BRPI0601408B1 - "método para a produção de uma peça polímera conformada espumada com borracha de silicone líquida" - Google Patents
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Abstract
"usos de um método para a produção de peças polímeras na forma de espuma de borracha de silicone líquido". a presente invenção refere-se ao uso de um método para a produção de uma peça polímera conformada espumada com borracha de silicone líquido lsr como composição de modelagem, pode ser produzida uma peça polímera que tenha um grau de formação de espuma de 5 a 70% em volume e/ou uma dureza shore a reduzida de pelo menos 10% em relação a uma peça polímera conformada de lsr não espumada. nesse método, a composição de modelagem está presente antes do processamento na forma de dois componentes separados (a,b). no início da preparação esses componentes são transportados separadamente em duas correntes sob pressão elevada e uma impregnação substancialmente contínua com um agente de expansão (c) é executado - em ambos ou em apenas um dos componentes. após a impregnação, as duas correntes (32a, 32b) são levadas juntas e também misturadas juntas sob elevada pressão. finalmente, enquanto se reduz a pressão, a mistura reativa formada durante a misturação é injetada em uma cavidade aquecida de uma ferramenta conformadora na qual a composição de modelagem é espumada simultaneamente com uma reação de encadeamento cruzado. a peça polímera conformada que é produzida forma um corpo que é projetado de acordo com seu propósito, em relação a uma interação com um objeto ativado ou com o=um outro objeto não ativado.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UMA PEÇA POLÍMERA CONFORMADA ESPUMADA COM BORRACHA DE SILICONE LÍQUIDA". A presente invenção refere-se a usos de um método para a produção de peças polímeras em forma de espuma de borracha de silicone líquido. O termo LSR ("borracha de silicone líquido") usado comumente para esse polímero é usado como segue. LSR é um sistema polímero de dois componentes cujos componentes não são individualmente reativos e que é oferecido no comércio com características ajustadas pré determinadas. Os componentes LSR são semelhantes a pastas. Eles são combinados por meio de técnicas de bombe-amento especial, medição e misturação até uma composição de modelagem, que pode ser processada para peças polímeras conformadas em uma máquina de injeção de modelagem. A uma temperatura elevada (a aproximadamente 150-200^) a LSR é uma borracha de silicone de encadeamen-to cruzado, ou seja, uma assim chamada "borracha de silicone de encadea-mento cruzado de alta temperatura" (borracha de silicone HTV). A reação de encadeamento cruzado do polímero é, por exemplo, um aditivo de encade-amento cruzado catalisado com platina no qual um polisiloxano reage com um agente de encadeamento cruzado (compreendendo cadeias polímeras curtas) e sob a influência de um catalisador Pt. O agente de encadeamento cruzado e os catalisadores são meios parciais para realizar-se a reação de encadeamento cruzado e formar dois componentes de um agente de encadeamento cruzado.
Em comparação com silicones convencionalmente encadeados (sintéticos ou naturais) a LSR é caracterizada por uma alta resistência à temperatura e também por uma boa tolerância fisiológica que a torna inofensiva em relação aos requisitos higiênicos. A estabilidade da LSR em relação a outros meios é uma regra satisfatória; entretanto ela é freqüentemente mais deficiente que a do silicone sólido, por exemplo se a LSR entra em contato com petróleo, gorduras, óleos ou substâncias aromáticas. A formação de espuma de silicone sólido e o uso desse material como composição de modelagem é conhecida - em contraste com um processamento análogo de LSR. Um agente de expansão química é usado como aditivo no silicone sólido, como em processamentos clássicos de silicone. Com silicone sólido a adição de aditivos tem que ser realizada em um estágio preliminar, o que contribui consideravelmente para os custos do processamento. Além disso, os processos de produção do molde usando-se silicone sólido podem como regra ser apenas parcialmente automatizados e a armazenagem de silicone sólido é menos simples que a de LSR.
Agentes de expansão química não conduziram ao sucesso com LSR, uma vez que a decadência térmica/decomposição do agente de expansão ocorre primeiramente na ferramenta e a reação de encadeamento cruzado da LSR é rápida demais para resultar uma espuma de qualidade adequada. A LSR é um material que é muito sensível ao corte e ao tempo de residência. Por esta razão, são utilizados nos processos conhecidos de modelagem por injeção transportadores de pressão que apenas transportam, e não homogeneizam nem misturam. Em métodos conhecidos para a injeção de moldagem de espuma de termoplásticos (veja por exemplo a EP-B-0952908) o agente de expansão é adicionado em pontos em um ou mais furos na unidade de injeção. Nesse arranjo, ele tem que ser misturado intensamente. Se alguém usar esse método analogamente para processar LSR, a mistura intensa resulta em corte o que começa um encadeamento cruzado prematuro em zonas de estagnação. Desta forma, o procedimento chega a uma paralisação. Tentativas de usar-se o método conhecido analogamente em LSR não levaram, assim, ao sucesso.
Um carregamento em batelada dos componentes LSR com um agente de expansão física já é conhecido (veja EP-A- 0 593 863). Esse método não é adequado para ser usado como método parcial e combinação com um método de modelagem por injeção. A modelagem por injeção é realizada quase continuamente e assim grandemente ou substancialmente continuamente (com a composição de moldagem preparada sendo injetada na ferramenta que dá a forma de modo intermitente, por exemplo, em ciclos de 20s). Apesar do procedimento em batelada esse método combinado seria possível mas seria muito oneroso: um longo período de tempo (pelo menos 2 horas, de acordo com a EP-A- 0 593 863) e consequentemente reservatórios de grande volume seriam necessários. A pré carga em batelada não é, por esta razão, econômica e assim não pode ser posta em prática industrial. A formação de espuma da LSR seria economicamente vantajosa por muitas razões. As características do material da LSR dependem parcialmente da seleção de matérias-primas. Um espectro característico da LSR pode, no entanto, ser apenas ajustado até um grau limitado por meio das matérias-primas. Novas características do material podem ser produzidas por meio da formação de espuma com a qual novos campos de aplicação podem ser descobertos. Além disso, a formação de espuma facilita uma utilização mais eficiente de matérias-primas. Os componentes tornam-se mais leves, o uso do material mais econômico.
As aplicações que vêm a questão são similares àquelas de silicones sólidos espumados, entretanto silicones espumados fisicamente, isto é, peças de polímeros conformados feitas de LSR, têm as seguintes vantagens adicionais: - ajuste das características do componente através do processo de produção e não através de uma etapa de processamento especial (análogo à adição de aditivos ao agente de expansão química no silicone sólido); maior grau de formação de espuma, uma vez que concentrações maiores do agente de expansão física são possíveis: nenhum prejuízo às características mecânicas e/ou fisiológicas pelos resíduos de decomposição de um agente de expansão química. Devido ao fato de que nenhum resíduo de decomposição permanece no polímero, uma maior suavidade pode ser alcançada, por exemplo. É também desejável ser capaz de produzir peças polímeras conformadas fisicamente espumadas de LSR. Um método de injeção em molde é conhecido da DE-A-198 53 021 com a qual peças polímeras conformadas espumadas podem ser produzidas. Após um outro desenvolvimento adequado, esse método pode ser usado para também produzir peças conforma- das espumadas feitas de LSR. Este método especial está descrito na Euro-pean Application (EP 4405329)que não foi publicada anteriormente.
Esse método para a produção de corpo polímero espumado a partir da composição de modelagem da LSR é substancialmente contínuo (isto é, quase contínuo). A composição de modelagem que foi preparada de forma especial, isto é, impregnada com um agente de expansão física, é injetada em uma ferramenta de conformação. Lá a reação de encadeamento cruzado ocorre a uma elevada temperatura simultaneamente com a formação de pequenas bolhas de espuma. Antes de sua preparação, a composição de modelagem está presente na forma de dois componentes que são mantidos separados, que contêm respectivamente meios parciais para realização da reação de encadeamento cruzado e que diferem devido a esses meios parciais. Os dois componentes são transportados separadamente em duas correntes a pressão elevada no início da preparação. Nesse arranjo pelo menos um dos componentes é impregnado com o agente de expansão química. As duas correntes são transportadas juntas após a impregnação -ainda sob pressão elevada e são misturados em conjunto. No fim das contas a mistura de reação formada durante a mistura é medida e injetada em uma cavidade da ferramenta de conformação com a pressão sendo reduzida. O objetivo da invenção é aplicar esse método que foi também desenvolvido e que representa uma invenção para tornar úteis peças polí-meras conformadas de LSR espumada. Peças polímeras conformadas espumadas tais como essa podem ser produzidas pelo uso do método definido na reivindicação 1.0 próprio método é o objetivo do mencionado, não publicado anteriormente, pedido (EP 4405320).
Uma peça polímera conformada feita de LSR pode ser produzida pelo uso do método e tem um grau de formação de espuma de 5 a 70% em volume e/ou uma dureza Shore A que é reduzida de pelo menos 10% em relação a uma peça polímera conformada feita de LSR não espumada. A peça polímera conformada produzida forma um corpo que, em relação à interação com um objeto ativado ou com um outro objeto não ativado, é especialmente projetado em relação a suas características físicas de acordo com seu propósito.
As reivindicações dependentes 2 a 10 referem-se a modalidades vantajosas das peças polímeras conformadas produzidas de acordo com a invenção. A invenção será explicada a seguir com a ajuda dos desenhos, que mostram: Figurai um diagrama de bloco de uma instalação com a qual o método a ser usado pode ser executado, Figura 2 um equipamento de impregnação, ilustrado como seção longitudinal e uma vista lateral, e Figura 3 um desenho feito de uma fotografia microscópica que mostra uma seção através de uma LSR espumada.
Uma instalação 1, pela qual o método a ser usado pode ser realizado, está ilustrada na Figura 1 como um diagrama de bloco. Os reservatórios 11 e 12, para os componentes da composição de modelagem A e B, são conectados através das bombas 12a e 12b com equipamentos de impregnação 2a e 2b. (Pode ser também apenas um equipamento de impregnação). Uma modalidade 2 para os equipamentos de impregnação 2a, 2b é descrita com a ajuda da Figura 2. Os corpos polímeros ou as peças polímeras conformadas que devem ser criadas de acordo com o objetivo podem ser produzidos por meio de uma máquina de injeção de moldagem, os equipamentos 2a, 2b e também um equipamento de misturação 3. A formação de espuma ocorre em uma ferramenta de conformação 5 simultaneamente com a reação de encadeamento cruzado. Os dois componentes A e B (ou apenas um componente) são impregnados com um fluido de expansão física C que é alimentado por uma bomba (ou compressor) 13a fora de um reservatório 13 através de uma linha 132' e conexões de tubo de entrada 132 nos equipamentos de impregnação 2a, 2b. C02, N2 ou um composto de hidrogênio (por exemplo, pentano) ou uma mistura dos gases mencionados pode ser usado como fluido de expansão C.
Após a impregnação os componentes A e B são transportados através das linhas 32a, 32b para o equipamento de misturação 3, onde eles são levados em conjunto e também misturados sob elevada pressão. Finalmente a mistura é injetada em uma cavidade da ferramenta de conformação 5 enquanto reduz-se a pressão. A cavidade é aquecida para acelerar a reação de encadeamento cruzado. Um equipamento de conexão 4 - não ilustrado - que inclui um equipamento de medição e um orifício acelerador é conectado ao equipamento de misturação 3. O orifício acelerador abre na cavidade da ferramenta de conformação 5. O equipamento de impregnação 2 inclui os seguintes componentes: um gabinete 20 para uma câmara de misturação cilíndrica 21 na qual os elementos misturadores estáticos 22 são arranjados e também os troncos de conexão 20a, 20b para a composição a ser impregnada; além disso uma parede tubular 23 (ou manga 23) entre o gabinete 20 e a câmara de misturação 21, que é produzida de um material poroso (por exemplo, de grãos de material sinterizado). Os fluidos de expansão C que podem ser alimentados sob pressão podem ser distribuídos homogeneamente através da parede 23 sobre a superfície do gabinete da câmara de misturação 21. O fluido de expansão C, que é alimentado através do tronco 132, flui através de um vão anelar 24 tangencialmente e axialmente sobre a superfície externa da parede tubular 23.
Um sistema de canais 6 para um meio de resfriamento é integrado ao gabinete 20 (sugerido pelas setas 7, 7') com o qual o calor pode ser extraído durante a impregnação dos componentes da composição de modelagem A e B processados pelos elementos de misturação 22.
Pelo uso do método descrito, pode ser produzida uma peça po-límera conformada de LSR espumada que tenha um grau de formação de espuma de 5 a 70% em volume. A dureza Shore (Shore A) em relação à peça polímera conformada de LSR não espumada pode ser reduzida em pelo menos 10%. A Figura 3 mostra um desenho que foi preparado de uma gravação microscópica. A gravação mostra uma seca através de uma amostra de LSR espumada e mostra microporos 8 e macroporos 9. A superfície cortada mostrada tem uma dimensão de um ou dois milímetros quadrados. Apensa os contornos dos microporos 8 são mostrados. Na fotografia original, pode-se ver diferentes sombreados dentro dos contornos - dependendo da posição da seção plana em relação à posição dos poros: sombra escura para poros profundos, sombra leve para poros rasos. As topografias internas parecendo uma orelha ou aurícula são também sugeridas nos macroporos 9. Uma parte periférica está ilustrada na Figura 3 em um canto da amostra, Em uma região interna da amostra a densidade dos macroporos 9 aumenta. Uma estrutura mais regular, preferivelmente uma estrutura microcelular pode ser alcançada tanto pela otimização do material quanto pela otimização do processo. Microcélulas são células - acima chamadas de poros - com um diâmetro menor que aproximadamente 0,1 mm; uma espuma com uma estrutura microcelular é uma espuma com células cujo diâmetro médio (tamanho da célula) é menor que 0,1 mm.
As medições de dureza (de acordo com a Shore A) foram feitas na amostra ilustrada bem como em outras amostras da mesma geometria. Nesta conexão, foram medidas reduções na dureza, que ficaram entre 22 e 65% dependendo do grau de formação de espuma ajustado. O grau de formação de espuma pode ser mencionado como uma redução na densidade. Esta é de aproximadamente 50% na amostra ilustrada. São possíveis várias áreas de uso para peças polímeras conformadas feitas de LSR espumada que resultam em uma lucratividade melhorada. Aplicações individuais podem também ser possíveis. A pela polímera conformada é por exemplo um cabo para uma peça de equipamento esportivo ou de trabalho. Nesse arranjo, características palpáveis da LSR espumada transportam uma sensação de fixação que estimula vantajosamente o sentido do tato. Uma sensação agradável de fixação desse tipo é um "toque suave", por exemplo. Além disso, as características de fricção da superfície de fixação podem ser modificadas de tal forma que elas dão uma sensação de posse segura a uma mão que faz a pega.
Uma outra modalidade é uma prótese médica ou um implante médico. Implantes mais leves e suaves e também almofadas ou protetores com novas características são possíveis: melhor amortecimento, menos falhas no tecido envolvente (enrolado). Em particular pode ser produzido um implante de seios, onde devido à densidade compatível, flexibilidade e características de amortecimento da LSR espumada, surge uma boa compatibilidade da prótese em relação ao tecido que envolve o corpo. A peça polímera conformada pode ser uma chupeta reconfortante ou um bico de mamadeira para crianças ou bebês. Devido à densidade compatível, flexibilidade e características de amortecimento da LSR espumada, esse produto torna possível para uma criança experimentar uma sensação de mordida natural. À parte dessas novas características no que concerne à dureza, resulta um uso mais econômico do material. A peça polímera conformada pode também ser projetada como um recipiente para uso doméstico. Um recipiente desse tipo é, em particular, uma forma de cozimento ou uma travessa de congelamento para produzir cubos de gelo nas quais as características térmicas são melhoradas. Há a-qui também um uso mais econômico de material. As peças polímeras conformadas recém-produzidas ainda contêm monômeros perturbadores ou outros componentes os quais não reagiram. Esses componentes perturbadores podem ser removidos por meio de um processo de revenido. O tempo de revenido é reduzido como resultado de condições mais favoráveis de difusão na LSR espumada.
Um outro exemplo para uma peça polímera conformada de a-cordo com a invenção é um corpo de amortecimento que seja adequado para amortecimento oscilante em um objeto que produz ruído (por exemplo um carro) ou um objeto vibrante (por exemplo, um ventilador).
As peças polímeras conformadas podem também ser designadas em formas que sejam adequadas para propósito de impermeabilização ou para a compensação de tolerâncias de produção. Uma suavidade aumentada toma possíveis novos conceitos de impermeabilização nos quais uma maleabilidade melhorada é útil. A peça polímera conformada pode também ser usada para um cilindro de impressão como uma cobertura ou revestimento tubular, para produzir uma superfície de impressão técnica, a qual, por exemplo, facilita uma característica de fricção melhorada usando-se menos material. O polímero pode ser usado na forma de um material composto, em particular um material nano composto, ao qual aditivos eletricamente condutores são adicionados. Uma peça polímera conformada com aditivos metálicos pode ser usada como tela contra ondas eletromagnéticas. Nesse arranjo é conhecida uma redução da proporção de metal em comparação com telas conhecidas. Usando-se aditivos metálicos, a condutividade elétrica da peça conformada pode ser aumentada para assim evitar cargas eletrostá-tícas.
As áreas de uso dos materiais compostos condutores mencionados são, por exemplo: tratamento antiestáticos de plásticos, embalagem antiestática, separação eletromagnética, dissipação de calor em microeletrô-nica, redução das resistências de superfície por razões de segurança para meios de operação elétrica em áreas com risco de explosão.
REIVINDICAÇÕES
Claims (10)
1. Método para a produção de uma peça polímera conformada espumada com borracha de silicone líquida LSR como composição de modelagem, caracterizado pelo fato de que: a composição de modelagem está presente antes do processamento na forma de dois componentes separados (A,B), no início de uma preparação esses componentes são transportados separadamente em duas correntes sob pressão elevada e, nisso, uma impregnação substancialmente contínua com um agente de expansão (C) é realizada em ambos ou em apenas um dos componentes, após a impregnação, as duas correntes (32a, 32b) são, além disso, levadas juntas e também misturadas sob pressão elevada e finalmente, enquanto se reduz a pressão, a mistura reativa formada durante a mistura é injetada em uma cavidade aquecida de uma ferramenta de conformação (5) na qual a composição de modelagem é simultaneamente espumada com uma reação de encadeamento cruzado, sendo que: a peça polímera conformada produzida tem um grau de formação de espuma de 5 a 70% em volume e/ou a dureza Shore A é reduzida em pelo menos 10% em relação à peça polímera conformada da LSR não espumada e a pela polímera conformada produzida forma um corpo o qual, em relação a uma interação com um objeto ativado ou com um outro objeto não ativado e em relação a suas características físicas, é projetado de acordo com seu propósito.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a peça polímera conformada é um corpo livre de resíduos de agente de expansão química, de forma que as características em relação a aspectos físicos, químicos e/ou fisiológicos não são prejudicados por meio de tais resíduos.
3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça polímera conformada é um cabo para uma peça de equipamento esportivo ou de trabalho, onde as características palpáveis da LSR espumada transmitem uma sensação de fixação que estimula vantajosamente o sentido do tato e/ou as características de fricção modificadas dão uma sensação de posse segura a uma mão que faz a pega.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça polímera conformada é uma prótese médica, em particular um implante de seios, onde devido à densidade compatível, flexibilidade e características de amortecimento da LSR espumada, surge uma boa compatibilidade da prótese em relação ao tecido que envolve o corpo.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que é uma chupeta reconfortante ou um bico de mamadeira para crianças ou bebês, onde uma sensação de mordida natural pode ser experimentada como resultado da densidade compatível, flexibilidade e características de amortecimento da LSR espumada.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça polímera conformada é um recipiente para uso doméstico, em particular uma forma de cozimento ou uma travessa de congelamento para produzir cubos de gelo.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça polímera conformada é um corpo de amortecimento que seja adequado para amortecimento oscilante em um objeto que produz ruído ou em um objeto vibrante.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça polímera conformada é feita em uma forma que seja adequada para propósitos de impermeabilização ou para a compensação de tolerâncias de produção.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça polímera conformada é conformada como uma cobertura ou revestimento tubular para um cilindro de impressão, para produzir uma superfície de impressão técnica.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça polímera conformada feita de LSR é produzida com aditivos metálicos de forma que a peça conformada possa ser usada como tela contra ondas eletromagnéticas ou de forma que a condutividade elétrica da peça conformada seja aumentada para a prevenção de cargas eletrostáticas.
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| KR970021140A (ko) | 타이어용 가류블래더의 제조방법 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06A | Notification to applicant to reply to the report for non-patentability or inadequacy of the application [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B15K | Others concerning applications: alteration of classification |
Free format text: A CLASSIFICACAO ANTERIOR ERA: B29C 44/04 Ipc: B29C 44/34 (2006.01), C08J 9/02 (2006.01), C08G 77 |
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| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/12/2016, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |
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| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time | ||
| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |