WO2016127240A1 - Caixa d'água fabricada pelo processo de moldagem por sopro - Google Patents

Caixa d'água fabricada pelo processo de moldagem por sopro Download PDF

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    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride

Definitions

  • Injection, rotational molding and blow molding processes or a combination thereof are most commonly used in the manufacture of plastic products such as gallons, bottles, vials and, in accordance with this patent application, water tanks which must have certain particularities. mechanical strength, controlled wall thickness, diversity of textures and colors.
  • Injection and blowing processes are more common in obtaining smaller parts, whereas rotational molding, and in some cases injection molding are also common in the manufacture of water tanks and tanks, each with its own advantages and advantages. disadvantages.
  • PI0004872-0 refers to a compact machine for rotational molding of water tanks using polyethylene.
  • the machine although compact, adds all the necessary steps to manufacture the product where the mold has the circular movement effected by only one motor.
  • the process takes place by applying heat and gently turning the mold containing the polymeric mixture. It is ideal for obtaining water tanks, as it provides high mechanical resistance, generating no residual stress and splicing line.
  • the limiting factor of rotational molding is the high degree of need for human interference, and for intrinsic process factors, automation is highly challenging.
  • the rotational molding process is suitable for the manufacture of large volume water tanks, however special attention should be given to the raw material, as to enable processing in shorter cycle times and to ensure a better homogenization of the thickness of the material. such raw material must be in powder form. The smaller the grain size, the better and faster the product will be manufactured. Larger grains need more time and (thermal) energy to fuse.
  • the raw material to be in powder form
  • additional steps to the process are required. These steps refer to composting and micronization, which turn the resin and pigment into pigmented grains, and later the powdered grain. To do so, they employ a granulator and a micronizer, in addition to their peripheral components. Obviously additional steps demand higher costs. There is the option of the manufacturer purchasing the raw material powder, but at a higher value this is not an option to cheapen the manufacture.
  • the rotational molding process involves more steps than the blowing process. Starting with the step of composting the raw material and micronizing the compost. Then the machine is supplied and the rotational molding takes place with rotation of the part. Once removed, the part must be deburred manually to achieve the final product.
  • Extrusion blow molded polymer a process known as Extrusion. Blow Molding (EBM), thus giving rise to a water tank or tank with excellent mechanical properties, free from residual stresses and splicing line, as heat and low pressures are used.
  • EBM Extrusion blow Molding
  • the extrusion and blowing process is more refined and productive, allowing for a multitude of automations compared to rotational molding.
  • the extrusion and blowing process allows hollow products to be obtained, which is ideal for the manufacture of water tanks or tanks, and, due to its simplicity, has a much more competitive tooling cost when compared to the injection process.
  • Figure 1 Perspective view of the equipment for obtaining the liquid reservoir by the blow molding process
  • Figure 2 Perspective view showing the steps for obtaining the water tank by the blow molding process
  • Figure 3 Perspective view showing the steps for obtaining a tank by the blow molding process
  • Figure 4 Side view showing obtaining a pair of water bodies by blow molding process, with exploded parts detail;
  • Figure 5 Side view showing the obtaining of a pair of water tank covers by blow molding process, with exploded detail of the parts;
  • Figure 6 Perspective detail showing obtaining a lost head water body by blow molding process, with exploded detail of the parts;
  • Figure 7 Flowchart detailing the steps of the blow molding process.
  • THE "WATER BOX MANUFACTURED BY THE BLOW MOLDING PROCESS" object of this patent application, proposes to obtain water tanks (1), body (1 A) and / or lid (1 B) or tank (T) by the extrusion and blowing process, with simple execution steps, and the use of polymers such as polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride isolated or associated with pigments and resins to a lesser extent.
  • Extrusion Blow Molding EBM
  • EBM Extrusion Blow Molding
  • a blower machine (2) and its drive and control means (A) is effected in a blower machine (2) and its drive and control means (A), and is provided with a feed funnel (3) containing the polymer, which is plasticized on the extruder thread (4) heated to the point of melting, so that passing through the head (5) and tube-like die yields the parison (6).
  • the mold (7) is closed and the blow pin (8) inflates the parison tube forcing it to the surface of the mold cavity (7) whose cooling system causes the material to solidify around the contour.
  • the extrusion and blow molding process involves various levels of automation, including burr (R), cutting, printing and other finishing operations can for example be carried out by robots. As shown in Figure 4, the extrusion blow molding process can be applied to obtain a pair of water box bodies (1A) with the central blow pin (8) as shown in Figure 5 to obtain a pair of lids (1 B) or as shown in Figure 6 a body (1 A) of lost head water tank (R).
  • the molds (7) are divided into two halves in the shape and size appropriate to the water tank (1), body (1 A) and / or lid (1 B) or tank (T) to be manufactured.
  • the preferred polymer is polyethylene, but not limited to it, and polypropylene, vanilla polychloride, among others may be used.
  • the blow molding process starts in a first step (E1) with the filling of the machine, there is no need to compost the raw material, the pigment can be adhered to resin inside. extruder machine.
  • a second stage (E2) the breath is given.
  • the third deburring step (E3) takes place automatically, so that in the fourth step (E4) the finished product is finished.

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Abstract

Caixa d'água fabricada pelo processo de moldagem por sopro, propõe a obtenção de caixas d'água (1), corpo (1 A) e/ ou tampa (1B) ou tanque (T) pelo processo de extrusão e sopro, com simples etapas de execução, e a utilização de polímeros como polipropileno, polietileno, policloreto de vinila isolados ou associados a pigmentos e resinas em menor proporção.

Description

"CAIXA D ÁGUA FABRICADA PELO PROCESSO DE MOLDAGEM POR SOPRO" Introdução
[0001 J Trata a presente solicitação de Patente de Invenção de uma inédita "CAIXA D ÁGUA FABRICADA PELO PROCESSO DE MOLDAGEM POR SOPRO", mais particularmente de uma caixa d'água, corpo el ou tampa, ou tanque de água, obtida pelo processo de extrusão e sopro utilizando polímero, cuja disposição construtiva reproduz o formato e o volume do produto requerido, promovendo assim uma série de vantagens práticas e operacionais.
Breve Histórico
[0002] A grande demanda por recipientes plásticos nos segmentos de alimentos, de bebidas, automotivo, etc, não sendo diferente com o de caixas d'água, obrigou os fabricantes a desenvolverem soluções e tecnologias capazes de atender o mercado e fazer frente à forte concorrência interna e externa.
[0003] Neste contexto os processos de obtenção são fundamentais no sentido de propiciar uma relação custo x benefício vantajosa, tanto para o fornecedor quanto para o comerciante e consumidor final.
[0004] Os processos de injeção, rotomoldagem e sopro ou uma combinação desses são os mais utilizados na fabricação de produtos plásticos como galões, garrafas, frascos e, em consonância com esse pedido de patente, caixas d'água as quais devem apresentar certas particularidades no que tange a resistência mecânica, espessura de parede controlada, diversidade de texturas e cores.
[0005] Os processos de injeção e de sopro são mais usuais na obtenção de peças menores, ao passo que rotomoldagem, e em alguns casos o de injeção também são correntes na fabricação das caixas d'água e tanques, cada qual com suas vantagens e desvantagens.
Estado da Técnica
[0006] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre a matéria em apreço, como o PI 9104197-0 que trata de um processo para obtenção de embalagem ou reservatório de água potável na forma de garrafas, garrafões ou mesmo caixas d'água ou assemelhados de 10 até 1000 L, ou mais, que utiliza o polipropileno como matéria prima moldado pelo processo de injeção, ou injeção sopro. [0007] A utilização do processo de injeção para obtenção de caixas d'água tem como grande vantagem a automação conseguida. Todavia, devido às altas temperaturas e pressões envolvidas são geradas tensões residuais, e linhas de emenda, em prejuízo as propriedades mecânicas requeridas. Importante salientar que o processo de injeção ou injeção - sopro afeta o design do produto devido a limitação na fabricação de peças ocas. Também é um inconveniente o custo de ferramental que é muito mais alto que os dos demais processos de fabricação de produtos plásticos. Assim, o processo de moldagem por injeção - sopro é mais apropriado para a produção em alta escala de recipientes de volume reduzido.
[0008] O PI0004872-0 se refere a uma máquina compacta para a moldagem de caixa d'água por rotomoldagem utilizando polietileno. A máquina, apesar de compacta, agrega todas as etapas necessárias à fabricação do produto onde o molde tem o movimento circular efetivado por um motor apenas.
[0009] O processo se dá com a aplicação de calor e giro suave do molde contendo a mistura polimérica. É ideal para a obtenção de caixas d'água, uma vez que proporciona alta resistência mecânica não gerando tensões residuais e linha de emenda. Porém, o limitante da rotomoldagem é o elevado grau de necessidade de interferência humana, e por fatores intrínsecos ao processo, a automação é altamente desafiadora. O processo de rotomoldagem é adequado para a fabricação de caixas d'água de grandes volumes, no entanto especial atenção deve ser dada à matéria prima, uma vez que para possibilitar o processamento em tempos de ciclos menores, e garantir uma melhor homogeneização da espessura da parede, tal matéria prima deve estar na forma de pó. Quanto menor a dimensão dos grãos, melhor e mais rápida será a fabricação do produto. Grãos maiores necessitam de mais tempo e energia (térmica) para fundirem. Por outro lado, para que a matéria prima fique na forma de pó são necessárias etapas adicionais ao processo. Essas etapas se referem a compostagem e a micronização, que transformam a resina e o pigmento em grãos pigmentados, e posteriormente o grão em pó. Para tanto, empregam uma granuladora e um micronizador, além de seus componentes periféricos. Obviamente etapas adicionais demandam custos maiores. Há a opção de o fabricante adquirir a matéria prima em pó, porém a um valor mais elevado não sendo esta uma opção para baratear a fabricação. [0010] Em síntese, o processo de rotomoldagem envolve mais etapas que o processo de sopro. A iniciar pela etapa da compostagem da matéria prima e micronização do composto. Em seguida, a máquina é abastecida e a rotomoldagem se dá com giro da peça. Uma vez retirada, a peça deve ser rebarbada manualmente para então se conseguir o produto final.
Da Invenção
[001 1 ] Tendo em vista a superação dos limitantes técnicos fartamente expostos, o inventor, após estudos e pesquisas, criou a caixa d'água, corpo el ou tampa, ou tanque utilizando polímero moldado por extrusão e sopro, processo esse conhecido como Extrusion Blow Moulding (EBM), desse modo originando uma caixa d'água ou tanque com ótimas propriedades mecânicas, isentas de tensões residuais e linha de emenda, haja vista utilizar calor e baixas pressões. Além disso, o processo por extrusão e sopro é mais refinado e produtivo, que possibilita uma infinidade de automações quando da comparação com a rotomoldagem. O processo de extrusão e sopro permite a obtenção de produtos ocos, que é ideal para a fabricação de caixas d'água ou tanques, além de, devido a sua simplicidade, apresentar custo de ferramental bem mais competitivo quando comparado com o processo de injeção. A simplicidade processual, entre outros fatores decorre de uma menor preocupação com a matéria prima, haja vista não necessitar das etapas de compostagem e micronização como no processo de rotomoldagem. O próprio extrusor do equipamento realiza a homogeneização da resina plástica com o pigmento, não havendo necessidade da transformação em pó.
Vantagens da Invenção
[0012] Em suma, a invenção apresenta como vantagens mais preponderantes:
Possibilidade de elevado grau de automação processual do processo de obtenção da caixa d'água ou partes dessas ou tanque - pouca intervenção humana;
Ótima resistência mecânica;
Produto final sem tensões residuais e linha de emenda;
Controle de variáveis do processo como o peso da matéria prima - ao contrário da rotomoldagem em que a dosagem é feita manualmente, neste processo a mistura se dá automaticamente; Obtenção de caixas d'água, partes dessas, ou tanque com parede multicamadas - possibilidade de fazer o acabamento interno com cor e/ ou textura diferente do acabamento externo;
■ Redução de homens/ hora por peça;
■ Não necessita de compostagem e micronização;
■ A rebarbação é automática;
■ Capaz de produzir peças ocas sem ferramental complexo;
■ Custo de ferramental menor quando comparado à injeção.
Descrição das Figuras
[0013] A invenção será descrita com referência aos desenhos anexos, nos quais estão representadas de forma ilustrativa e não limitativa:
Figura 1 : Vista em perspectiva do equipamento para obtenção do reservatório para líquidos pelo processo de moldagem por sopro;
Figura 2: Vista em perspectiva mostrando as etapas para obtenção da caixa d'água pelo processo de moldagem por sopro;
Figura 3: Vista em perspectiva mostrando as etapas para obtenção de um tanque pelo processo de moldagem por sopro;
Figura 4: Vista lateral mostrando a obtenção de um par de corpos de caixa d'água pelo processo de moldagem por sopro, com detalhe explodido das peças;
Figura 5: Vista lateral mostrando a obtenção de um par de tampas de caixa d'água pelo processo de moldagem por sopro, com detalhe explodido das peças;
Figura 6: Detalhe em perspectiva mostrando a obtenção de um corpo de caixa d'água com cabeça perdida pelo processo de moldagem por sopro, com detalhe explodido das peças;
Figura 7: Fluxograma detalhando as etapas do processo de moldagem por sopro.
Descrição Detalhada
[0014] A "CAIXA D ÁGUA FABRICADA PELO PROCESSO DE MOLDAGEM POR SOPRO", objeto desta solicitação de Patente de Invenção, propõe a obtenção de caixas d'água (1 ), corpo (1 A) e/ ou tampa (1 B) ou tanque (T) pelo processo de extrusão e sopro, com simples etapas de execução, e a utilização de polímeros como polipropileno, polietileno, policloreto de vinila isolados ou associados a pigmentos e resinas em menor proporção.
[0015] Mais particularmente, o processo de extrusão e sopro conhecido como Extrusion Blow Moulding (EBM) aplicado na fabricação de caixas d'água (1 ), corpo (1 A) e/ ou tampa (1 B) , ou tanque (T) é efetivado em uma máquina sopradora (2) e respectivo meios de acionamento e controle (A), sendo dotada de um funil de alimentação (3) contendo o polímero, que segue para plastificação na rosca extrusora (4) aquecido até o ponto de fusão, de forma que ao passar pelo cabeçote (5), e matriz na forma de tubo origina o parison (6). Em seguida, o molde (7) é fechado e o pino de sopro (8) infla o tubo de parison forçando-o até a superfície da cavidade do molde (7) cujo sistema de resfriamento faz com que o material se solidifique dando o contorno a caixa d'água (1 ), corpo (1 A) e/ ou tampa (1 B) ou tanque (T). Por fim, a pressão interna do molde é aliviada, e a caixa d'água (1 ) conforme ilustrado na figura 2, ou tanque (T), conforme ilustrado na figura 3, é facilmente retirada da máquina após a abertura do molde (7). O processo de obtenção por extrusão e sopro comporta vários níveis de automação, inclusive as operações para retirada de rebarba (R), de corte, de impressão e outros acabamentos podem ser, por exemplo, efetivadas por robôs. Conforme ilustrado na figura 4, o processo de moldagem por extrusão e sopro pode ser aplicado para obtenção de um par de corpos (1 A) de caixa d'água com o pino de sopro (8) central, conforme figura 5 para obtenção de um par de tampas (1 B) ou então conforme figura 6 um corpo (1 A) de caixa d'água com cabeça perdida (R). Os moldes (7) são repartidos em duas metades no formato e dimensão apropriados a caixa d'água (1 ), corpo (1 A) e/ ou tampa (1 B) ou tanque (T) que se deseja fabricar. O polímero preferencial é o polietileno, porém não limitado a esse, podendo ser utilizado o polipropileno, o policloreto de vanila, entre outros.
[0016] Basicamente, conforme ilustrado na figura 7, o processo de moldagem por sopro tem início em uma primeira etapa (E1 ) com o abastecimento da máquina, não havendo necessidade de compostar a matéria prima, podendo o pigmento ser aderido a resina no interior do extrusor da máquina de sopro. Em uma segunda etapa (E2) se dá o sopro. A terceira etapa (E3) de rebarbação se dá automaticamente, para na quarta etapa (E4) se ter o produto final acabado.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1 ) "CAIXA D ÁGUA FABRICADA PELO PROCESSO DE MOLDAGEM POR SOPRO", caracterizado por utilizar processo de extrusão e sopro, Extrusion Blow Moulding, na fabricação de caixas d'água (1 ), corpo (1 A) e/ ou tampa (1 B) ou tanque (T) com polímeros.
2) "CAIXA D ÁGUA FABRICADA PELO PROCESSO DE MOLDAGEM POR SOPRO" de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela máquina sopradora (2) ter um funil de alimentação (3) contendo o polímero, que segue para plastificação na rosca extrusora (4) que ao passar pelo cabeçote (5), e matriz na forma de tubo origina o parison (6); o molde (7) é fechado e o ar comprimido (8) infla o tubo de parison; o sistema de resfriamento solidifique o material dando o contorno da caixa d'água (1 ); a pressão interna do molde é aliviada, e a caixa d'água (1 ), corpo (1 A) e/ ou tampa (1 B) ou tanque (T) são retirados.
3) "CAIXA D ÁGUA FABRICADA PELO PROCESSO DE MOLDAGEM POR SOPRO" de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo molde (7) assumir qualquer formato e dimensão.
4) "CAIXA D ÁGUA FABRICADA PELO PROCESSO DE MOLDAGEM POR SOPRO" de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por aplicar multicamadas na caixa d'água (1 ), corpo (1 A) e/ ou tampa (1 B) ou tanque (T).
5) "CAIXA D ÁGUA FABRICADA PELO PROCESSO DE MOLDAGEM POR SOPRO" de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela aplicação em tanques e reservatórios de líquidos em geral.
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