RO119453B1 - Procedeu pentru formarea de articole având straturi cu grosime controlată - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de formare a unor articole, cum ar fi imitaţii de piele sau altele asemănătoare, din materiale termoplastice, materiale termostabile sau elastomeri, având cel puţin un strat spumat. Procedeul conform invenţiei cuprinde următoarele faze: a) formarea înăuntrul unei matriţe de formare a unei suspensii, a unui prim strat din material care constituie stratul superior, adică cel vizibil, al articolului realizat în stare finită; b) în decursul unei alte faze de turnare în suspensie, formarea unui al doilea strat de material spumant pe primul strat de mai sus; c) în condiţii de temperatură înaltă, completarea consolidării prin gelificarea straturilor menţionate şi spumarea celui de-al doilea strat, cu mijloace corespunzătoare, pentru a obţine grosimile şi formele prestabilite ale stratului spumat, la materialul stratificat, astfel format, cuplându-se un mijloc de suport confecţionat din material rigid, în care mijloacele adecvate, pentru obţinerea grosimilor şi formelor prestabilite ale stratului spumat, sunt constituite fie de o matriţă-pereche, fie de mijlocul de suport confecţionat din material rigid. ŕ

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru formarea de articole având straturi cu grosime controlată, cum ar fi imitații din piele sau altele asemănătoare, la o instalație pentru realizarea procedeului, și la o matriță-pereche pentru o astfel de instalație.

Sunt cunoscute procedee de formare a suspensiilor de materiale plastice sau pulberi de PVC sau materiale termoplastice, termostabile și elastomerice. Un astfel de procedeu de formare a suspensiilor constă, pe scurt, în umplerea unei matrițe metalice preîncălzite cu materialul polimeric în formă de pulbere sau lichidă, eliminarea excesului de material lichid sau solid și încălzirea ulterioară a formei matriței pentru a completa gelificarea sau topirea și/sau polimerizarea materialului ce aderă la formă. Matrița este apoi răcită, iar articolul finisat se scoate din aceasta prin demulare.

Obținerea de imitații de piele în două sau mai multe culori prin tehnici de formare a suspensiilor este cunoscută, de exemplu, din procedeele descrise în EU-B 476742 și WO 94/12331 aparținând aceluiași solicitant.

Sunt cunoscute îndeosebi în industria autovehiculelor, articole fabricate care prezintă o suprafață ce reproduce perfect suprafața pielii naturale, obținută în forma sa finală dorită conform modelului designerului în interiorul unei forme spumante adecvate, din spumă de poliuretan moale, iar între imitația de piele și un suport se interpune un strat din poliuretanul respectiv. Un astfel de suport poate fi din oțel, rășină termoplastică sau termostabilă, materiale compozite sau altele.

Suprafața articolului rezultat are un tușeu plăcut în special în cazul materialelor de îmbrăcăminte și pentru mobilă. în plus, stratul de material din spumă reduce impactul asupra articolului finit și, în consecință, joacă și un rol de siguranță.

Se cunoaște, de asemenea, tehnica obținerii prin calandrare a unei imitații de piele netedă și moale, cuplată cu un material din spumă, și termoformarea, din această imitați, a articolului finisat și, prin folosirea de cleiuri, aplicarea lui pe mijloace de suport sau cuplarea, în timpul fazei de termoformare, cu aceste mijloace, acoperite anterior cu cleiuri activabile la cald. în ultimul caz, căldura conținută în articolul termoformat este suficientă pentru a realiza cuplarea. Totuși, articolul finisat produs cu ajutorul acestei tehnici va avea zone cu o suprafață trasă (inclusiv porțiunea spumată) și, în consecință, va fi susceptibil de încrețire, va prezenta rezistență mai mică la abraziune și valori de grosime diferite, fiind mai subțire în zonele critice.

Scopul tehnicii de formare a suspensiilor este de a obține o astfel de imitație de piele de tip moale, în special pentru acoperirea bordului autovehiculelor și a altor părți de îmbrăcăminte ale caroseriei fără dezavantajele care afectează tehnica de termoformare, adică grosimi neuniforme ale imitației de piele și producerea de tensiuni de coagulare, încrețiri și crăpături la condiții de temperatură înaltă.

JP-A 02197443 descrie un procedeu de spumare în care se utilizează mijloace suport pentru a evita scurgerea materialului spumat din matriță.

DE-A 3524214 descrie un procedeu și o instalație în care o contra-formă (matriță pereche) se utilizează pentru obținerea unei configurații a straturilor unui articol spumat.

Scopul prezentei invenții este de a realiza borduri, aripi, uși și alte părți ale caroseriei de automobil îmbrăcate cu imitație de piele obținută cu ajutorul numitei tehnici de formare a suspensiei fără necesitatea de a trebui să se spumeze imitația de piele pe un dispozitiv adecvat, prin folosirea de poliuretan spumat. O astfel de operație este de fapt scumpă și, pe lângă faptul că generează crăpături și pierderi, trebuie să conducă la caracteristici speciale de rezistență și duritate mecanică a imitației de piele, care crește costul acesteia.

Pentru a atinge un astfel de obiectiv și alte avantaje evidente conform descrierii, invenția propune un procedeu de formare a unor astfel de articole fabricate cum ar fi, imitație

RO 119453 Β1 de piele sau altele asemenea, din materiale termoplastice, termostabile sau elastomeri, având cel puțin un strat spumat, caraterizat prin aceea că include următoarele faze: 50

a) formarea, în interiorul unei forme de turnare în suspensie, a unui prim strat de material care constituie stratul de sus, adică stratul vizibil al articolului fabricat finit;

b) într-o altă fază de turnare în suspensie, formarea unui al doilea strat de material spumant, pe primul strat;

c) completarea, în condiții de temperatură înaltă, a consolidării prin gelificare a 55 straturilor respective și spumarea celui de-al doilea strat, prin mijloace adecvate, pentru a obține grosimile și formele prestabilite ale primului strat spumat și, având materialul stratificat format în modul de mai sus, se face cuplarea cu un mijloc suport din material rigid, în care mijloacele pentru obținerea grosimilor și formelor prestabilite ale stratului spumat sunt constituite fie dintr-o matriță-pereche, fie din mijlocul suport confecționat de material rigid. 60

Materiale termoplastice, termostabile sau elastomerice menționate pot fi alese dintr-o gamă largă de rășini, atât sub formă de pulbere, cât și sub formă lichidă.

Stratul secundar de material spumat menționat va fi obținut pornindu-se de la un material analog sau compatibil, condiționat cu agenți de spumare cum ar fi, de exemplu, azodicarbonamida, carbonatul acid de sodiu, acidul citric sau oricare alți agenți adecvați. 65

Primul strat menționat poate fi format într-o singură culoare sau în două sau mai multe culori, de exemplu, prin folosirea adecvată a procedeelor descrise în publicațiile amintite EU-B 476742 și WO 94/12331.

în procedeul conform prezentei invenții, cel de-al doilea strat - adică stratul spumat este format pe fața primului strat care, în articolul finit, va reprezenta fața nevăzută. 70

Conform scopului prezentei invenții, este esențial ca în faza (c) de formare a celui de-al doilea strat de material spumat, un astfel de strat să se dezvolte prin spumarea materialului spumat conform unei grosimi omogene, controlate, de valoare prestabilită și selectată din timp în timp, conform cerințelor de produs ce trebuiesc respectate.

Ca urmare, procedeul conform prezentei invenții poate necesită folosirea unei 75 matrițe-pereche al cărei contur reproduce conturul mijlocului suport din material rigid, astfel încât această matriță-pereche să fie capabilă să reproducă conturul mijlocului de suport din material rigid pe suprafața celui de-al doilea strat de material spumat, care este opus matriței-pereche respective. De aceea, o astfel de suprafață va fi concavă și complementară suprafeței mijlocului suport pe care este concepută să îl primească. 80

Conform unei prime variante a procedeului conform prezentei invenții, folosind matrița pereche menționată, procedeul constă în următoarele faze realizate secvențial:

a) formarea, în interiorul unei matrițe de formare a suspensiei, a unui prim strat de material, care va constitui stratul superior, adică stratul vizibil al articolului fabricat finit,

b) imediat după faza a), într-o fază următoare de formare în suspensie, se formează 85 un al doilea strat de material spumat pe primul strat menționat, b’) cuplarea matriței-pereche cu matrița;

c) în condiții de temperatură înaltă, completarea consolidării prin gelificarea straturilor respective și spumarea celui de-al doilea strat care va prelua ulterior forma matriței-pereche;

d) decuplarea matriței-pereche de matriță, posibil, răcirea matriței-pereche sub 90 control termostatic;

e) răcirea matriței;

f) scoaterea din matriță a articolului fabricat;

g) cuplarea suportului din material rigid menționat, cu materialul stratificat rezultat, introducând și, dacă este necesar, lipirea adezivă a suportului în conturul cav, generat de 95 matrița-pereche pe fața stratului spumat opus acesteia.

RO 119453 Β1

Conform unei alte variante a procedeului, după faza b), menționată, matrița este încărcată într-un cuptor pentru a realiza faza c), după care matrița se extrage din cuptor, iar matrița-pereche menționată se cuplează cu matrița conform fazei b‘), apoi matrița și matrițapereche sunt răcite și decuplate prin acționarea așa cum s-a descris în fazele f) si g) de mai sus.

Folosirea matriței-pereche, așa cum a fost definită mai sus, este necesară, conform procedeului invenției, atunci când matrița utilizată la turnarea în suspensie a diverselor materiale prezintă tăieturi sau există alte probleme la scoaterea (extragerea) articolului finit din matriță.

Dacă, dimpotrivă, o astfel de matriță nu prezintă tăieturi sau nu există problemele menționate, conform unei alte variante a prezentei invenții, mijloacele de suport din material rigid, care trebuie să fie unite cu imitația de piele pentru a produce articolul finit, se pot utiliza direct, având funcții de matriță-pereche.

De fapt, într-un astfel de caz, mijloacele suport pot fi cuplate cu materialul stratificat direct în matriță, după care întregul articol se va demula.

în acest caz, procedeul conform prezentei invenții poate, de aceea, să implice o variantă cuprinzând următoarele faze:

a) formarea, înăuntrul unei matrițe, a unui prim strat de material care va constitui stratul superior, adică stratul vizibil al articolului fabricat;

a’) încărcarea în matriță a mijloacelor suport confecționate din material rigid;

b) într-o altă fază de turnare în suspensie, formarea unui al doilea strat de material spumant, pe primul strat, astfel încât cel de-al doilea strat înglobează substanțial mijloacele suport din material rigid;

c) în condiții de temperatură înaltă, completarea consolidării prin gelificarea straturilor menționate și spumarea celui de-al doilea strat;

d) răcirea matriței și demularea articolului astfel fabricat, conținând suportul rigid înglobat în el.

Conform unei alternative, se realizează o variantă diferită a procedeului conform invenției, care implică succesiv următoarele faze:

a) formarea într-o matriță de turnare în suspensie a unui prim strat de material care va constitui stratul superior, adică stratul vizibil al articolului manufacturat finit;

b) într-o altă fază de turnare în suspensie, formarea unui al doilea strat de material spumant pe primul strat;

b’) poziționarea, pe cel de al doilea strat, a mijlocului suport din material rigid, tratat în mod adecvat cu mijloace de inducere a aderenței, cum ar fi, de exemplu, cleiuri activabile termorigide, plasate în fața celui de-al doilea strat;

c) completarea, la temperatură înaltă, de exemplu, într-un cuptor,a consolidării prin gelificare a straturilor și spumarea celui de-al doilea strat,

d) răcirea matriței și demularea articolului astfel fabricat, conținând înglobat suportul rigid.

Conform unei alte variante a procedeului potrivit invenției, cu referire la ultima variantă descrisă, faza c) ar putea fi efectuată prima iar faza b’) ar putea fi efectuată ulterior.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- realizează un procedeu de formare a suspensiilor de diverse materiale plastice, pulberi, PVC, materiale termoplastice, termostabile sau elastomerice în diverse variante de realizare, care permite fabricarea unor articole cum ar fi imitațiile de piele, care se remarcă prin grosime uniformă, rezistență și duritate mecanică, ceea ce le face adecvate a fi utilizate la capitonări ale autovehiculelor.

RO 119453 Β1

Pentru a înțelege mai bine caracteristicile și avantajele prezentei invenții, așa cum 145 a fost descrisă, se dă în continuare un exemplu de realizare nelimitativ, în legătură și cu fig.

1...7, care reprezintă:

- fig.1, vedere în secțiune transversală printr-o matriță conform invenției, în momentul când se fixează de un rezervor ce conține materialul polimeric;

- fig.2, vedere în secțiune transversală având sistemul matriță- rezervor rotit cu 180° 150 (adică de sus în jos), pentru realizarea formării suspensiei;

- fig.3, vedere în secțiune transversală printr-o matriță la care a aderat primul strat, revenită în poziția de pornire;

- fig.4, vedere în secțiune transversală similară, după ce s-a efectuat ce-a de a doua operație de formare a suspensiei, cu stratul de material spumat rămas în aderență la primul 155 strat;

- fig.5, vedere în secțiune transversală schematică prin ansamblul matriță, matrițăpereche;

- fig.6, vedere în secțiune transversală a articolului din imitație din piele finit;

- fig.7, vedere în secțiune transversală prin imitația de piele la care a fost atașat 160 mijlocul suport.

Conform fig. 1, reperul 1 reprezintă un rezervor utilizat pentru formarea suspensiei la care se asamblează o matriță 2 în poziție de funcționare. Această matriță provine dintr-un cuptor de preîncalzire sau ea poate fi încălzită cu ajutorul unui ulei de circulație ce se deplasează într-un spațiu dintre carcasele interioară și exterioară. După ce matrița 2 s-a fixat 165 pe rezervorul 1, în care este ilustrat, în linie întreruptă, un arbore de rotație 3, materialul polimeric 4 (fie sub formă de pulbere, fie lichidă), printr-o rotație de 180° (sau alt tip de rotație) se aduce în contact cu matrița, așa cum se ilustrează în fig. 2, un timp suficient ca o cantitate dorită din material să adere la matrița fierbinte.

După o altă rotație de 180° (sau alt tip de rotație) în ansamblul matriță-rezervor, 170 materialul se întoarce la poziția inițială - și situația conform fig.3 - în care primul strat al compozitului de imitație de piele este indicat prin reperul 5. Imediat matrița 2 se fixează de rezervorul 1, conținând un material spumant 9, iar ansamblul se rotește cu 180° și este menținut în poziția sa inversată un timp necesar, după care se mai rotește cu 180° pentru a face ca excesul de fluid să se scurgă; la sfârșit, situația este ilustrată în fig. 4, în care, 175 cuplat cu primul strat solid, al compozitului de imitație de piele 5, a fost determinat să adere un al doilea strat spumat 6. Pentru a obține grosimea regulată și o conformație omogenă a stratului spumat 6, se aplică în mod adecvat, așa cum este ilustrat schematic în fig. 5, o matriță-pereche 8, prevăzută cu o suprafață de eliberare.

Matrița 2, purtând o matriță-pereche 8, se introduce într-un cuptor de gelificare (sau, 180 conform unei căi alternative, operatorul așteaptă până când uleiul de circulație realizează această operație) pentru a definitiva topirea materialului și spumarea stratului 6.

După terminarea fazei de turnare și spumare, sunt posibile mai multe alternative conform procedeului pe care le poate utiliza operatorul:

- matrița și matrița-pereche pot fi decuplate pentru a scoate din formă imitația de 185 piele după răcirea formei, cu o operație ulterioară de umplere cu un mijloc suport 7, cu ajutorul unui sistem adecvat de accelerare a aderenței (tratarea sau lipirea cu un clei termorigic sub presiune, sau alte proceduri);

- conform unei alte alternative, așa cum s-a descris mai sus, imitația din piele stratificată 5-6 se cuplează cu mijlocul suport prin preluarea efectului de căldură degajată 190 de imitația de piele și de gelificare, după tratamentul preliminar al mijlocului suport cu adezivi speciali, termorigizi. Apoi matrița se răcește, iar articolul finit demulează din aceasta, gata de asamblare - conform fig.6, care arată mijlocul suport 7.

RO 119453 Β1

S-a menționat mai sus că procedeul conform cu invenția necesită folosirea matrițeipereche în special în cazul când matrița prezintă tăieturi ascunse. De fapt, aceste tăieturi împiedică scoaterea din formă a imitației de piele, spumată, în care s-a înglobat deja mijlocul de suport.

în acest caz, matrița-pereche poate fi prevăzută în mod corespunzător, cu părți retractabile și extensibile.

De exemplu, este adecvată o matriță-pereche care are mai multe inserții din material rigid conform unei distribuții prestabilite, în care fiecare din inserțiile respective sunt controlate independent și acționate de un dispozitiv capabil să extindă și să retragă părțile matrițeipereche spre peretele interior al cavității, opus tăieturilor respective - astfel încât să fie capabil să intre ușor în ele și ulterior să iasă din ele.

O descriere a structurii mecanice a unei astfel de matrițe pereche se găsește, de exemplu, în publicația citată WO 94/12331.

O astfel de matriță-pereche poate fi în mod corespunzător prevăzută cu o suprafață de eliberare, aflată în fața stratului de material spumat în care urmează a se cupla.

Matrița-pereche poate fi termostatată, astfel încât să poată fi capabilă să controleze în mod constant condițiile de temperatură la care ea funcționează.

Invenția, așa cum s-a descris pe larg mai sus, poate fi realizată conform mai multor variante în afara celor deja menționate.

De exemplu, folosind un singur tip de material termoplastic, termostabil sau elastomeric, se poate asigura producerea atât a stratului exterior, adică primul strat de piele, cât și a stratului spumat, adică al doilea strat imitației de piele.

Conform unei alternative, materialul utilizat la producerea primului strat și materialul spumant folosit la formarea celui de-al doilea strat pot fi diferite.

Stratul de sus, adică cel vizibil, așa cum s-a menționat pe scurt mai sus, poate fi format, de asemenea, în două sau mai multe culori practicând în acest caz, procedeul descris în EU-B 476742.

Claims (11)

1. Procedeu pentru formarea de articole cum ar fi imitație de piele sau altele asemănătoare, din materiale termoplastice, materiale termostabile sau elastomeri având cel puțin un strat spumat caracterizat prin aceea că el cuprinde următoarele faze:

- formarea în interiorul unei matrițe de turnare în suspensie, a unui prim strat de material care constituie stratul de sus, adică, stratul vizibil al articolului fabricat finit;

- într-o altă fază de turnare în suspensie, formarea unui al doilea strat de material spumant pe primul strat;

- completarea în condiții de temperatură înaltă, a consolidării prin gelificare a straturilor respective și spumarea celui de-al doilea strat, prin mijloace adecvate, pentru a obține grosimile și formele prestabilite ale primului strat spumat și, având materialul stratificat format în modul de mai sus, se face cuplarea cu un mijloc suport din material rigid, în care mijloacele pentru obținerea grosimilor și formelor prestabilite ale stratului spumat sunt constituite fie dintr-o matriță-pereche, fie din mijlocul suport confecționat din material rigid.

2. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că cel de-al doilea strat din material spumat se formează prin turnarea în suspensie în matrița menționată, în timp ce grosimea stratului care se dezvoltă prin spumare este ținută sub control cu ajutorul unei matrițe-pereche al cărei contur reproduce forma suportului din material rigid menționat, astfel încât matrița-pereche poate reproduce conturul respectiv pe suprafața celui de-al doilea strat opus acesteia.

RO 119453 Β1

245

3. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că cuprinde următoarele faze după faza b) menționată:

b’) cuplarea matriței-pereche cu matrița;

c) în condiții de temperatură înaltă, completarea consolidării prin gelificarea straturilor respective și spumarea celui de-al doilea strat care va prelua ulterior forma matriței-pereche;

d) decuplarea matriței-pereche de matriță, posibil, răcirea matriței-pereche sub control termostatic;

e) răcirea matriței;

f) scoaterea din matriță a articolului fabricat;

g) cuplarea suportului din material rigid menționat cu materialul stratificat rezultat introducând și, dacă este necesar, lipirea adezivă a suportului în conturul cav, generat de matrița-pereche pe fața stratului spumat opus acesteia.

4. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că include următoarele faze după faza c) menționată:

c') scoaterea matriței din cuptor și cuplarea ei cu matrița-pereche;

d) răcirea matriței și matriței-pereche;

e) decuplarea matriței de matrița-pereche;

f) scoaterea materialului stratificat din matriță;

g) cuplarea suportului de material rigid cu materialul stratificat rezultat.

5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că include următoarele faze după faza a) menționată:

a') încărcarea în matriță a suportului confecționat din material rigid;

b) într-o altă fază de turnare în suspensie, formarea unui al doilea strat de material spumant pe primul strat, astfel încât stratul al doilea să înglobeze substanțial suportul de material rigid;

c) în condiții de temperatură înaltă, completarea consolidării prin gelificare a stratelor de spumare a celui de-al doilea strat;

d) răcirea matriței și demularea articolului astfel fabricat în stare finită, conținând suportul rigid înglobat în el.

6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că include următoarele faze după faza b):

b’) într-o poziție prefixată înăuntrul cavității matriței, se introduce suportul din material rigid, tratat corespunzător cu mijloace de realizare a aderenței, cum ar fi cleiuri activabile la cald, plasându-le în zona opusă celui de-al doilea strat;

c) în condiții de temperatură înaltă, de exemplu, într-un cuptor, se completează consolidarea prin gelificarea straturilor menționate și spumarea celui de-al doilea strat care va adera la fața corespunzătoare a inserției;

d) se răcește matrița și se scoate articolul astfel fabricat în stare finită, conținând înglobat suportul rigid.

7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că include următoarele faze:

a) formarea, în interiorul unei matrițe de turnare în suspensie, a unui prim strat de material ce constituie stratul superior al articolului fabricat în stare finită;

b) într-o altă fază de turnare în suspensie, formarea unui al doilea strat de material spumant pe primul strat;

c) în condiții de temperatură înaltă, completarea consolidării prin gelificarea straturilor și spumarea celui de-al doilea strat;

250

255

260

265

270

275

280

285

RO 119453 Β1

d) introducerea suportului rigid, configurând astfel suprafața stratului spumat încă fierbinte și provocarea aderenței acestuia din urmă, cu ajutorul unor cleiuri corespunzătoare la suportul introdus menționat;

e) răcirea și scoaterea articolului finit.

8. Instalație de realizare a procedeului conform uneia sau mai multor revendicări precedente, caracterizată prin aceea că instalația conține o matriță (2) pentru turnare în suspensie și o matriță-pereche (8) posibil termostatată, al cărei contur reproduce forma unui mijloc suport (7) din material rigid, astfel încât matrița-pereche (8) reproduce forma respectivă pe suprafața materialului spumat situat în fața ei.

9. Matriță-pereche pentru o instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că este prevăzută cu o suprafață de eliberare.

10. Matriță-pereche pentru o instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că este mobilă.

11. Matriță-pereche pentru o instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că este echipată cu mai multe părți care pot fie să fie extinse, fie retrase, sub acțiunea unor mijloace de acționare mecanice sau pneumatice.