por cada um dos canais que servem para a passagem do material que constitui as paredes estar separado do canal intermédio por um canal anexo (7,8) ligado ao exterior do aparelho por uma tu buladura (11) e terminando numa das suas extremidades sensive,! mente ao mesmo nível de saída que o dos referidos canais que ser vem para a passagem do material que constitui as paredes.

| (X> |ÍD

I
3. - Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caríc terizado por a ferramenta de extrusão ser constituída por uma fieira (2a) e um cunho (2b).
4. - Aparelho de acordo com uma qualquer daa reivindicações 2 ou 3, caracterizado por a espessura de saída dos dois canais exteriores ser regulada por meio de calços móveis (9,10) que permitem actuar na secção de saída dos referidos canais.
5. - Processo de fabricação de perfis ou tubos' de estrutura alveolar de resina termoplástica constituídos por uma superfície interior e uma superfície exterior ligadas uma à outra por paredes interiores separadas umas das outras, por espaços vazios de ar fo mando a estrutura alveolar disposta sensivelmente perpendicularmente ao eixo longitudinal do perfil ou do tubo, sendo o processo de fabricação por extrusão ou coextru são por meio de pelo menos um extrusor que alimenta uma cabeça de extrusão dividida em três canais sensivelmente sobrepostos ligados aos três canais da ferramenta de extrusão de modo a formar três paredes preliminares a partir de três fluxos de material termoplástico sensivelmente paralelos, caracterizado por estando o fluxo intermédio de material que sai da cabeça de extrusão ainda no estado fundido, se provocar de maneira alter nada, entre o fluxo de material termoplástico destinado a for- mar a superfície inferior ou interior e o fluxo intermédio por outro lado, uma variaçao de pressão de modo a criar uma ondula çao, sensivelmente perpendicular ao eixo de extrusão do material plástico da parede preliminar intermédia de modo a fazer aderir alternadamente esta parede preliminar a cada uma das outras duas .
6.- Processo de fabricação de acordo com a reivin dicação 5, que consiste em fornecer material termoplástico aos três canais (3,4,5) do aparelho, formado pela cabeça de extrusão (1) e a ferramenta de extrusao (2), caracterizado por serem criadas ondulações do fluxo intermédio (4) por variação al. ternada da pressão nas zonas situadas entre os fluxos no seu ponto de convergência nos aparelhos de extrusao (12,13).
7.- Processo de acordo com uma qualquer das reivin dicações 5 ou 6, caracterizado por a variaçao de pressão ser provocada criando alternadamente nos canais anexos (7,8) dos aparelhos de extrusão uma pressão ou uma depressão.
8.- Processo de acordo com uma qualquer das reivin dicações 5 a 7, caracterizado por a velocidade de escoamento do fluxo ir.cermédio cue forna a parede preliminar incemédia ser maior do que as dos ouoros fluxos que forrar as ounras duas paredes preliminares.