PT80134B

PT80134B - Processo de producao de artigo modelado composto contendo resina sintetica termoplastica e material alveolar e artigo assim obtido

Info

Publication number: PT80134B
Application number: PT80134A
Authority: PT
Original assignee: Walker & Co James
Priority date: 1984-03-21
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1987-06-17
Also published as: DE3582184D1; EP0156570A2; ES541361A0; EP0156570A3; EP0156570B1; FI87320C; FI851129A0; GB8407311D0; PT80134A; CA1236668A; ES8606105A1; ATE61812T1; FI851129L; US4624880A; FI87320B; AU570546B2; AU4012485A

Description

DESCRIÇÃO DO INVENTO

Esta invenção refere-se a coxins de carril e a outros artigos modelados a partir de composições que compreendem res_i na sintética termoplástica e material alveolar, à produção de tais artigos por extrusão, e ao aparelho adequado ã aplicação na produção dos ditos artigos. Embora a invenção vá ser descrita com referência particular a coxins da carril, entender-se-â que os princípios envolvidos não estão limitados a estes e podem ser aplicados a outros produtos modelados. Os coxins de carril são empregues para criar resiliêneia no suporte dos carris de uma via férrea. Podem ser postos entre o carril e a travessa ou placa-base, entre a placa-base e a travessa ou outro suporte (como no caso de uma construção não balastrada), e/ou sob a travessa. Podem ter a forma de coxins individuais ou de tira contínua, por ex. para utilização em linha não balastrada com suporte de carris contínuo.

Estes coxins têm de ser resilientemente compressíveis sob cargas de eixo de até 30 toneladas ou mais e em velocidades dc material rolante de até 250 k/h ou mesmo superiores, resistentes à intempérie e resistentes à abrasão. As suas pro priedades mecânicas não devem rnudar significativamente numa ga ma ampla de temperaturas de tão baixo como -2Q2C ou menos até

| +6QSC ou mesmo mais, e devem poder proporcionar uma interface

conformável entre membros adjacentes da linha. Preferivelmente têm uma vida útil nãe inferior â do próprio carril, por ex. 10-15 anos, propriedades de isolamento eléctrico e um alto coe ficiente de atrito. Nos casos em que, por exemplo, são destinados a colocação directamente sob um carril, as suas caractsrísticas mecânicas devem também ser tais que não fiquem deformados sob carga de mordaça (ou de parafuso) e carga móvel de modo que reduza significativamente a carga das pontas da morda, ça ou a carga do parafuso.

Uma classe de material que teve grande aceitação nas duas últimas décadas para moldar coxins de carril compreende

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-3composições de borracha e cortiça. Contudo, devido à necessi. dade de vulcanizar estas composições depois da moldagem, os coxins são relativamente dispendiosos e continuou-se a procurar alternativas mais baratas.

Para isso, os coxins moldados a partir de polietilenos tanto de alta como de baixa densidade foram experimentados, mas mostram tendência para rachar. Nais recentemente, os coxins moldados a partir de copolímeros de etilsno/acetato de vinilo (EAV) conseguiram alguma aceitação mas verificou-se que as suas propriedades mecânicas são muito sensíveis à temperatura. Tendem a ficar muito rígidos a temperaturas baixas, e a níveis de acetato de vinilo que dão um comportamento adequado às temperaturas elevadas encontradas na utilização tendem a ser insuficientemente compressíveis, pois quando carregados por compressão entre superfícies onde o atrito está pre sente o material não pode expandir-se lateralmente. Embora este último defeito tenha sido superado atê certo ponto mediante formação de protuberâncias nos coxins, tais como cabeças ou ressaltos ou então perfilando-os, esta solução teve um êx_i to limitado porque as partículas estranhas como as sopradas pelo vento e como a ferrugem tendem a acumular-se dentro e em redor das protuberâncias e assim, com o tempo, o benefício das protuberâncias perde-se.

A inclusão de materiais alveolares, tais como cortiça, nestes materiais termoplásticos tem sido atê agora tentada e rejeitada porque nas condiçães de temperatura e de pressão re queridas para moldar as composições a cortiça é degradada (is to ê, desnaturada e/ou mecanicamente quebrada), e às pressões de moldagem requeridas a cortiça é comprimida permanentemente de modo que as suas propriedades de resiliência são reduzidas ou eliminadas, ou, se a pressão de moldagem for libertada cedo demais a fim de evitar isso, o feitio moldado perde-se. Consequentemente, continuou-se a procurar materiais alternati. vos para utilização na produção de coxins de carril que fossem mais baratos que os compostos de borracha-cortiça usados presentemente mas cujas propriedades fossem melhores que as dos

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materiais termoplásticos empregues presentemente.

Segundo a presente invenção, proporciona-se um artigo modelado, tal como um coxim de carril, compreendendo um extru sado resilientemente oompressível com uma superfície texturada e partículas ou grânulos de cortiça ou de outro material alveolar resilientemente compressível dispersos de modo prati. camente homogéneo numa matriz polimêrica compreendendo uma re sina sintática termoplástica que ô pelo menos essencialmente saturada e tem um módulo de rigidez (módulo de 100 seg a um esforço de 0,2% medido a 232C) não maior que 1000 MPa, sendo extrusável no estado amolecido por calor em condiçães, especialmente de temperatura, que não degradem significativamente o material alveolar, e tendo a composição extrusada um coeficiente de Poisson menor que, e preferivelmente não maior que 80%, e muito preferivelmente não maior que cerca de metade de, o coeficiente de Poisson da matriz.

Para a utilização na fabricação de coxins de carril o extrusado ê eonvenientemente material em folha e terá normalmente uma espessura na gama dos 3 mm aos 15 mm, mas espessuras maiores ou menores não estão excluídas.

Os exemplos de resinas sintáticas termoplásticas são os polietilenos de baixa densidade, os copolímeros de etileno, por ex. polímeros de etileno/propileno, e os polímeros de cio reto de vinilo plastificado. Entender-se-à também que a matriz polimêrica pode compreender uma mistura de dois ou mais materiais poliméricos e que pelo menos um destes pode ter um módulo de rigidez acima de 1000 MPa, desde que p valor para a mistura global não excede esse valor. A mistura pode incluir uma quantidade menor de borracha vulcanizada, se desejado, mas isso tende a aumentar a complexidade e o custo de fabrico devido à necessidade de haver uma fase de vulcanização.

Para a produção de coxins de carril o módulo de rigidez da matriz ê de preferência cerca de 25 a 200 MPa, mais preferivelmente 75 a 150 MPa. Contudo, valores inferiores, por ex. atê 2 MPa ou mesmo menos, podem ser desejáveis para algumas

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-5aplicações. Nos casos em que o material alveolar for cortiça, as resinas sintéticas termopládticas preferidas para a produção de coxins de carril são os polímeros de etileno e ésteres de vinilo, especíalmente acetato de vinilo, e de preferência contendo 5 a 50% por peso de acetato de vinilo. A inclusão de resíduos de acetato de vinilo no copolímero aumenta as proprie dades elastomêricas e baixa o ponto de amolecimento. Contudo, a melhoria tende a ser insignificante abaixo dos 5% e embora o abaixamento do ponto de amolecimento conseguido aumentando o teor de acetato de vinilo baixe a temperatura requerida para o processamento do fundido e consequentemente reduza o risco de degradação do material alveolar, o comportamento do coxim de carril a temperaturas elevadas tende a ressentir-se a teores de acetato de vinilo acima de 50% por peso no copolímero, salvo se o produto for ligado cruzadamente. A gama preferida para a produção de coxins de carril é de cerca de 5 a 28%, preferível, mente cerca de 7 a 20%, e muito preferivelmente cerca de 10 a 15%, por peso. Contudo, concentrações mais altas ou mais baixas podem ser adequadas para outras aplicações e, se desejado, pode-se incluir um ou mais outros comonómeros. A ligação cruzada pode ser feita incorporando um iniciador de radical livre, tal como um peróxido, na composição, ou submetendo o extrusado a radiação, mas isso aumenta a complexidade e o custo de prodti ção e de preferência é evitado.

0 tamanho das partículas ou grânulos de cortiça também afecta as propriedades da composição - quanto menor a partícula, menor a sua resiliência e também maior a quantidade de ter moplástico requerido como aglutinante. Para os coxins de carril a gama de tamanhos preferida é de cerca de 0,3 a 2 mm, de preferência 0,5 a 1 mm, mas tamanhos maiores ou menores podem ser apropriados para outras aplicações. As partículas de cortiça obtidas por métodos de atrito são partieularmente adequadas, mas podem-se usar outros métodos, por ex. trituração por pedra. Abaixo de cerca de 5 partes de cortiça por cem partes da matriz (5 pc) a melhoria obtida é pequena. Com o aumento do teor de cortiça a deflexão sob carga aumenta mas a eomposi-

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-6ção tende a tornar-se mais compressivel e menos resistente à abrasão, e a níveis acima de cerca de 60 pc vai sendo mais difícil dispersar a cortiça na matriz. A gama preferida é 10 a 15 pc e preferivelmente 10 a 25 pc para, coxins de carril. Embora a cortiça seja o material alveolar mais preferido, pode-se usar outros materiais alveolares que tenham niveis de resistência à compressão e de resiliência iguais aos da cortiça e possam ser incluídos em composições com materiais termoplásticos e extrusados.

A composição pode incluir aditivos convencionais, tais como estabilizantes ao calor e à luz, auxiliares de processamento, pigmentos e plastificantes mas, pelo menos no caso dos polímeros de etileno/acetato de vinilo, a presença de um material de enchimento particular que não seja o material alveolar, em qualquer quantidade substancial como 10 pc ou mais, tende a prejudicar a resiliência do material.

0 processa de formar o artigo modelado tem de poder evitar qualquer degradação significativa do material alveolar, por ex. causada por desnaturação ou quebra da sua estrutura, e ainda evitar gelá-lo na composição modelada num estado essenci almente comprimido. Assim, as técnicas habituais de produzir artigos modelados a partir de composições termoplásticas através de moldagem por compressão ou por injecção são largamente inaceitáveis.

Segundo um outro aspecto da presente invenção, proporciona-se um processo de produzir um artigo modelado resiliente mente compressivel a partir de uma composição que compreende um componente de resina sintética termoplástica que é pelo menos saturado e um material alveolar resilientemente compressível na forma de partículas ou grânulos, consistindo em:

a) formar uma massa quente que compreenda uma dispersão esse_n cialmente homogénea do material alveolar numa matriz que compreenda o componente de resina sintética;

b) introduzir a dita massa com a matriz, no estado amolecido

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-7por calor, num extrusor de parafuso;

c) extrusar a dita massa quente através de uma fieira em condições que não causem uma quebra mecânica ou uma desnatura, ção significativas do material alveolar mas pelo menos alguma compressão; e

d) fazer ou deixar a compressão no material alveolar do extru sado baixar, pelo menos parcialmente e preferivelmente inteiramente, a jusante do orifício da fieira antes de o com ponente de resina sintética arrefecer até uma temperatura que impeça a recuperação do material alveolar de um estado comprimido.

A formação da superfície texturada pode ser feita usaj] do uma superfície de fieira apropriadamente perfilada, se des^ jado, mas a texturação adequada será geralmente obtida através do abaixamento da compressão no material alveolar.

Um pormenor importante do processo é a composição de componente de resina sintética e material alveolar ser introdij zida no extrusor de parafuso numa forma semelhante a massa pré -aquecida, com o componente de resina sintética em estado amolecido por calor. Talvez a massa possa ser formada no próprio extrusor numa fase anterior à mistura escolhendo as condições apropriadas, mas de preferência é formada por malaxação num misturador interno para serviço pesado, preferivelmente do tipo de rotor de conjugação, por ex. um ‘Intermix* Shau/, onde a mistura é feita em condições de pressão, temperatura, tempo e consumo de energia cuidadosamente controladas, a fim de se obter uma mistura homogénea sem qualquer desnaturação ou quebra mecânica significativas das partículas do material alveolar. A desnaturação das partículas pode ser detectada por des. coloração. As quebras mecânicas são reveladas pela fragmentação das partículas e por uma redução da compressão conseguida sob uma dada carga.

A massa assim obtida é então introduzida quente no extrusor. A utilização de moinhos abertos tende a ser inadequada.

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-8Um outro pormenor importante é a concepção e as condições do extrusor serem tais que a compressão a que a massa é submetida no tambor do extrusor não é tão alta que possa causar qualquer desnaturação e quebra mecânica significativas do material alveolar. De preferência, a secção de alimentação do extrusor está concebida de tal modo que um comprimento relativamente grande da extensão total do parafuso do extrusor está exposto ao alimento, por ex. pelo menos 25-30% da extensão total do parafuso. Prefere-se também que o parafuso não exerça uma compressão significativa, quer dizer, praticamente não há afilamento do meão nem decréscimo do passo do parafuso na par| te estendida entre a secção de alimentação a fieira, pelo menos na maior parte dessa extensão do comprimento do parafuso. Um outro pormenor importante do processo é a temperatura durari te a extrusão ser tal que não causa uma desnaturação significa tiva do material alveolar. A desnaturação ê função da tempera tura e do tempo, ou seja, a temperaturas mais baixas podem-se empregar tempos de processamento mais longos, e vice-versa. Contudo, os tempos de processamento a qualquer temperatura pa_r ticular podem ser alongados se o processamento for feito numa atmosfera fechada. Nos casos em que se emprega a cortiça, a temperatura de processamento não deve exceder cerca de 120SC a 1252C se a composição estiver exposta ao ar, mas durante o processamento em atmosferas fechadas podem-se tolerar tempera} turas tão altas como 2002C por períodos curtos. Devido ao alto coeficiente de atrito da cortiça, tanto a formação da massa como a sua subsequente extrusão tendern a gerar calor e portanto qualquer calor aplicado deve estar a uma temperatura inferior, sendo importante o controle preciso da temperatura. Para as composições preferidas com copolímero de etileno/acetato de vinilo e cortiça, prefere-se que não exceda cerca de 1202C e a gama de temperaturas mais adequada ê de cerca de 95-115QC nas fases de formação da massa e extrusão. Contudo, a utilização de resinas sintéticas com pontos de amolecimento mais al. tos pode exigir temperaturas um pouco mais altas, por ex. até 13Q2C ou masmo superiores.

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-9Ainda um outro pormenor importante δ a compressão do material alveolar causada pelo processo de extrusão ser baixada pelo menos parcialmente, e de preferência tão inteiramente quanto possível, antes de o material de resina sintética ter arrefecido até uma temperatura impeditiva de qualquer recupera, ção do material alveolar comprimido. Em geral verificou-se que isso é possível extrusando a composição da fieira para uma atmosfera que não esteja abaixo da temperatura ambiente e onde não haja aspiração forçada. Contudo, em alguns casos uma atmos. fera aquecida pode ser desejável e noutros pode-se precisar de um ligeiro arrefecimento da superfície, por ex. de cerca de 1-2SC, para impedir o extrusado de grudar em superfícies imedia tamente a jusante da fieira. Isto pode ser feito soprando ar ambiente sobre a superfície do extrusado ã medida que este dei xa a fieira. Nos casos em que o processo for empregue para prjq duzir material em folha, o alto coeficiente de atrito das superfícies do material alveolar interfere na distribuição uniforme da composição através de umafieira de fenda direita com uma alta relação entre envergadura e corda, e por conseguinte verificou-se que é vantajoso usar um orifício de fieira arqueja do. De preferência emprega-se um orifício de fieira anelar p.a ra formar um extrusado em folha tubular que depois pode ser cortado longitudinalments para se obter uma folha plana de onde se pode cortar artigos modelados, tais como coxins de carril. Por este meio pode-se produzir folha com uma largura de até 1,5 m ou mesmo mais larga.

A fenda anelar é preferivelmente regulável quanto à es. pessura por meio de um cone de ponta afilada que é regulável axialmente em relação à boca da fieira. De preferência a largura da fenda ê regulada para produzir extrusado com uma espes. sura de pelo menos 1,5 mm, de preferência 3 a 15 mm. De prBfe rência o cone de ponta é suportado exteriormente, já que supoj? tes interiores, tais como entre a ponta e a boca da fieira podem fazer marcas superficiais indesejáveis e/ou mesmo zonas de fraqueza no extrusado, salvo se estiverem especialmente perfi-

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-10lados ou se foram empregues pressões de extrusão que causem uma quebra mecânica indesejada das partículas alveolares. rt folha plana obtida pelo corte do extrusado anelar pode ser tra tada para retirar quaisquer imperfeições da superfície e melho rar a uniformidade da espessura sem estragar a natureza texturada, por ex. passando-a por rolos calibradores, antes de a temperatura do extrusado descer abaixo do ponto de amolecimento da resina sintética. Depois disso, o produto é cortado em pedaços e empilhado.

0 aparelho apropriado para produzir folha plana a partir de uma composição termoplástica contendo um componente com um alto coeficiente de atrito pode compreender um extrusor com um orifício de fieira anelar para extrusar folha tubular, de preferência com uma espessura de 1,5 mm e melhor ainda 3 a 15 mm, e meios a jusante da fieira para cortar longitudinalmente o extrusado movido para diante. Os meios para cortar são apro priadamente um gume situado no percurso do extrusado, Nos casos em que o extrusado sai horizontalmente e a lâmina está situada na posição "6 horas” ou perto, o aparelho poderá também requerer meios de suporte e de perfilar para suportar o tubo cortado movido e abri-lo para uma folha plana. Lima almofada gasosa entre os meios de suporte e perfiladores e o extrusado impede a aderência.

De preferência a largura do vão anelar ô regulável. Apropriadamente, a fieira compreende uma boca e um cone de po_n ta afilada situado na boca e montado de modo axialmente móvel relativamente â boca da fieira. Importa que o modo de suportar o cone de ponta seja suficiente para resistir à pressão de extrusão na fieira e impedir qualquer movimento apreciável da ponta durante a extrusão. De preferência, o ajuste final do cone de ponta quanto à concentricidade é feito depois do começo da extrusão.

Pode-se prever meios para medir a espessura do extrusja

do, juntamente com meios responsivos àqueles para regular auto

maticamente o tamanho do vão anelar e manter a espessura do ex

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-11trusado dentro de limites pré-determinados. A espessura pode ser medida directa ou indirectamente, por ex. pesando comprimentos fixados do extrusado.

0 aparelho pode ainda incluir um ou mais dos meios seguintes: meios de formar uma massa de material polimêrico te£

moplástico e o componente com um alto coeficiente de atrito nu ma atmosfera aquecida e de introduzi-la quente no extrusor» Meios calibradores para retirar quaisquer imperfeições indesejáveis da face da folha plana e para melhorar a uniformidade da espessura, de preferência sem estragar qualquer texturação da facej meios para arrefecer a folha a jusante dos meios calibradores,· e meios para cortar a folha arrefecida em pedaços e para empilhar os pedaços de folha cortada.

Através da presente invenção pode-se produzir artigos modelados partindo de composições com polímeros termoplásticos e partículas ou grânulos de material alveolar, tal como cortiça, sem qualquer degradação significativa do material alveolar, e em que as partículas ou grânulos de material alveolar não e_s tão num estado de compressão permanente. Os artigos modelados assim obtidos são resilientemente compressíveis e podem ser pro. duzidos com propriedades que os tornam particularmente adequados à aplicação como coxins de carril. Estes coxins podem ser produzidos bastante mais baratos que os feitos de borracha e cortiça, principalmente porque não há necessidade de uma fase de vulcanização, e no entanto as suas propriedades, tais como a deflBxão sob carga e a variação da rigidez com a temperatura, são melhoradas substaneialmente em comparação com os coxins de carril feitos a partir dos materiais termoplásticos empregues até agora como alternativas para as composições de borracha/ /cortiça.

Flectidas manualmente, as folhas de acordo com esta in venção e contendo mesmo tanto como cerca de 15 a 20 partes de grânulos de cortiça por 100 partes da matriz de polímero mostram uma rigidez aparente pouco diferente da de folhas correspondentes feitas a partir somente da matriz de polímero, e subs,

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-12tancialmente maior que a até agora considerada aceitável para materiais julgados adequados à aplicação na produção de coxins de carril. Em conformidade, a verificação de que a sua compressibilidade ou deflexão sob carga é substancialmente aumentada e que o coeficiente de Poisson ê substancialmente reduzido, por ex. de 0,5 a cerca de 0,3 ou 0,25, ou mesmo inferior, foi inesperada.

Particularmente surpreendente foi a verificação de que os coxins de carril fabricados partindo de composiçães com uma resina termoplástica e um material alveolar, como cortiça, de acordo com esta invenção, eram pelo menos tão compressíveis co mo os coxins fabricados partindo de composiçães com a mesma quantidade de cortiça mas com borracha como matriz, embora os coxins somente de borracha fossem mais compressíveis que os ço xins somente de copolímero.

A superfície texturada do artigo modelado é particular^ mente importante em coxins de carril, pois ajuda o coxim a ajus tar-se às superfícies que o sujeitam quando está submetida a compressão, tal como por uma mordaça de carril, e aumenta também o coeficiente de atrito da superfície. Contudo, os coxins em que uma superfície perfilada, por ex. sulcada ou nervurada, está sobreposta na superfície texturada estão igualmente inclu idos no âmbito da invenção.

Descreve-se agora a invenção mais pormenorizadaments com referência a uma concretização e com o auxílio dos desenhos anexos, em que:

a figura 1 é uma vista de cima lateral geral, não neces^

sariamente à escala, de um conjunto para pro dução de folhas planas, adequadas à aplicação na produção de coxins de carril, a partir de uma composição de copolímero de etile no/acetato de vinilo e cortiça. A Figura es tá dividida em Fig. IA e Fig. 1B;

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as Figuras 2 e 3 são gráficas de Carga-Deflexão, com curvas para coxins de carril segundo a invenção e coxins características de métodos anteriores;

as Figuras 4 e 5 são gráficos de Rigidez-Temperatura, com cur vas para coxins de carril segundo a invenção e coxins característicos de métodos anteriores.

Na Fig. 1, 2 é um extrusor de parafuso com uma fieira anelar 4, 6 é um gume fixo a jusante da fieira, 8 é um membro-suporte para o extrusado, 10 e 12 são transportadores, 14 é um meio calibrador, 16 e 18 são transportadores por peso; 20 é uma câmara de arrefecimento, 22 é um aparador de bordos, 24 é uma fresa e 26 é um empilhador.

Num misturador interno 'Intermix’ Shau K4 MklII funcio nando com uma velocidade do rotor de 33 rpm e uma pressão do ariete de 56 psig pôs-se 98 partes por peso de um copolímero de etileno/acetato de vinilo tendo um teor de acetato de vinilo de 12,5% por peso, um índice de fluência do fundido (BS 2782 105C) de 4 graus/minuto, uma densidade (BS 3412(0) 1976) de 0,931, um ponto de amolecimento (BS 2782 102A) de 682C e ui/módulo de rigidez (módulo de 100 seg a um esforço de 0,2/a e 232C) de 94 MPa; 4 partes por peso de uma fornada principal de negro de fumo de polietileno de baixo peso molecular contendo 50% por peso de negro de fumo e 15 partes por peso de cortiça granulada com uma granulometria na gama de 0,5 mm a 1 mm e uma densidade bruta de 60 kg/m . Misturou-se durante dois minutos para formar uma massa com um peso da fornada de 48 kg aproxima damente, que é recuperada a cerca de 1159C a 1202C.

Seguidamente, massa é transferida enquanto ainda quente para a tremonha 102 do extrusor 2 com um diâmetro do tambor de 300 mm, sendo o seu parafuso um simples parafuso doseador com um diâmetro do veio e um passo de avanço uniformes e uma razão comprimento/diâmetro de 8:1.

As temperaturas do parafusa e do tambor estavam na gama

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40-60SC e 70-1002C, respectivamente, e a velocidade do parafuso estava na gama de 15 a 30 rpm. A secção de alimentação foj? mava cerca de 3ΰ;> do comprimento total do parafuso.

A mistura é feita avançar ao longo do tambor 104 do ex trusor, através das secções de alimentação e doseamento, e seguidamente extrusada através da fieira anelar 4 a uma temperatura e uma pressão da fieira de 95 a 1202C e 500-750 psig (cej?

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ca de 34 a 51 kg/crn ), produzindo folha tubular com uma espessura nominal de cerca de 5,2 mm e uma circunferência exterior de 1,3 m.

A fieira é formada por uma boca 106 e um cone de ponta afilada 108 que ê suportado por três barras, duas das quais,

110, estão situadas uma de cada lado do cone, e a terceira,

111, está situado por baixo. 0 cone é regulável axialmente em relação à boca da fieira, para regular o vão da fieira. A regulação é feita pela combinação de um ariete hidráulico e um accionamento por motor de impulsos, não representada. 0 cone de ponta está montado na extremidade dianteira de um pistão mó vel axialmente, cuja extremidade traseira ê forçada a engrenar contra a extremidade dianteira de uma barra roscada que está enroscada num anel roscado, com o que a rotação do anel relati vamente â barra roscada por meio do accionamento por motor de impulsos avança ou recua a dita barra e portanto o pistão e o cone de ponta. 0 aríete compreende um veio Òco por onde o pis. tão do cone de ponta se estende e cuja extremidade dianteira é engrenável na traseira do cone de ponta, com o que, no funcionamento, pode ser movido para diante para engrenar o cone de ponta e empurrá-lo mais o seu pistão para diante, livrando a barra roscada da pressão de extrusão durante qualquer ajuste.

A montagem do exterior ou boca da fieira inclui meios, tais co mo parafusos de regulação, para centrá-la relativamente ao cone de ponta.

A folha tubular ê extrusada para o ar ambiente mas não

se prevê arrefecimento forçado. 0 extrusado movido para diante é passado sobre o gume fixo 6 e cortado por este longitudi6 3 6 06

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-15nalmente enquanto avança, e o tubo já cortado apoia-se no rnembro-suporte 8 e transformado em folha plana â medida que avança neste. Na concretização ilustrada o gume está aproximadamente na posição "6 horas” relativamente ao tubo extrusado, mas também pode estar na posição ”12 horas”, por exemplo.

0 ritmo de extrusão é tal que, à medida que o extrusado sai da fieira, a compressão dos grânulos de cortiça ocorrida durante a extrusão é aliviada antes de a composição de pol_í mero de etileno/acetato de vinilo ter arrefecido atê abaixo do seu ponto de amolecimento, produzindo assim nas faces do extru sado uma superfície texturada que tem um aspecto e uma configu ração parecidos com os da pele áspera de um réptil.

A folha tubular cortada e tornada plana ô então feita avançar pelo transportador 10 entre os rolos 120 e 122 do meio calibrador 14, onde é submetida a uma pequena compressão e quaisquer saliências indesejáveis são retiradas, dando urn melhor controlo da espessura.

A folha calibrada ê então retirada pelo transportador 12 que funciona à mesma velocidade linear que o transportador 10. Para isso, os transportadores 10 e 12 são convenientemente formados por uma única correia sem fim 124 que passa sobre os rolos motrizes, tensores e auxiliares 126, 128, 130, 132, 134, 136 e 140. Do transportador 12 a folha ô feita avançar pat ra o transportador por peso 16 que pode ser de construção convencional, para pesar continuamente um comprimento medido da folha em movimento. Adequadamente, o transportador por peso 16 gera um sinal proporcional ao peso medido e inclui meios pa ra comparar o sinal com um sinal de valor fixado correspondente ao peso da espessura desejada da folha, e meios responsivos a qualquer diferença nos sinais estão previstos para ajustar automaticamente a situação axial do cone de ponta 108 relativ,a mente è boca 106 da fieira 104 do extrusor, para manter a espessura do extrusado dentro de limites pré-determinados. Depois do transportador por peso 16, a folha é passada através de uma câmara de arrefecimento 20, por ex. mediante a correia sem fim

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accionada 150, e apoiada nos rolos auxiliares 152. Na câmara, a folha é submetida a uma corrente de ar de arrefecimento, ade quadamente à temperatura ambiente, para ser arrefecida até abaixo do ponto de amolecimento do polímero. E retirada da câ mara pelo rolo 154 que é accionado pelo motor 156 através da correia accionadora 158 e feita avançar através de um aparador de bordos 22, onde ê aparada de maneira conhecida até uma largura pré-determinada. A folha aparada ê então feita avançar sobre um outro transportador por peso 18 e daí pela correia sem fim accionada 160 para a fresa 24, onde ê cortada de manei, ra conhecida em pedaços pré-determinados, sendo estes feitos avançar por outras correias sem fim accionadas 162, 164 para um empilhador automático 26.

Numasegunda experiência extrusou-se folha tubular com a mesma espessura nominal e circunferência exterior que antes a partir da mesma composição, mas a temperaturas do parafuso e do tambor na gama 1D0-1202C, uma velocidade do parafuso do extrusor na gama de 8 a 15 rpm, uma temperatura da fieira na ga2

ma de 70 a 9Q2C e uma pressão da fieira de 20-30 kg/cm .

0 conjunto de extrusor e fieira empregue era basicameji te o mesmo que o da primeira experiência, no entanto o gume es, tava na posição ”12 horas" e o suporte 8 para o extrusado foi substituído por um transportador de correia contínua plana. Di rigiu-se ar comprimido â temperatura ambiente para a face inte£ na do extrusado tubular logo a jusante da fieira, entre a boca da fieira e o gume, para impedir o extrusado cortado de grudar nas superfícies imediatamente a jusante da fieira. 0 ar foi dirigido na forma de uma série de jactos radialmente dirigidos para dentro por um distribuidor com a forma de um anel ôco situado dentro do extrusado e provido de buracos espaçados a intervalos regulares em redor da sua face exterior, pelos quais o ar comprimido foi projectado para o extrusado. Este arrefecimento por ar ê suficiente para esfriar o extrusado em 1-22C.

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-17Da folha formada em cada uma das duas experiências co_r tou-se coxins de carril com uma espessura nominal de 5,2 mm.

Os coxins tinham as propriedades caracteristicas seguintes:

PROPRIEDADE

VALOR MÉTODO DE ENSAIO

Experiência 1 Experiência 2

Resist. à tracção*	53 kg/cm²	O 48 kg/cm	BS	903	parte	A2
Dureza (IRHD)*	922	902	BS	903	parte	A26
Densidade*	0,76 g/cc	0,80 g/cc
loefic. de Poisson	0,25	0,31
1 Resistência Eléctrica:
Inicial	6,0 x IQ^ohms	3 x 10” ohms	BS	903	parte	C2

Parag. 4.1

Após 48 h de imersão em água

6,0 x 10 ohms

3 x 10” ohms

Eláctrodos segun do BS 903 parte C2, Fig. 1, 100 volts CC

Resist. à abrasão:

smerilador tele dyne modelo 503

(3000 ciclos) Perda de í peso:

ESifter i 1 ador H2 2 1000 de peso 70% όφύάουο Perda de

espessura:

0,39 g

0,40 g

0,22 mm

0,19 mm

Deformação permanente

M

sob compressão:

Compressão de 25% dura_n te 24 horas a 2020 + 32 C, 10 minutos de recupje ração 20%

11,6/0

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* Medidas em amostras a que se tinha retirado o acabamento texturado de ambos os lados da folha através de polimento.

** 0 coeficiente de Poisson dos coxins moldados partindo apenas do copolímero era de cerca de 0,5.

As características de deflexão sob carga foram medidas usando uma máquina de ensaio servo-hidráulica Mayes ESH 1Q00-4C na generalidade conforme com a ISO 2856 em amostras de 170 x 148 x 5,2 mm.

Para a deflexão sob carga estática completaram-se 6 | ciclos pré-condicionantes de zero até 250 KN a 6 ciclos/minuto, e seguidamente traçou-se a curva de deflexão sob carga desde zero até 250 KN a 1200 KN/minuto numa atmosfera com te_m peratura controlada. Os resultados foram:

T emperatura	Deflexão desde 'zero' até 89 KN (mm)	Deflexão desde 14 KN até 89 KN (mm)	Rigidez tange_n ciai a 89 KN (KN/mm)
- 202C	Experiência 1: 0,37	0,26	451
	Experiência 2: 0,23	0,15	740
+ 2Q2C	Experiência 1: 0,69	0,49	229
	Experiência 2: 0,61	0,43	300
+ 508C	Experiência 1: 0,85	0,52	407
	Experiência 2: 0,83	0,55	320

Os resultados para a deflexão dinâmica (sinusoidalmente a 5 Hz entre 14 KN e 89 KN) são os seguintes:

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Temoeratura	Deflexão	Riqidez	Area dentro do laço
	Experiência		(N. m)
-20°c	1	0,088 mm	928	1,1
	2	0,055 mm	2700	0,7
+ 202C	1	0,17 mm	520	2,6
	2	0,17 mm	550	2,7
+ 502C	1	0,26 mm	416	3,7
	2	0,27 mm	450	3,8
	A deflexão (mm) de	cada coxim	das experiências 1 e 2

foi traçada contra a carga (Kf\!). As curuas resultantes são mostradas como as curvas (A) nas Figs. 2 e 3, respectivamente, dos desenhos anexos que, para os fins de comparação, mostram também curvas (θ) para um coxim de carril dos métodos anteriores de composição de borracha/cortiça e (C) para um coxim de carril dos métodos anteriores moldado a partir de copolimero de etileno/acetato de vinilo.

Como se pode ver nestas Figuras, o comportamento do cq xim de carril segundo a presente invenção é marginalmente melhor que o de um coxim de carril composto de borracha/cortiça, particularmente na região importante de cerca de 90 a 240 KN, e ambos são substaneialmente melhores que o de um coxim de carril de copolimero de etileno/acetato de vinilo.

A rigidez (KN/mm) de cada coxim das experiências 1 e 2 foi traçada contra a temperatura (2C) e a uma carga de regime de 89 KN. As curvas resultantes estão representadas como as curvas (A) nas Figs. 4 e 5 respectivamente, que mostram também as curvas correspondentes para coxins de carril moldados a pa_r tir de composição de borracha/cortiça (curva 8) e para coxins de carril moldados a partir de copolimero de etileno/acetato de vinilo (curva C). Como se pode ver na Fig. 4, a rigidez do coxim de carril da experiência 1 dificilmente varia entre -202C e +6QQC e o seu comportamento aproxima-se do do material de bor

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-20racha/cortiça (curva B), enquanto que a rigidez do coxim de co polímero de etileno/acetato de vinilo (curva C) a + 6Q2C é apenas cerca de um quinto do seu valor a -202C.

A rigidez do coxim de carril da experiência 2 diminui de 2700 KN/mm a -202C para 450 KN/mm a +502C, uma diferença de 2250 Kl\l/mm. A do coxim de copolímero de etileno/acetato de vi. nilo (curva Θ), porém, desce de 10.800 KN/mm a -202C para 2000 KN/mm a +502C, uma diferença de 8800 KN/mm. Assim, a variação da dureza do coxim de carril da presente invenção com a temperatura é muito menor que a do coxim de copolímero de etileno/ /acetato de vinilo e está muito mais perto da de um coxim de borracha/cortiça convencional.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Processo de produzir um artigo modelado resiliente mente compressível a partir de uma mistura de um componente de resina sintética termoplástica que ê pelo menos essencialmente saturada com um material alveolar resilientemente compressível na forma de partículas ou grânulos, compreendendo:

a) formar urna massa quente que compreende uma dispersão essegi cialmente homogénea do material alveolar numa matriz que compreende o componente de resina sintética;

b) introduzir a dita massa com a matriz em estado amolecido por calor num extrusor de parafuso;

c) extrusor a dita massa quente através de uma fieira em condições que não causem quebradura mecânica ou desnaturação significativas do material alveolar mas pelo menos alguma compressão; e

d) fazer ou deixar a compressão no material alveolar do extru sado baixar, pelo menos parcialmente e de preferência inteiramente, a jusante do orifício da fieira antes de o cojr ponente de resina sintética arrefecer até uma temperatura impeditiva da recuperação do material alveolar de um estado comprimido.

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2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, sm qua a massa ê formada nurn misturador interno para serviço pesado.

3 - Processo de acordo com a reivindicação 1 cu reivin dicação 2, em que o material alveolar ê cortiça e o componente de resina sintética compreende copolímero de etileno/acetato de vinilo, e a temperatura da massa nos passos a), b) e c) não excede os 12G2C.

4 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que a matriz compreende copolímero de etileno/ /acetato de vinilo contendo 5 a 50,- de acetato de vinilo em p.e so.

5 - Processo de acordo com a copolímero contêm 5 a 28,- de acetato

6 - Processo de acordo com a copolímero contêm 7 a 20,o de acetato

reivindicação 4, em que o de vinilo em peso.

reivindicação 4, em que de vinilo em peso.

7 - Processo copolímero contêm 10

de acordo com a reivindicação 4, em que a 15;’ de acetato de vinilo em peso.

8 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações de 1 a 3, em que a massa ê extrusada para a forma de uma folha cilíndrica que seguidamente á cortada longitudinal mente e abejç ta, dando uma folha plana.

9 - Processo de acordo com a reivindicação 8, em que a folha plana é passada por rolos calibradores para retirar imper feições da superfície não desejadas e melhorar a uniformidade da espessura sem estragar o acabamento texturado da superfície.

10 - Artigo modelado compreendendo um extrusado resili entemente compressível com uma superfície texturada e com partículas ou grânulos de cortiça ou de outro material alveolar resilientemente compressível dispersos homogeneamente numa matriz polimérica compreendendo uma resina sintética termoplásti ca que é pelo menos essencialmente saturada, tendo a dita ma-

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triz um módulo de rigidez (módulo de 100 seg a um esforço de 0,2% medido a 23SC) não superior a 1000 MPa e sendo extrusavel no estado amolecido por calor nas condiçães, especialmente de temperatura em que o material alveolar não é degradado signifi cativamente, e tendo a mistura extrusada um coeficiente de Poisson menor do que, e de preferência não maior do que cerca de metade do coeficiente de Poisson da matriz.

11 - Artigo modelado de acordo com a que á um coxim de carril formado a partir de

reivindicação 1D, folha extrusada.

12 - Artigo modelado de acordo com a reivindicação 11 que tem uma espessura de 3 mm a 15 mm«

13 - Artigo modelado de acordo com qualquer das reivin dicaçães de 10 a 12, em que a matriz tem uma rigidez na gama de 25 a 250 NPa.

14 - Artigo modelado de acordo com qualquer das reivin dicaçães de 10 a 12, em que a matriz tem uma rigidez na gama de 75 a 150 MPa.

15 - Artigo modelado de acordo corn qualquer das reivin dicaçães de 10 a 14, ern que o material alveolar compreende cor tiça.

16 - Artigo modelado de acordo com a reivindicação 15, em que a cortiça está na forma de partículas com um tamanho na gama de 0,3 a 2 mm.

17 - Artigo modelado de acordo com a reivindicação 15, em que a cortiça está na forma de partículas com um tamanho na gama de 0,5 a 1 mm.

18 - Artigo modelado de acordo com qualquer das reivin dicaçães de 15 a 17, em que a cortiça está presente numa quantidade de 5 a 60 partes por cem partes da matriz, em peso.

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-2319 - Artigo modelado de acordo con qualquer das reiuin dicaçães de 15 a 17, em que a cortiça está presente numa quantidade de 10 a 50 partes por cem partes da matriz, em peso.

20 - Artigo modelado de acordo com qualquer das reivin dicaçães de 15 a 17, em que a cortiça está presente numa quantidade de 10 a 25 partes por cem partes da matriz, em peso.

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