BRPI0614862A2 - processo para fabricar uma estrutura celular à base de plástico, e, dispositivo para implementar o processo - Google Patents

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Dominique Grandjean
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Abstract

PROCESSO PARA FABRICAR UMA ESTRUTURA CELULAR à BASE DE PLáSTICO, E, DISPOSITIVO PARA IMPLEMENTAR O PROCESSO. é descrito um processo para fabricar uma estrutura celular à base de plástico, em que: lamelas paralelas de uma composição baseada em pelo menos um plástico são continuamente extrusadas, em uma direção aproximadamente horizontal, em uma matriz que tem uma face dianteira provida com uma pluralidade de fendas paralelas (5) e com um material isolante, pelo menos na superfície; e, mediante saída da matriz, os espaços dispostos entre duas lamelas adjacentes são sujeitos, em alternações sucessivas e entre duas unidades de dimensionamento (8) cujo comprimento é pequeno o bastante para a composição de plástico permanecer fundida, a uma injeção de gás comprimido e a um vácuo, os dois lados de uma dada lamela sendo, em relação a uma delas, sujeitos à ação do gás comprimido e, em relação à outra delas, sujeitos à ação do vácuo, e vice-versa, durante a alternação seguinte, de maneira a deformar as lamelas e soldá-las umas nas outras em pares, com a formação, em um plano aproximadamente paralelo à direção de extrusão, de uma estrutura celular cujas células constituintes estendem-se perpendicularmente à direção de extrusão.

Description

"PROCESSO PARA FABRICAR UMA ESTRUTURA CELULAR À BASE DE PLÁSTICO, E, DISPOSITIVO PARA IMPLEMENTAR O PROCESSO" A presente invenção diz respeito a um processo para fabricar uma estrutura celular baseada em um plástico, em particular baseada em poliariletersulfona. Ela também diz respeito a um dispositivo para implementar este processo.
Uma exigência encontrada em muitas indústrias (aeronáutica, automotiva, engenharia civil, naval, etc.) consiste em otimizar a relação propriedades mecânicas/peso das estruturas usadas. Muitos processos têm sido desenvolvidos para atingir este objetivo e, em particular, para reduzir o peso de estruturas de plástico. A maioria desses processos usa tanto a formação mecânica de células macroscópicas (pela montagem de correntes sólidas ou fondidas a fim de formar estruturas celulares referidas como estruturas "colméia") ou pela formação física de células microscópicas pela geração ou expansão de um gás (expansão ou formação de espuma usando agentes de sopro físicos ou químicos). Uma combinação dos dois tipos de processos têm sido também considerada.
O documento DE-A- 1 779 330 descreve um processo e uma cabeça de injeção para a fabricação contínua de produtos celulares feitos de materiais moldáveis por extrusão vertical de seções através de diversos bocais estacionários separados colocados lado a lado e terminando em uma câmara de sopro. As seções são defletidas transversalmente à direção de extrusão pela ação de meios de pressão, que podem ser especialmente um vapor, um líquido ou um gás, particularmente ar comprimido quente, e são soldadas umas nas outras. O uso de um fluido quente é necessário a fim de impedir que a matriz se resfrie e, assim procedendo, fazer com que o material se solidifique e a matriz fique entupida.
Este processo é específico para estruturas de pequenas dimensões (pequeno reticulado), mas não é adequado para a fabricação de estruturas celulares grandes do tipo "colméia". Isto se dá em virtude de tais estruturas se colapsarem pelo seu próprio peso. Além disso, mesmo para pequenas estruturas (reticulado), este processo leva a deformação das células da malha em decorrência do empuxo hidrostático do material fundido à montante da câmara de sopro.
Um processo para a fabricação de grandes estruturas celulares por extrusão contínua foi proposto no documento EP-B-I 009 625, cujo conteúdo está incorporado pela referência na presente descrição. Este processo consiste em:
extrusar continuamente, usando uma matriz multifendas, folhas paralelas de um termoplástico em uma câmara de resfriamento, com a vedação sendo provida entre as bordas longitudinais das folhas e as paredes da câmara, as várias folhas definindo, entre elas e com as paredes da câmara, compartimentos;
criar, nesta câmara e pela extremidade localizada no lado voltado para a matriz, um vácuo em cada compartimento par ou não par, de maneira a deformar e atrair, em pares, as folhas extrusadas a fim de produzir solda local por toda sua altura;
encher, pela extremidade localizada no mesmo lado da matriz, cada compartimento não par e par, alternando com os compartimentos anteriores, usando um fluido de resfriamento, que é água; e
. alternar, em cada compartimento, o vácuo e enchimento com um fluido de resfriamento, a fim de obter uma estrutura celular solidificada na câmara de resfriamento, em que as células são perpendiculares à direção de extrusão.
De acordo com este processo, as estruturas celulares obtidas são sólidas ao deixar a câmara de resfriamento. Isto se dá em virtude do uso de água na câmara de resfriamento selada ter a conseqüência de que este fluido permanece na célula que ele tem, em um tempo muito curto, inflou, soldou na célula vizinha e solidificou. Assimj a rápida solidificação é essencial para a viabilidade do processo já que, de outra forma, a estrutura celular aderiria nas paredes da câmara de resfriamento comprida (tubular) e, portanto, implicaria em altas quedas de pressão.
Além disso, a geometria da matriz usada e os métodos de implementar este processo (e especialmente o uso de água como fluido de resfriamento) são tais que somente resinas muito fluidas, ou seja, resinas para moldagem por injeção, e, portanto, não para termoconformação, podem ser usadas (tipicamente com um índice de fluidez (MFI) de mais de 10 dg/min).
Além disso, primeiramente a temperatura do material na entrada da matriz tem que ser muito alta de maneira a reduzir a viscosidade da resina ao máximo possível, a fim de aumentar a taxa de soldagem, e, em segundo lugar, resinas com uma alta temperatura de transição vítrea ou um alto ponto de fusão não podem ser soldadas por esta técnica, já que elas resfriam muito rapidamente antes de uma solda poder ser produzida. Uma vez que certas resinas, tal como, por exemplo, poli(cloreto de vinila) (PVC), têm uma baixa estabilidade térmica, elas não podem ser aquecidas na temperatura desejada.
Além disso, certas composições são e em geral continuam sendo relativamente viscosas, mesmo a alta temperatura. Em decorrência disto, a soldagem intermitente das folhas adjacentes não é realizada corretamente.
Além do mais, uma vez que o material viscoso solidifica rapidamente em contato com a água presente na câmara de resfriamento, as folhas são extraídas somente um pouco na saída da matriz e, portanto, a estrutura celular obtida geralmente tem uma alta massa específica (expressa em quilos por dm de estrutura). Este processo, portanto, é limitado em termos de espessura das lamelas extrusadas, uma vez que, se elas forem muito finas, elas se solidificam antes de ser soldadas.
O objetivo da presente invenção é solucionar esses problemas e em particular obter estruturas celulares à base de plástico que são leves e que têm soldas de boa qualidade, isto sendo em uma ampla faixa de viscosidades e temperaturas. É baseado na observação surpreendente de que estruturas celulares tipo "colméia" podem ser extrusadas continuamente de uma maneira horizontal sem o uso de um fluido de resfriamento, e em particular sem uso de água. Isto se dá pelo fato de que, desde que a matriz seja pelo menos na superfície termicamente isolada e seja suficiente pequena para que o plástico fique ainda no estado fundido ou pastoso na saída da matriz, é possível usar um gás a uma temperatura abaixo da temperatura de processamento do plástico a fim de produzir as células, e fazê-lo sem causar ligação da estrutura ao sair da matriz. O processo assim torna-se menos caro que o processo com uso de água graças ao fato de que, por um lado, as forças envolvidas com a formulação e o custo associado com certos aditivos podem ser evitados e, por outro lado, a matriz pode ser simplificada, já que ela não tem mais que suportar água pressurizada dentro dela.
A presente invenção, portanto, diz respeito basicamente a um processo para fabricar uma estrutura celular à base de plástico, em que:
. lamelas paralelas de uma composição baseada em pelo menos um plástico são extrusadas continuamente, em uma direção aproximadamente horizontal, em uma matriz que tem uma face dianteira provida com uma pluralidade de fendas paralelas e com um material isolante, pelo menos na superfície; e
. ao sair da matriz, os espaços dispostos entre duas lamelas adjacentes são sujeitos, em sucessivas alternações e entre duas unidades de dimensionamento cujo comprimento é pequeno o bastante para a composição plástica permanecer fundida, a uma injeção de gás comprimido e a um vácuo, os dois lados de uma dada lamela sendo, em relação a uma delas, sujeitos à ação do gás comprimido e, em relação à outra delas, sujeitos à ação do vácuo, e vice-versa, durante a alternação seguinte, de maneira a deformar as lamelas e soldá-las umas nas outras em pares, com a formação, em um plano aproximadamente paralelo à direção de extrusão, de uma estrutura celular cujas células constituintes estendem-se perpendicularmente à direção de extrusão.
Na presente descrição, o termo "plástico" significa qualquer polímero termoplástico, incluindo elastômeros termoplásticos, e também misturas destes. O termo "polímero" denota tanto homopolímeros quanto copolímeros (especialmente copolímeros binários ou ternários). Exemplos de tais copolímeros são, de forma não limitante: copolímeros aleatórios, copolímeros blocos lineares, outros copolímeros blocos e copolímeros de enxerto.
Qualquer tipo de polímero ou copolímero termoplástico cujo ponto de fusão, se o co(polímero) for semicristalino, e cuja temperatura de transição vítrea, se o co(polímero) for amorfo, é abaixo da temperatura de decomposição é adequado. Entre termoplásticos sintéticos que são particularmente adequados, pode-se mencionar termoplásticos semicristalinos que têm uma faixa de fusão de pelo menos 10°C. Exemplos de tais materiais incluem aqueles que apresentam polidispersão no seu peso molecular.
O seguinte pode ser especialmente usado: poliolefmas, haletos de polivinila (por exemplo, PVC) ou haletos de polivinilideno; poliésteres termoplásticos; fluoropolímeros termoplásticos; poliariletersulfonas tais como polifenilsulfonas (PPSU); policetonas, poliamidas (PA) e seus copolímeros. Poliolefmas (e, em particular, polipropileno (PP) e polietileno (PE)), poliariletersulfonas, tais como polifenilsulfonas (PPSU), PAs, PVCs e fluoropolímeros termoplásticos têm dado bons resultados.
Com os propósitos da presente invenção, um poliariletersulfona denota qualquer polímero no qual pelo menos 5 % em peso das unidades de repetição são unidades de repetição (R) que satisfazem uma ou mais fórmulas compreendendo pelo menos um grupo arileno, pelo menos um grupo éter (-0-) e pelo menos um grupo sulfona [-S(=0)2-]. O poliariletersulfona pode especialmente ser um polibifenileterfulsfona, um polissulfona, um polietersulfona, um poliimidoetersulfona, ou senão uma mistura composta de poliariletersulfonas escolhidas das poliariletersulfonas supramencionadas.
Exemplos de tais polímeros que são bem adequados com o propósito da invenção são:
- RADEL® R polifenilsulfonas da Solvay Advanced Polymers, L.L.C que são exemplos de homopolímeros PPSU;
- homopolímeros polissulfona comercializados pela Solvay Advanced Polymers, L.L.C. com o nome comercial UDEL®; e
- polietersulfonas comercializadas pela Solvay Advanced Polymersj L.L.C com o nome RADIL® A.
Com o propósito da presente invenção, "fluoropolímero" deve denotar qualquer polímero compreendendo unidades recorrentes (R), mais de25 % em peso das ditas unidades recorrentes (R) sendo derivadas de pelo menos um monômero etilenicamente insaturado compreendendo pelo menos um átomo de flúor (doravante, monômero fluorado).
O fluoropolímero compreende preferivelmente mais de 30 % em peso, mais preferivelmente mais de 40 % em peso de unidades recorrentes derivadas do monômero fluorado.
O monômero fluorado pode compreender adicionalmente um ou mais outros átomos de halogênio (Cl, Br, I). Caso o monômero fluorado seja sem átomos de hidrogênio, ele é designado como per(halo)fluoromonômero. Caso o monômero fluorado compreenda pelo menos um átomo de hidrogênio, ele é designado como monômero fluorado contendo hidrogênio.
Em uma primeira modalidade da invenção, o polímero (F) é um fluoropolímero contendo hidrogênio.
Entende-se por "fluoropolímero contendo hidrogênio" um fluoropolímero da maneira definida anteriormente compreendendo unidades recorrentes derivadas de pelo menos um monômero contendo hidrogênio. O dito monômero contendo hidrogênio pode ser o mesmo monômero do monômero fluorado, ou pode ser um monômero diferente.
Assim, esta definição engloba notavelmente copolímeros de um ou mais per(halo)fluoromonÔmeros (por exemplo, tetrafluoretileno, clorotrifluoretileno, hexafluoropropileno, perfluoralquilviniléteres, etc.) com um ou mais comonômeros hidrogenados (por exemplo, etileno, propileno, viniléteres, monômeros acrílicos, etc.) e/ou homopolímeros de monômeros fluorados contendo hidrogênio (por exemplo, fluoreto de vinilideno, trifluoretileno, fluoreto de vinila, etc.) e seus copolímeros com comonômeros fluorados e/ou hidrogenados.
O fluoropolímero contendo hidrogênio é preferivelmente escolhido entre:
(F-I) Copolímeros TFE e/ou CTFE com etileno, propileno ou isobutileno (preferivelmente, etileno), com uma razão molar per(halo)fluoromonômero(s)/comonômero(s) hidrogenados de 30:70 a 70:30, opcionalmente contendo um ou mais comonômeros em quantidades de 0,1 a 30% em mols, com base na quantidade total de TFE e/ou CTFE e comonômero(s) hidrogenado(s) (ver, por exemplo, patente 3.624.250 e patente U.S. 4.513.129);
(F-2) Polímeros de fluoreto de vinilideno (VdF), opcionalmente compreendendo pequenas quantidades, em geral entre 0,1 e 15 % em mols, de um ou mais comonômeros fluorados (ver, por exemplo, patente 4.524.194 e patente U.S. 4.739.024) e opcionalmente compreendendo adicionalmente um ou mais comonômeros hidrogenados; e misturas destes.
De acordo com uma segunda modalidade da invenção, o polímero (F) é um per(halo)fluoropolímero. Com o propósito da invenção, o termo "per(halo)fluoropolímeroM é para denotar um fluoropolímero substancialmente sem átomos de hidrogênio.
O termo "substancialmente sem átomo de hidrogênio" significa que o per(halo)fluoropolímero consiste essencialmente em unidades recorrentes derivadas de monômeros etilenicamente insaturados compreendendo pelo menos um átomo de flúor e sem átomos de hidrogênio (per(halo)fluoromonômero).
O per(halo)fluoropolímero pode compreender unidades recorrentes compreendendo um ou mais outros átomos de halogênios (Cls Brs I).
O per(halo)fluoropolímero pode ser um homopolímero de um per(halo)fluoromonômero ou um copolímero compreendendo unidades recorrentes derivadas de mais de um per(halo)fluoromonÔmeros.
Per(halo)fluoropolímeros preferidos são selecionados entre copolímeros de TFE compreendendo unidades recorrentes derivadas de pelo menos um comonômero fluorado.
Bons resultados têm sido obtidos com copolímeros de TFE em que o comonômero fluorado é um ou mais de um perfluoralquilviniléter supra-especificado; resultados particularmente bons têm sido alcançados com copolímeros de TFE em que o comonômero fluorado é perfluormetilviniléter (de fórmula CF2=CFOCF3), perfluororetilviniléter (de fórmula CF2=CFOC2F5), perfluoropropilviniléter (de fórmula CF2=CFOC3F7) e suas misturas.
Melhores resultados têm sido obtidos com copolímeros de TFE em que o comonômero fluorado é perfluormetilviniléter, uma mistura de perfluorometilviniléter e perfluoropropilviniléter, uma mistura de perfluoro- etilviniléter e perfluoropropilviniléter ou perfluoropropilviniléter.
Copolímeros de MFA (copolímeros de FTE compreendendo unidades recorrentes derivadas de perfluormetiiviniléter) e copolímero de PFA (copolímeros de TTE compreendendo unidades recorrentes derivadas de perfluoropropilviniléter) adequadas para ser usadas para a composição da invenção encontram-se comercialmente disponíveis pela Solvay Solexis S.pA com o nome comercial de HYFLON® PFA e MFA.
Finalmente, é também possível usar, com o propósito da invenção, resinas termoplásticas reticuláveis, tais como PEs, TPVs e TPEs enxertados com silano, mas também borrachas naturais e sintéticas que podem ser formadas usando o processo de extrusão e subseqüentemente vulcanizadas a quente, passando-as por um forno ou por microondas.
O processo de acordo com a presente invenção vantajosamente aplica-se a composições à base de pelo menos um plástico (doravante denominadas mais simplesmente "composições"), cujo(s) polímero(s) constituinte(s) tem uma viscosidade (medida de acordo com a ISO 6721-10 (1999) na temperatura de processamento e a 0,1 rad/s) de pelo menos 2.500 Pa.s, preferivelmente pelo menos 3.000 Pa.s, ou mesmo pelo menos 4.000 Pa.s. Vantajosamente, ele aplica-se também a composições cujo(s) polímero(s) constituinte(s), se amorfo(s), tem (têm) uma temperatura de transição vítrea (Tg) maior ou igual a O0C5 preferivelmente maior que 40°C e em particular maior ou igual a 80°C e, se semicristalino, tem um ponto de fusão maior ou igual a 50°C, preferivelmente 100°C e em particular maior ou igual a 180°C. A composição usada no processo de acordo com a invenção pode consistir em um polímero, uma mistura de polímeros ou copolímeros, ou um composto de material(s) polimérico(s) com vários aditivos (estabilizantes, plastificantes, cargas inorgânica, orgânica e/ou natural ou polimérica, etc.). Nanocargas são particularmente adequadas já que permitem que a reologia de fusão da composição seja favoravelmente modificada, e portanto favorece sua aptidão para a fabricação de estruturas tipo colméia pelo processo de acordo com a invenção. Esta composição pode ser submetida a vários tratamentos, tais como expansão, orientação, etc.
O processo de acordo com a invenção dá bons resultados com composições de plástico que incluem um agente de sopro para produzir estruturas celulares expandidas ou espumadas. Isto se dá pelo fato de que o uso de gás comprimido em vez de água, como fluido, permite o uso de resinas viscosas e, conseqüentemente, o resfriamento mais lento possibilita melhorar a extração das células da espuma, melhorando assim sua textura.
O agente de sopro de acordo com esta variante da presente invenção pode ser qualquer tipo conhecido. Ele pode ser um agente de sopro "físico", ou seja, um gás dissolvido sob pressão no plástico e fazendo com que o plástico expanda-se à medida que ele deixa o dispositivo de extrusão. Exemplos de tais gases são CO2, nitrogênio, vapor d'água, hidrofluorcarbonetos ou HFCs (tal como uma mistura de CF3CH2F/CHF2CH3 a 87/13 % em peso comercializados pela Solvay com o nome comercial SOLKANE® XG87), hidrocarbonetos (tais como butano e pentano) ou uma mistura destes. Ele pode ser também o que é denominado um agente de sopro "químico", ou seja, uma substância (ou uma mistura de substâncias) dissolvida ou dispersa no plástico, e que, pelo efeito da temperatura, libera o gás ou gases que serão usados para a expansão do plástico. Exemplos de tais substâncias são azodicarbonamida e misturas de bicarbonato de sódio/ácido cítrico. Esta última dá bons resultados.
A quantidade de agente de sopro usada no processo de acordo com esta variante da invenção tem que ser otimizada, especialmente de acordo com sua natureza, às propriedades (especialmente viscosidade) da composição e à densidade final desejada. Em geral, este conteúdo não é menos que 0,1 %, preferivelmente não menos que 0,5 % e ainda não menos que 1 %.
A execução do processo de acordo com a invenção envolve a extrusão contínua de lamelas paralelas da composição em uma direção aproximadamente horizontal em uma matriz com uma face dianteira provida com uma pluralidade de fendas paralelas e com um material isolante, pelo menos na superfície. Para assim proceder, um dispositivo de extrusão é usado que constitui um outro aspecto da invenção, descrito com detalhes a seguir, e que compreende essencialmente:
(a) uma matriz plana, preferivelmente com uma abertura ampliada, que alimenta a composição fundida às lâminas, para formar as lamelas de composição fundida que devem ser soldadas. Esta matriz é colocada de uma maneira tal que a composição fundida seja extrusada em uma direção aproximadamente horizontal. A expressão "direção aproximadamente horizontal" significa de acordo com a presente descrição, uma direção que não desvia em mais de 15 preferivelmente não mais de 10 0 da horizontal; é particularmente preferível que o eixo longitudinal da matriz fique disposto em um plano horizontal; e
(b) uma pluralidade de lâminas, que possibilita formar as
lamelas de composição fundida que têm que ser soldadas. Essas lâminas, das quais existem pelo menos duas, e cujo número pode ser até dez, ou vinte, ou ainda mais, pode consistir em qualquer material resistente à temperatura de processamento da composição fundida. Elas podem ser feitas de material termicamente condutor, tais como aço, cobre ou ligas metálicas, ou feitas de material termicamente isolante, tais como cerâmicas ou resinas de poliimida opcionalmente reforçadas com fibras de vidro, ou qualquer outro material de resistência mecânica e resistência térmica satisfatória. Uma vez que a face dianteira da matriz de acordo com a invenção consiste no fato de o conjunto de lâminas supramencionado (que pode ser usado de um único bloco, ou que pode consistir em um conjunto de lâminas), elas necessariamente têm suas extremidades à jusante baseada ou embutidas em um material termicamente isolante. O termo "extremidade à jusante" das lâminas significa suas faces externas, ou seja, as que ficam voltadas para as unidades de dimensionamento.
De acordo com uma variante preferida da invenção, as lâminas são feitas de um material termicamente condutor e são estendidas nas suas extremidades à jusante por rebordos que são também feitos de um material termicamente condutor e se destinam a ficar embutidos em um revestimento isolante e ficar nivelados com a face dianteira da matriz. Procedendo-se desta maneira, é possível impedir que o plástico fundido interfira no revestimento isolante a na lâmina condutora.
Um material termicamente condutor preferido para fabricação de lâminas é a liga de metal consistindo em 64 % de ferro e 36 % de níquel, conhecida pela marca registrada INVAR. Um material termicamente isolante para fabricação das lâminas é formado pelo grupo de resinas de poliimida reforçadas com fibras de vidro.
Essas lâminas são em geral em planos verticais paralelos, de preferência aproximadamente separadas equidistantemente. Entre elas são definidos canais de fluxo que têm, na direção de fluxo da composição fundida, uma primeira parte convergente e, em seguida, uma parte substancialmente reta, esta formando as paredes laterais de cada fenda constituinte da matriz. A geometria desta parte reta do canal de fluxo é de maneira tal que a razão de seu comprimento para sua espessura média não é menos que 2, preferivelmente não menos que 6, ou ainda não menos que 8. Na prática, a espessura média da parte reta do canal de fluxo é entre 0,1 e 1 mm, preferivelmente entre 0,3 e 0,8 mm.
Se as lâminas forem feitas de um material termicamente condutor e levarem um revestimento isolante na sua extremidade à jusante (a face dianteira da matriz) e/ou forem embutidas pelo mesmo, a espessura do dito revestimento é em geral pelo menos igual a cerca de 0,5 mm, preferivelmente pelo menos igual a cerca de 1 mm e particularmente preferível igual a cerca de 2 mm. Este revestimento é em geral aplicado a lâminas uma vez que elas tenham sido montadas.
A presença de um material isolante na superfície dianteira da matriz, através da qual as lamelas paralelas da composição fundida são extrusadas (pelas fendas definidas pelas lâminas), é essencial para a operação correta do processo de acordo com a invenção. Isto é pelo fato de que, sem este material isolante presente, a face dianteira da matriz seria resfriada pelo gás usado para formar as células, causando assim enrijecimento da composição que acompanha uma solidificação prematura do material fundido à medida que ele sai pelas fendas da matriz, tornando impossível a subseqüente formação da estrutura celular.
O dispositivo de extrusão de acordo com a invenção também inclui:
(c) duas unidades de dimensionamento pequenas (entende-se por "pequena" que seu comprimento é adequado para a composição plástica estar sempre no estado fundido ou pastoso - dependendo se ela é um plástico semicristalino ou amorfo, respectivamente). Caso a composição se solidifique, a estrutura gruda nas unidades de dimensionamento. Preferivelmente, a razão do comprimento das unidades de dimensionamento, medida paralela para a direção de fluxo da composição fundida, para a altura do canal de fluxo (isto é, a altura das fendas da matriz, que corresponde à altura das células que formam a colméia) é preferivelmente no máximo igual a 3, preferivelmente no máximo igual a 2 ou no máximo igual a 1. Por motivos práticos, esta razão em geral não é menor que 0,5.
Essas unidades de dimensionamento em geral têm a forma de blocos de metal que são colocados na face dianteira da matriz que tem as fendas. Essas unidades de dimensionamento são colocadas em qualquer lado das fendas da matriz, uma acima delas e a outra abaixo delas. Elas podem no geral mover-se verticalmente, em direções opostas, a fim de definir a altura das lamelas extrusadas e, conseqüentemente, a altura da estrutura celular final da colméia. Essas unidades de dimensionamento pequenas em geral não são resinadas, mas sua temperatura pode ser regulada em um valor predeterminado, por exemplo, por circulação de óleo. Além do mais, pela maneira na qual as unidades de dimensionamento são colocadas, elas fornecem a vedação mais parcial com as superfícies superior e inferior da estrutura celular final. O termo "vedação parcial" significa uma folga de maneira tal que ar sob pressão, usado para formar uma célula, possa escapar parcialmente entre a estrutura celular produzida e as duas paredes longitudinais da unidade de dimensionamento.
Duas câmaras são cortadas em cada uma dessas unidades de dimensionamento, de cujas câmaras existem dutos tubulares de início que terminam em orifícios de qualquer seção transversal, mas preferivelmente circular, que emerge próxima dos espaços dispostos entre as fendas da matriz e, portanto, durante a implementação do processo de acordo com a invenção, perto dos espaços dispostos entre as lamelas extrusadas. Em geral, a distância dos orifícios dos dutos tubulares até a face dianteira da matriz em geral não é menos que cerca de 0,5 mm, ou mesmo 1 mm, mas preferivelmente no máximo cerca de 4 mm, de forma particularmente preferível no máximo cerca de 3 mm.
Cada câmara de cada uma das unidades de dimensionamento é conectada alternadamente a uma bomba de vácuo e a um circuito de gás comprimido. Assim, os espaços dispostos entre duas lamelas extrusadas adjacentes são sujeitos, em sucessivas alternações, a uma injeção de gás comprimido e a um vácuo, os dois lados de qualquer uma das lamelas sendo, em relação à outra delas, sujeitos à ação do vácuo, e vice-versa, durante a alternação seguinte, de maneira a deformar as lamelas e soldá-las umas nas outras em pares, com a formação, em um plano aproximadamente paralelo à direção de extrusão, de uma estrutura celular cujas células constituintes estendem-se perpendicularmente à direção de extrusão.
Cada unidade de dimensionamento é preferivelmente ajustada a uma temperatura no máximo de 150°C abaixo de Tstuct, preferivelmente no máximo 75°C abaixo de Tstruct ou mesmo no máximo 25°C abaixo de Tstract, onde Tstruct é uma temperatura estrutural que corresponde à temperatura de transição vítrea (Tg) se a composição compreender um polímero amorfo e ao ponto de fusão se a composição compreender um polímero semicristalino. A temperatura das unidades de dimensionamento é preferivelmente acima da temperatura na qual o ar atmosférico encontrado durante a implementação se condensa.
Finalmente, de maneira a minimizar o atrito do plástico fundido na superfície das unidades de dimensionamento, esta superfície vantajosamente é provida com um revestimento promotor de deslizamento (por exemplo, à base de PTFE ou de um silicone).
O gás comprimido usado no processo de acordo com a invenção pode ser ar, um gás inerte ou uma mistura de gases inertes não propensos a prejudicar a estabilidade térmica da composição. Ar é preferível. Este gás pode ser aquecido. Neste caso, a temperatura do gás é preferivelmente no máximo IOO0C abaixo da temperatura de processamento (Tproc) do plástico, mais preferivelmente no máximo 50°C a abaixo de Tproc ou ainda no máximo 20°C abaixo de Tproc- De qualquer maneira, esta temperatura é abaixo de Tproc.
A soldagem das lamelas é normalmente realizada imediatamente depois que elas deixam as fendas da matriz, ou seja, o mais depressa possível nas unidades de dimensionamento.
Ao deixar a unidade de dimensionamento, a estrutura celular é preferivelmente resfriada por qualquer meio conhecido, em geral usando um fluido de resfriamento. Assim, a estrutura pode ser simplesmente resfriada pelo ar ambiente, por sopro de um jato de ar frio, ou por aspersão de uma névoa de água, etc. Um jato de ar frio dá bons resultados. Esta operação permite que a estrutura celular seja enrijecida, sem solidificá-la, por uma ligeira redução na temperatura. Para isto, o dispositivo de extrusão de acordo com a invenção preferivelmente também inclui:
(d) meios para soprar ar frio (entende-se por isso o fato de que ar a uma temperatura próxima da temperatura ambiente, por exemplo, tipicamente entre 10 e 30°C, ou mesmo 15 e 25°C; este ar é "frio", comparado com o plástico fundido que se solidificou; ele preferivelmente não é muito frio a fim de impedir problemas de condensação), meios estes que são em geral colocados diretamente na saída da unidade de dimensionamento e são projetados, por exemplo, de maneira a levar folhas ou jatos de ar sobre as faces superior e inferior da estrutura celular obtida, em geral a um ângulo de menos de 90 preferivelmente menos de 60 0 e mais particularmente menos de 45
Uma vez que a estrutura tenha sido formada, ela pode mostrar- se benéfica, antes ou depois de a estrutura ter solidificado, tornar sua espessura uniforme (isto é, tornar a altura das células constante) usando qualquer dispositivo adequado, tais como, por exemplo, rolos.
Vantajosamente, a estrutura celular obtida é então retirada por uma unidade de coleta. A velocidade de coleta e a taxa de extrusão serão otimizadas, em particular de acordo com o tamanho e a espessura das células, e também a forma desejada.
Ao deixar a unidade de coleta, a estrutura celular pode ser submetida a um tratamento superficial (por exemplo, um tratamento corona), de maneira a melhorar em particular as suas propriedades de adesão, e para ser revestidas com um não tecido ou com paramentos superior e inferior. Depois dessas operações opcionais, o painel final é cortado, tanto longitudinalmente quanto transversalmente, em folhas nas dimensões
desejadas e armazenados. O resíduo da produção pode ser coletado tanto antes das operações de acabamento quanto depois, e recicladas para a produção.
As condições de extrusão do processo de acordo com a presente invenção são adequadas em particular à natureza da composição à base de plástico. Conforme previamente mencionado, a temperatura desta composição na saída da matriz tem que ser adaptada de maneira a poder obter a soldagem das células, a expansão da composição, quando apropriado, etc., na ausência de qualquer deformação por causa da gravidade. Os valores de pressão e vácuo alternados também têm que ser adaptados, tal como a duração dos ciclos, de maneira a otimizar esta soldagem. Na prática, é preferível usar uma pressão não menos que 0,5 bar relativa, ou mesmo 1,5 bar relativa. Em geral, esta pressão não excede 6 bar, ou mesmo 4 bar, e ainda mais de maneira a não exceder 2 bar. Com relação ao vácuo, este é em geral pelo menos 100 mmHg absoluto, ou mesmo 400 mmHg absoluto. Finalmente, a duração dos ciclos (alternações de pressão/vácuo) é em geral 0,3 s ou mais, ou mesmo 0,4 s ou mais e preferivelmente 0,5 s ou mais. Preferivelmente, esta duração não excede 3 s, ou mesmo 2 s e ainda mais 1 s.
Uma modalidade particular do dispositivo de extrusão de acordo com a invenção será agora ilustrado com referência aos desenhos anexos na presente descrição. Esses desenhos consistem nas figuras 1 a 3 anexas, que mostram esquematicamente uma modalidade típica deste dispositivo.
A figura 1 é uma seção transversal no plano médio vertical do dispositivo de extrusão geral.
As figuras 2(a), 2(b) e 2(c) são, respectivamente, uma vista da face dianteira da matriz (seu revestimento com uma folha de material isolante não sendo mostrado) e das fendas paralelas com as quais ela é equipada (2(a)), uma vista ampliada dessas fendas (2(b)) e uma vista ampliada, mas não na escala, de parte das lâminas que definem entre si os canais de fluxo, a parte reta das quais forma as paredes laterais de cada fenda constituinte da matriz (2(c)).
A figura 3 é uma vista parcial da frente do dispositivo de extrusão, que desta vez inclui seu revestimento isolante e de suas duas unidades de dimensionamento, somente a inferior tendo sido mostrada.
Na modalidade particular do dispositivo de extrusão mostrado nas figuras, a composição à base de plástico a ser extrusada, a fim de formar a estrutura celular, alimenta a matriz plana, por meio do cone de entrada da matriz 1 e o canal de alimentação, com a composição fundida 2 em direção à abertura ampliada 3. A composição fundida passa (ao longo da direção de extrusão representada pelo eixo X) através das fendas 5 feitas na face dianteira 4 da matriz pelas lâminas de metal 6 que definem os canais de fluxo7, que estendem-se pelos rebordos de metal (ver figura 2) que têm uma parte reta 7a e que devem ser embutidos no revestimento isolante (ver figura 3).
As duas unidades de dimensionamento 8 colocadas na face dianteira 4 da matriz têm duas câmaras 9 das quais começam dutos tubulares10 que terminam em orifícios circulares 11 que emergem próximos do revestimento isolante. Conforme mencionado anteriormente, cada câmara 9 é alternadamente conectada a uma bomba de vácuo e a um circuito de gás comprimido (esses não sendo mostrados) a fim de submeter, em sucessivas alternações, os espaços dispostos entre duas lamelas extrusadas adjacentes a uma injeção de gás comprimido e a um vácuo, os dois lados de qualquer dada lamela sendo, em relação a uma delas, sujeitos à ação do gás comprimido e, em relação à outra delas, à ação do vácuo, e vice-versa, durante a alternação seguinte, de maneira a deformar as lamelas e soldá-las umas nas outras em pares, com a formação da estrutura celular.
No processo de acordo com a invenção, a forma e o tamanho das células podem ser adaptados modificando-se a viscosidade do polímero, a velocidade de extrusão, a duração dos ciclos de pressão/vácuo, etc. A forma das células desta estrutura pode ser aproximadamente circular, elíptica (quando as velocidades de extrusão e/ou extração forem mais altas), poligonal (quando as diferenças de pressão aplicadas forem mais repentinas), etc.
Essas células em geral têm um comprimento L (na direção de extrusão) que é maior que sua largura l (no plano de extrusão, mas em uma direção perpendicular para a direção de extrusão). Em geral, a razão de aspecto (Vl) das células é portanto maior que 1, ou mesmo maior que 1,5, mas em geral menor que 2.
o comprimento (L) das células é em geral pelo menos 4 mm, ou mesmo pelo menos 10 mm, mas em geral não excede 30 mm, ou mesmo20 mm. A largura (!) em si é em geral pelo menos 2 mm, ou mesmo pelo menos 5 mm, mas em geral não excede 15 mm, ou mesmo 10 mm.
Com relação à espessura de parede das células, esta é determinada pela espessura das fendas pelas quais as lamelas de plástico fundido são extrusadas e pela razão de extração imposta nas lamelas fundidas. Na prática, a espessura é em geral pelo menos 100 μηι, ou mesmo pelo menos200 μηι, ou pelo menos 250 μιη. Entretanto, vantajosamente ela não excede 1 mm, ou mesmo 0,8 mm e preferivelmente não excede 0,6 mm com receio de fabricar uma estrutura muito pesada. O limite inferior depende de fato da modalidade da matriz. Se esta for uma matriz de peça única na qual as fendas foram usinadas (por exemplo, por usinagem por descarga elétrica ou por meio de um feixe laser), em geral será necessário que as fendas sejam mais largas que se a dita matriz consistisse em um conjunto de lamelas.
O tamanho das estruturas celulares obtidas pelo processo de acordo com a invenção é limitado pelo tamanho do equipamento de processamento. O termo "tamanho" de fato significa somente a largura e a altura (medida perpendicular ao plano de extrusão) e não ao comprimento, uma vez que este é determinado pela duração da extrusão e pela freqüência com a qual a folha extrusada é cortada. A altura dessas estruturas é em geral pelo menos 1 mm, ou mesmo 2 mm, e preferivelmente 5 mm; ela em geral
não excede 70 mm, ou mesmo 60 mm.
Depreende-se pelo exposto que a presente invenção possibilita
obter estruturas celulares de peça única de comprimento infinito ou, em vez disso, estruturas cujo comprimento pode ser variado até o infinito, e com uma faixa ampla de composições à base de plástico.
As estruturas celulares obtidas pelo processo de acordo com a invenção são vantajosamente usadas na indústria de construção (tetos leves, partições, portas, caixas de concreto, etc.), em móveis, em embalagens (proteção lateral, envolvimento de objetos, etc.), em veículos motorizados (prateleira de pacotes, forros de portas, etc.) na indústria aeronáutica, etc.
Como uma regra geral, essas estruturas são particularmente adequadas para móveis e edifícios, por exemplo, para a construção de abrigos permanentes (habitações) ou abrigos temporários (tendas rígidas ou abrigos
humanitários, por exemplo).
Quando o plástico é um poliariletersulfona, essas estruturas
são particularmente adequadas para aplicações aeronáuticas.
Elas podem ser usadas como tal, ou como painéis prensados, em que elas são colocadas entre duas folhas denominadas paramentos. A última variante é vantajosa e, neste caso, é possível fabricar o dito painel prensado soldando, colando, etc., ou por qualquer outro método de montagem dos paramentos e do núcleo (usada a frio ou a quente logo depois da extrusão) que é adequado para plástico. Uma maneira vantajosa de fabricar o dito painel prensado consiste em soldar os paramentos no núcleo celular. Qualquer processo de solda pode ser adequado a este propósito, os processos que usam radiação eletromagnética dando bons resultados no revestimento ou estruturas/paramentos que são pelo menos parcialmente transparentes à radiação eletromagnética. Um processo como esse está descrito no pedido FR .03/08843, cujo conteúdo está incorporado com este propósito pela referência
no presente pedido.
O processo de acordo com a invenção é bastante simples para
obter estruturas tipo colméia de grande largura que pode ser enrolada em um
tambor a fim de fazer suas bobinas (por exemplo, um diâmetro de um metro)
que, quando desenroladas, dá folhas de colméia de centenas de metros de
comprimento. Por exemplo, para fazer folhas bobináveis de quatro metros de
largura, o método de obtê-las é o seguinte:
. o ponto de partida é uma estrutura tipo colméia com células
cujo comprimento L é maior que a largura / (por exemplo, L = 21). Para este tipo de estrutura de colméia, a rigidez na direção da máquina é muito maior que na direção transversal, e, portanto, as células podem ser dobradas apenas
transversalmente;
. uma folha de 4 m de comprimento é extrusada; . esta folha é colada ou soldada transversalmente pela sua
borda lateral na borda lateral de uma outra folha, e assim por diante; e
. entre cada operação de colagem/soldagem, a folha assim obtida é enrolada em um rolo com uma dimensão mínima de 4 mm colocada ao longo do eixo de extrusão da primeira tira. A colagem/soldagem é
realizada automaticamente por meio de um robô.
Entretanto, se a largura da célula for maior que seu comprimento (I=QL), a estrutura de colméia poderá ser enrolada na direção da máquina; portanto, ela pode ser extrusada em enrolada diretamente, sem colagem/soldagem, que é certamente mais simples. Este recurso pode ser obtido com o processo que forma o objeto da invenção.
As estruturas de colméia enroladas são usadas em muitos
setores industriais, em virtude da possibilidade de: . produzir paramentos como reforço;
. desenrolar suportes de carpete para pisos externos noturnos; e . desenrolar folhas contínuas para estabilizar terrenos, etc. A presente invenção será ilustrada de uma maneira não
limitante pelos exemplos seguintes:
Exemplo 1 (de acordo com a invenção)
Uma estrutura celular de 4 cm de largura e 12 mm de altura foi extrusada nas condições e usando o dispositivo que são descritos a seguir:
. Extrusora SCAMEX 45 provida com cinco zonas de aquecimento separadas (Z1 a Z5) e equipada com uma matriz, descrita anteriormente, equipada com lâminas de poliimida reforçada com fibra de vidro (na face dianteira da matriz, não revestida com material isolante), com unidade de dimensionamento de aço inoxidável de 18 mm de comprimento, com um gerador de ar comprimido e uma bomba de vácuo, e com três zonas de aquecimento aquecidas a 200°C. A distância entre as lâminas foi 0,3 mm; . Perfil de temperatura da extrusora: Zl: 115°C Z2: 160°C Z3: 185°C Z4: 190°C Z5: 195°C
. Composição: à base de PVC, comercializada pela Solvin com o nome BENVIC® IR047;
. Temperatura do material na entrada da matriz: 200°C; . Pressão de extrusão: 67,5 bar; . Velocidade do parafuso: 7 rpm; . Pressão de ar comprimido: 1,7 bar absoluta; . Vácuo: 400 mmHg;
. Duração dos ciclos de pressão/vácuo: 0,6 s/0,8 s; e . Razão de estiramento: 55 %.
Uma estrutura celular com as propriedades seguintes foi obtida:
. Altura: 12 mm; e
. Massa específica: 0,143 kg/dm3.
Exemplo 2 (de acordo com a invenção)
Uma estrutura celular de 4 cm de largura e 10 mm de altura foi extrusada nas condições e usando o dispositivo que estão descritos a seguir:
Extrusora SCAMEX 45 provida com cinco zonas de aquecimento separadas (Z1 a Z5) e equipada com uma matriz, descrita anteriormente, equipada com lâminas de aço 17.4 PH, e unidades de dimensionamento de aço inoxidável de 18 mm de comprimento, com um gerador de ar comprimido e uma bomba de vácuo, e com três zonas de aquecimento aquecidas a 185°C. A face dianteira da matriz é coberta com um isolante térmico (poliimida reforçada com fibra de vidro). A distância entre as lâminas foi 0,45 mm;
. Perfil de temperatura da extrusora:
Zl: IlO0C
Z2: 155°C
Z3: 185°C
Z4: 185°C
Z5: 185°C
. Composição: à base de PVC, comercializada pela Solvin com o nome BENTVIC® IR047;
. Temperatura do material na entrada da matriz: 190°C;
. Pressão de extrusão: 96 bar;
. Velocidade do parafuso: 9,5 rpm;
. Pressão de ar comprimido: 1,5 bar absoluta;
. Vácuo: 400 mmHg;
. Duração dos ciclos de pressão/vácuo: 0,6 s/0,6 s; e
. Razão de estiramento: 70 %. Uma estrutura celular com as propriedades seguintes foi
obtida:
. Altura: 10 mm; e . Massa específica: 0,154 kg/dm3.
Exemplo 3R (exemplo comparativo, não de acordo com a
invenção)
Tentou-se extrusar uma estrutura celular de 4 cm de largura nas condições e usando o dispositivo que são descritos a seguir:
Extrusora SCAMEX 45 provida com cinco zonas de aquecimento separadas (Z1 a Z5) e equipada com uma matriz, descrita anteriormente, com lâminas de metal e unidades de dimensionamento de metal de 18 mm de comprimento - nem a face dianteira das lâminas nem a face dianteira da matriz sendo cobertas com isolamento térmico - equipada com um gerador de ar comprimido e uma bomba de vácuo, e com três zonas
de aquecimento aquecidas a 200°C.
Perfil de temperatura da extrusora:
Zl: IlO0C
Z2: 155°C
Z3: 185°C
Z4: 185°C
Z5: 185°C
. Composição: à base de PVC, comercializada pela Solvin com
o nome BENVIC® IR047;
. Temperatura do material na entrada da matriz: 190°C;
. Pressão de extrusão: 96 bar; e
. Velocidade do parafuso: 9,5 rpm.
Tão logo os sistemas de pressão/vácuo foram acionados, o material solidificou-se na saída das lâminas e não pôde ser produzida nenhuma estrutura colméia. Exemplo 4R (exemplo comparativo, não de acordo com a invenção)
Uma estrutura celular de 4 cm de largura e 10 mm de altura foi extrusada nas condições e usando o dispositivo que são descritos a seguir:
. Extrusora SCAMEX 45 provida com cinco zonas de aquecimento separadas (Z1 a Z5) e equipada com uma matriz, descrita no documento EP-B-I 009 625, com três zonas de aquecimento aquecidas a 210°C.
A matriz emergiu diretamente na água de resfriamento e foi equipada com um sistema de pressão/vácuo à base de água para a soldagem, descrito no pedido FR 2 760 999;
Perfil de temperatura da extrusora:
Zl: Ill0C
Z2: 158°C
Z3: 194°C
Z4: 194°C
Z5: 204°C
. Composição: à base de PVC, comercializada pela Solvin com
o nome BENVIC® IR047;
. Temperatura do material na entrada da matriz: 211°C;
. Pressão de extrusão: 43 bar;
. Velocidade do parafuso: 13 rpm;
. Pressão da água: 1,5 bar;
. Vácuo: 400 mmHg;
. Duração dos ciclos de pressão/vácuo: 0,75 s/0,75 s; . Razão de estiramento: 60 %; e . Temperatura da água de resfriamento: 60°C. Uma estrutura celular com as propriedades seguintes foi
obtida:
. Altura: 10 mm; e . Massa específica: 0,5909 kg/dm .
Os resultados deste exemplo mostram que, quando foi usada água como fluido de resfriamento, todas as outras condições sendo similares, a estrutura celular obtida teve uma massa específica muito maior. O objetivo de reduzir o peso da estrutura celular e seu corolário, a saber, a otimização da relação propriedades mecânicas/peso da dita extremidade, portanto não foram alcançados.

Claims (10)

1. Processo para fabricar uma estrutura celular à base de plástico, caracterizado pelo fato de que: . Iamelas paralelas de uma composição baseada em pelo menos um plástico são extrusadas continuamente, em uma direção aproximadamente horizontal, em uma matriz que tem uma face dianteira provida com uma pluralidade de fendas paralelas e com um material isolante, pelo menos na superfície; e . ao sair da matriz, os espaços dispostos entre duas lamelas adjacentes são sujeitos, em sucessivas alternações e entre duas unidades de dimensionamento cujo comprimento é pequeno o bastante para a composição plástica permanecer fundida, a uma injeção de gás comprimido e a um vácuo, os dois lados de uma dada lamela sendo, em relação a uma delas, sujeitos à ação do gás comprimido e, em relação à outra delas, sujeitos à ação do vácuo, e vice-versa, durante a alternação seguinte, de maneira a deformar as lamelas e soldá-las umas nas outras em pares, com a formação, em um plano aproximadamente paralelo à direção de extrusão, de uma estrutura celular cujas células constituintes estendem-se perpendicularmente à direção de extrusão.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o plástico é escolhido de: poliolefinas, à base de propileno ou etileno; poliariletersulfonas, tais como polifenilsulfonas (PPSU); PAs; PVCs; fluoropolímeros termoplásticos; e resinas termoplásticas reticuláveis.
3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição tem uma viscosidade (medida de acordo com a ISO 6721-10 (1999) na temperatura de processamento e a 0,1 rad/s) de pelo menos 2.500 Pa.s.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o gás comprimido é ar.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a estrutura celular é sujeita, imediatamente após sua formação, à ação de um fluido de resfriamento.
6. Uso de uma estrutura celular obtida por um processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é na indústria de construção ou para móveis.
7. Dispositivo para implementar o processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) uma matriz plana; (b) uma pluralidade de lâminas separadas aproximadamente eqüidistantes, definindo entre elas canais de fluxo com uma primeira parte convergente e, em seguida, uma parte substancialmente reta, as partes retas dos canais formando as paredes laterais das fendas paralelas e com pelo menos sua extremidade à jusante à base de um material isolante, ou embutida em um material isolante; e (c) duas unidades de dimensionamento pequenas em qualquer lado das fendas da matriz e nas quais duas câmaras são feitas, dutos tubulares começando das ditas câmaras e terminando em orifícios no geral circulares que emergem próximos dos espaços dispostos entre as fendas da matriz, cada câmara de cada uma dessas unidades de dimensionamento sendo conectada alternadamente a uma bomba de vácuo e a um circuito de gás comprimido.
8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que inclui dispositivos para soprar ar frio, esses sendo colocados diretamente na saída das unidades de dimensionamento.
9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que as lâminas são feitas de material termicamente condutor e estendem-se na sua extremidade à jusante por meio de rebordos que são também feitos de material termicamente condutor e destinam-se a ficar embutidos em um revestimento isolante e ficar nivelados com a face dianteira da matriz.
10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que as lâminas são feitas de material termicamente isolante.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2899145B1 (fr) 2006-03-29 2008-05-09 Solvay Procede pour la fabrication d'une structure alveolaire a base de matiere plastique
FR2909029B1 (fr) 2006-11-27 2011-10-21 Solvay Procede de fabrication d'une plaque composite a base de pvc et structure incluant une telle plaque
FR2928712A1 (fr) * 2008-03-17 2009-09-18 Solvay Tube a paroi structuree en plastique, procede de fabrication dudit tube et utilisation particuliere de celui-ci.
KR101069132B1 (ko) * 2008-12-31 2011-09-30 안태광 다공질구조를 갖는 플라스틱 시트 제조방법 및 제조장치
FR2952323B1 (fr) 2009-11-12 2011-12-09 Solvay Segment incurve a paroi multicouche en matiere plastique pour l'assemblage de tubes
FR2961123B1 (fr) * 2010-06-14 2012-06-29 Solvay Conformateur pour filiere d'extrusion de structures alveolaires a base de matiere plastique
US20150104605A1 (en) * 2012-05-31 2015-04-16 E I Du Pont De Nemours And Company Honeycomb core structure
US9227353B2 (en) * 2012-11-08 2016-01-05 Solar Hydronics Corporation Molding apparatus and method for operating same
WO2014086744A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Solvay Specialty Polymers Usa, Llc Polyarylene foam materials
KR101563920B1 (ko) * 2013-12-06 2015-10-28 주식회사 중원지.엘.비 벌집 구조체 제조 장치 및 방법
WO2016195136A1 (ko) * 2015-06-04 2016-12-08 주식회사 중원지.엘.비 벌집 구조체 제조 장치 및 방법
IT201800010223A1 (it) * 2018-11-09 2020-05-09 Persico Spa Processo di produzione di un prodotto composito
TWI764040B (zh) * 2019-09-04 2022-05-11 立綺實業有限公司 連續押出筒狀彈性體網格的製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3557271A (en) 1967-12-11 1971-01-19 Fmc Corp Manufacture of net-like materials by extrusion
US3624250A (en) 1970-01-20 1971-11-30 Du Pont Copolymers of ethylene/tetrafluoroethylene and of ethylene/chlorotrifluoroethylene
JPS4928204Y1 (pt) * 1972-06-15 1974-08-01
JPS5030958A (pt) * 1973-07-18 1975-03-27
JPS5234660B2 (pt) * 1974-06-03 1977-09-05
JPS5753172B2 (pt) * 1975-02-13 1982-11-11
US4371326A (en) 1979-01-26 1983-02-01 Mcalister Roy E Apparatus for making plastic solar panel structure
DE3225764A1 (de) * 1982-07-09 1984-01-12 Arnold Dipl.-Ing. 3004 Isernhagen Vogts Mehrschaliger leichtbaukoerper, insbesondere flaechenwaermetauscher sowie verfahren und spritzkopf zu seiner herstellung aus kunststoff
FR2542319B1 (fr) 1983-03-10 1985-07-19 Solvay Procede pour la polymerisation dans un milieu aqueux de mise en suspension du fluorure de vinylidene
JPS59197411A (ja) 1983-04-25 1984-11-09 Daikin Ind Ltd エチレン−テトラフルオロエチレンまたはクロロトリフルオロエチレン系共重合体
DE3584930D1 (de) 1984-09-24 1992-01-30 Ausimont Spa Verfahren zur herstellung von vinylidenfluorid, homo- und copolymeren.
FR2583676B1 (fr) * 1985-06-24 1988-03-25 Induplast Sa Procede et appareils d'extrusion de structures alveolaires en matiere thermoplastique et structures ainsi obtenues
GB8728887D0 (en) * 1987-12-10 1988-01-27 Ici Plc Fibre reinforced thermoplastic composite structures
DE3909189A1 (de) 1989-03-21 1989-11-02 Arnold Dipl Ing Vogts Verstaerkungskoerper fuer schuett- und giessbare stoffe sowie verfahren und spritzkopf zu seiner herstellung
DE4326189A1 (de) * 1993-08-04 1995-02-16 Steuler Industriewerke Gmbh Wabenförmiger Hohlkörper aus Kunststoff, vorzugsweise Polyolefinen
FR2760999B1 (fr) * 1997-03-19 1999-04-30 Guy Ducruy Procede de fabrication d'une structure alveolaire en matiere thermofusible, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
NL1013520C2 (nl) * 1999-07-19 2001-01-22 Dsm Nv GeÙxtrudeerd polyolefine vormdeel.
FR2820360B1 (fr) * 2001-02-05 2003-11-07 Kaysersberg Packaging Sa Plaques alveolaires en matiere thermoplastique, procede et dispositif pour la fabrication de ces plaques
AU2003245926B2 (en) * 2002-06-12 2007-11-29 Basell Polyolefine Gmbh Propylene copolymer compositions having a good low-temperature impact toughness and a high transparency
FR2857616B1 (fr) 2003-07-18 2007-04-06 Solvay Procede pour l'assemblage des elements d'une structure comprenant une ame en nid d'abeille
US20050272853A1 (en) 2003-08-26 2005-12-08 Solvay Advanced Polymers Aromatic polycondensation polymer compositions exhibiting enhanced strength properties
FR2899145B1 (fr) * 2006-03-29 2008-05-09 Solvay Procede pour la fabrication d'une structure alveolaire a base de matiere plastique

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