ES2988811T3 - Producto moldeado por inyección bicolor y método de moldeado por inyección bicolor - Google Patents
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Abstract
Un producto moldeado por inyección (100) de apariencia bicolor o multicolor comprende un primer componente termoplástico (1) de un primer color que es un color base, y al menos un segundo componente termoplástico (2) de otro color que es diferente al primer color. De este modo, el producto moldeado por inyección (100) de apariencia bicolor o multicolor tiene al menos un dominio regional (10, 20) no mezclado, especialmente no mezclado, de solo el primer o segundo color. Preferiblemente, el dominio (10, 20) puede no estar contaminado por el otro color y/o ser visualmente distinto del mismo. De este modo, el primer componente termoplástico (1) y el al menos un segundo componente termoplástico (2) son materiales mutuamente mezclables, especialmente mezclables y/o químicamente compatibles, cuando están en sus estados termoplásticos fundidos. Además, se proporciona un método de moldeo por inyección correspondiente para la fabricación de dicho producto moldeado por inyección (100) de apariencia bicolor o multicolor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Producto moldeado por inyección bicolor y método de moldeado por inyección bicolor
Antecedentes
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor, especialmente uno que presenta vetas bicolores o multicolores entremezcladas y/o que da una impresión visual de mármol o madera. En particular, se proporciona una caja de plástico moldeada por inyección bicolor o multicolor para el almacenamiento y transporte de envases de bebidas, tal como botellas de vidrio para cerveza o botellas de PET moldeadas por soplado para agua sin gas o carbonatada, o un llamado gran contenedor de transporte moldeado por inyección bicolor o multicolor, y similares. Además, se divulga un método respectivo de fabricación de un producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor.
Estado de la técnica
Los productos moldeados por inyección son bien conocidos por una serie de industrias de plásticos rígidos y en diversos campos / aplicaciones industriales y/o de consumo. Por ejemplo, los productos moldeados por inyección se utilizan habitualmente como piezas de plástico para la industria del automóvil, así como contenedores de almacenamiento u otros equipos logísticos, tal como barriles de cerveza, cajas de bebidas, palés para el almacenamiento y transporte de productos, etc.
Para fabricar productos moldeados por inyección bicolores o multicolores, se conocen generalmente los métodos de sobremoldeo y/o moldeo por inserción de al menos dos componentes termoplásticos (fundidos) de colores diferentes en un conjunto de molde de inyección bicolor o multicolor. Por ejemplo, el documento BR 200605744 A se refiere a un método para la inyección de piezas termoplásticas con dos colores diferentes, o utilizando dos materiales diferentes mediante equipos de inyección tradicionales de dos o más cañones de inyección, por medio de una única plantilla. Dicho método se divulga para permitir la inyección de dos materiales plásticos idénticos o incluso de dos materiales diferentes que se inyectarán simultáneamente, mientras que al mismo tiempo previene la ocurrencia de contaminación material.
Sin embargo, el diseño del molde y/o la disposición del sobremoldeo y/o del proceso de moldeo por inserción es/son mucho más complejo/s, en comparación con el moldeo por inyección de una resina termoplástica estándar, es decir, monocolor. Especialmente, para cada color requerido en el producto final, se requiere una extrusora de moldeo por inyección designada que incluya una alimentación separada, respectivamente. De ahí que los costes de fabricación bicolor o multicolor sean desventajosos.
Otra desventaja de los productos moldeados por inyección bicolor o multicolor, que se obtienen por sobremoldeo y/o moldeo por inserción a base de al menos dos materiales termoplásticos / componentes diferentes, reside en el riesgo de delaminación de/dentro del producto final / pieza de plástico, debido a la aparición de tensiones mecánicas y/o fuerzas de cizallamiento en el curso de una aplicación del usuario del producto final, como el transporte de artículos pesados. Una de las principales causas conocidas de delaminación que se produce en/a lo largo de una interfaz entre al menos dos materiales/componentes termoplásticos diferentes radica en una conexión interfacial insatisfactoria antes de la transición del estado termoplástico o fundido a un estado solidificado dentro del molde de inyección. Esto se debe a una falta de coalescencia interfacial de los dos materiales / componentes termoplásticos diferentes y/o a una unión incompleta/insuficiente del material de éstos. Especialmente, al inyectar los al menos dos materiales termoplásticos / componentes diferentes en su estado fundido en el molde de inyección, especialmente desde dos boquillas o trayectorias de inyección diferentes, sus al menos dos frentes de fusión (exteriores) de material termoplástico se solidifican térmicamente primero, de manera que no fluyen (completamente) juntos / se combinan / fusionan en su interfaz. De ahí que la delaminación sea difícil de suprimir.
Además, existen algunas máquinas antiguas de moldeo por inyección con husillo que no tienen husillo de extrusión, sino sólo una cámara de calentamiento y un husillo para la inyección. Se sabe que un inconveniente incontrolable de este método es que produce rayas incoloras / no pigmentadas no deseadas en parte si se utiliza color. Esta desventaja se debe a la falta de eficacia en la mezcla, en lo que se refiere a un material base de resina termoplástica que suele suministrarse en forma de gránulos incoloros con un porcentaje normalmente pequeño de gránulos de pigmentos de color añadidos a los mismos en una zona de alimentación. Esta falta de coloración / pigmentación homogénea y completa en la pieza de plástico se ha denominado anteriormente efecto "marmolado" indeseable de regiones no pigmentadas o muy poco pigmentadas / sin sombreado / sin tono. En otras palabras, estos productos moldeados por inyección suelen contener regiones o dominios no coloreados, que permanecen inalterados por la mezcla, por lo que no muestran ningún color específico y, por tanto, dan una impresión de inferior calidad del producto al usuario o consumidor del producto. Además, debido a la falta de mezcla, los productos alcanzables mediante esta tecnología de moldeo por inyección de ariete, hoy en día en gran medida obsoleta, presentan a menudo la desventaja prohibitiva de la delaminación del producto final. Además, debido a la falta de elementos de amasado en la máquina/proceso de moldeo por inyección de pistón, se produce una desventajosa separación del calentamiento y el flujo, lo que resulta en una plastificación necesaria muy deficiente, provocando regiones donde se produce una degradación prohibitiva de la resina termoplástica causada por el sobrecalentamiento de las regiones de material estacionario. Por lo tanto, el aspecto del producto, la vida útil y la resistencia mecánica son insatisfactorios hasta insuficientes. Además, debido a la forma cíclica del proceso de la unidad de inyección, los costes de producción son demasiado elevados.
El documento FR 2 868 044 divulga un dispositivo de manipulación monocolor, por ejemplo un palé, con una zona antideslizante externa moldeada por inyección en su parte exterior. En el mismo, el dispositivo de manipulación / palé, está hecho de un material plástico, que comprende al menos una parte de contacto que consiste en la zona de contacto antideslizante externa y una zona rígida. En ella, la parte de contacto está hecha de un solo material plástico compuesto que consiste en una mezcla de al menos un componente antideslizante que tiene una viscosidad V1 a la temperatura de inyección con un componente rígido que es compatible fisicoquímicamente con el componente antideslizante y tiene una viscosidad V2 a la temperatura de inyección y la viscosidad V1 es menor que la viscosidad V2 de tal manera que la concentración del componente antideslizante en la zona antideslizante externa es mayor que la concentración del mismo en la zona rígida.
El documento WO 97/20674 A1 divulga un método y un dispositivo para producir un moldeado por inyección decorativo para piezas de plástico visibles, en particular, para su uso en vehículos de motor, comprendiendo el dispositivo un tornillo sin fin calentado, en el que la materia prima se alimenta en forma granulada a través de un dispositivo dosificador, se funde y se transporta posteriormente. El dispositivo comprende además una unidad de sujeción posterior conectada a un molde de inyección. Al menos dos granulados de plástico de distinto color se vierten en el dispositivo dosificador, que alimenta los distintos granulados de plástico de distinto color en cantidades predeterminadas y en secuencia cronológica al accionamiento helicoidal.
Por consiguiente, existe la necesidad de superar uno o más de los inconvenientes asociados con el estado de la técnica de fabricación de productos moldeados por inyección a apariencia bicolor o multicolor.
Sumario de la divulgación
La presente divulgación se ha realizado para resolver los problemas técnicos mencionados existentes en la técnica anterior y proporcionar un producto moldeado por inyección de apariencia bicolor o multicolor de alta calidad, especialmente en términos de atractivo para el cliente y resistencia mecánica en la aplicación. Específicamente, es un objeto técnico del mismo suprimir la delaminación que se produce en productos moldeados por inyección anteriores de al menos dos componentes termoplásticos. Otro objeto de la presente divulgación es proporcionar un método correspondiente para fabricar / moldear por inyección dicho producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor que sea robusto de acuerdo con las influencias potenciales de varios parámetros de proceso de entrada, produzca un alto rendimiento y sea rentable.
Dicho objeto se resuelve mediante un producto moldeado por inyección con las características de la reivindicación 1, así como mediante un moldeado por inyección para fabricar dicho producto moldeado por inyección con las características de la correspondiente reivindicación de método. Otros desarrollos ventajosos de la divulgación son objeto de las reivindicaciones dependientes, respectivamente.
Un producto moldeado por inyección de apariencia bicolor o multicolor según un primer aspecto de la presente divulgación comprende / tiene: un primer componente termoplástico de un primer color (especialmente, pigmentado con / por una pigmentación / lote maestro de primer color) que es un color base, y al menos un segundo componente termoplástico, de otro segundo (segundo, tercero, cuarto, etc.) (especialmente, pigmentado con/por otra / una segunda, tercera, cuarta, etc. pigmentación de color / lote maestro) que es diferente del primer color (y/o primera pigmentación de color / lote maestro). De este modo, el producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor tiene al menos un dominio regional sin mezclar, especialmente sin mezclar, de un solo color (pigmentación / lote maestro), el primero o el (al menos otro) segundo. Preferiblemente, el al menos un dominio regional (o pluralidad de dominios) puede no estar contaminado por el otro (único o múltiples) color/es (pigmentación/es). Alternativa o acumulativamente, preferiblemente, el al menos un dominio regional (o pluralidad de dominios) puede ser visualmente distinto del otro (único o múltiple) color/es (pigmentación/es). De este modo, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico son materiales mutuamente mezclables, cuando se encuentran en sus estados termoplásticos fundidos. Especialmente, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico pueden ser materiales mezclables y/o químicamente compatibles, cuando se encuentran en sus estados termoplásticos fundidos.
Debe entenderse que, en la actualidad, el término "color" debe implicar un aspecto visualmente distinto para el ojo en el sentido de un tono / una sombra / un matiz, mientras que el otro término, aunque estrechamente relacionado, "pigmento(ación)" se refiere a la presencia material de un colorante.
En particular, los términos "otro color" / "colores diferentes" pueden entenderse en referencia a diversos modelos de color y/o sistemas de igualación/reproducción del color bien conocidos en el estado de la técnica. Por ejemplo, se puede hacer referencia a modo de ejemplo en este contexto al "Pantone Matching System ®" (por Pantone LLC, Carlstadt, Nueva Jersey, EE.UU.), que es un espacio de color patentado utilizado en una variedad de industrias, incluyendo en particular los plásticos, y que distingue entre 2161 colores / tonos / sombras / matices diferentes (a partir del año 2019). Sin embargo, actualmente puede preferirse que los diferentes colores presenten un fuerte contraste cromático, por ejemplo, siendo colores complementarios y/o colores contrastados por su claridad / oscuridad, respectivamente.
Especialmente, el término "colorante" / "pigmento" significa una sustancia / un aditivo que imparte el primer y el segundo color, como negro o blanco o un color a los otros materiales, es decir, el componente termoplástico, y/o una sustancia que es o ha sido añadida o aplicada con el fin de cambiar la coloración inicial / natural / inherente del material termoplástico que suele ser claro / pálido / "sin ningún color". Preferiblemente, el colorante puede ser sólido, especialmente en forma de partículas / aglomerados en polvo o compuesto a partir de ellos en gránulos (termoplásticos) coloreados del termoplástico (opcionalmente, compuesto termoplástico), creando un material lote maestro.
Sin embargo, el colorante también puede incluir un colorante líquido o pastoso (concentrado) y similares. El pigmento o pigmentos utilizados en el termoplástico pueden ser, respectivamente, partículas orgánicas y/o inorgánicas insolubles añadidas al primer componente termoplástico y/o al menos un segundo componente termoplástico para darles un primer color específico y/o un segundo (segundo, tercero, cuarto, etc.) color respectivo. El pigmento o pigmentos pueden seleccionarse entre una o varias de las siguientes categorías de pigmentos: pigmentos orgánicos, pigmentos inorgánicos, negro de humo, pigmentos blancos, pigmentos de efectos especiales, pigmentos de aluminio y combinaciones de los mismos. En especial, puede preferirse que el pigmento o pigmentos sean resistentes al calor en poliolefinas (por ejemplo, según la norma EN 12877-2 Procedimiento A).
El término "lote maestro (de color)" se refiere a un colorante / aditivo sólido o líquido para el primer / segundo componente termoplástico respectivo, utilizado para su coloración. En particular, el lote maestro (de color) puede consistir en gránulos termoplásticos en los que los pigmentos se dispersan de forma óptima a alta concentración en un material portador. El material portador es compatible con el material termoplástico principal en el que se mezclará durante la extrusión /moldeo. De este modo, el primer / segundo componente termoplástico respectivo obtiene el color del lote maestro de color.
El primer componente termoplástico también puede denominarse fase externa / material matriz. El al menos un segundo componente termoplástico también puede denominarse fase interna / material de efecto. Para la presente divulgación, esta terminología técnica se deriva y debe entenderse dentro de la química coloidal / física interfacial, por ejemplo, en el contexto de las emulsiones como sistemas líquidos bi/multifásicos. Asimismo, esto incluye el término técnico "dominio" tal y como se utiliza en el presente documento. Así pues, el término "dominio" se refiere a una región isla / unidad volumétrica delta / gota (como en un sistema bi/multifásico). El dominio regional puede ser preferiblemente visualmente distinto; por ejemplo, el dominio regional puede ser preferiblemente de al menos 1 mm de anchura / tamaño (con una longitud característica / nominal que se extiende a lo largo de al menos un eje dentro de una superficie del producto moldeado por inyección), preferiblemente de al menos 5 mm de anchura / tamaño, especialmente de al menos 10 mm de anchura / tamaño. El (pluralidad de) dominio(s) regional(es) coloreado(s) puede(n) distinguirse visualmente como una (pluralidad de) parche(s) / mancha(s) / raya(s) / banda(s) coloreada(s) y similares. El (pluralidad de) dominio(s) regional(es) coloreado(s) puede(n) adoptar diversas formas libres (como, por ejemplo, con una curva de interfaz alternativamente curvada / localmente convexa y localmente cóncava), como alargada y/o (cuasi / casi) redonda. La superficie interfacial del (pluralidad de) dominio(s) regional(es) coloreado(s) puede ser / parecer (localmente) lisa y/o deshilacliada / rayada y similares. La pluralidad de dominio(s) regional(es) coloreado(s) puede presentarse en forma de enjambre/disposición concentrada de los mismos, por ejemplo, como rayas múltiples, especialmente extendiéndose esencialmente en la misma dirección.
El término "materiales mutuamente mezclables (en estado fundido termoplástico)" implica que el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico son fundibles juntos como un sistema bi/multifásico integral, es decir, sin que se produzcan efectos de separación de fases interfaciales. Esto suprime ventajosamente cualquier delaminación en el producto final solidificado moldeado por inyección.
De este modo, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico pueden ser mezclables entre sí y/o químicamente compatibles entre sí. Especialmente, el término "mezclable" puede implicar que una diferencia entre el denominado parámetro de solubilidad polimérica respectivo "valor Sp" del primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico no puede ser superior a 4,5 (cal/cc)1/2, más preferiblemente no superior a 1,0 (cal/cc)1/2, especialmente no superior a 0,1 (cal/cc)1/2. El parámetro de solubilidad polimérica (valor Sp) es entendido por el experto como un término técnico y definido como la raíz cuadrada de la densidad de energía de cohesión (cal/cc) como se enseña en, por ejemplo, "Polymer Handbook, Chapter 4" (ed. por J. Brandrup et al; John Wiley & Sons, Inc., 1967).
Del mismo modo, el término técnico "químicamente compatible" implica consideraciones macromoleculares (como grupo no polar y polar, intensidad de los enlaces de hidrógeno, etc.). Especialmente, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico se consideran actualmente "químicamente compatibles" cuando se seleccionan del mismo / idéntico grupo de polímeros.
Por ejemplo, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico pueden seleccionarse ambos del grupo de las poliolefinas (es decir, polialquenos; macromoléculas formadas por la polimerización de unidades monoméricas de olefina/alqueno), en particular polietileno (PE) y polipropileno (PP); y derivados y/o compuestos de los mismos. Sin embargo, también es concebible que el primer componente termoplástico y/o el segundo componente termoplástico puedan obtenerse del mismo / idéntico grupo de polímeros termoplásticos (y copolímeros, derivados, compuestos / compuestos de los mismos), incluidos los siguientes polimetilmetacrilato (PMMA); acrilonitrilo butadieno estireno (ABS); poliamidas; acetal / poliacetal (POM / polioximetileno); polisulfuro de fenileno (PPS); poli (tereftalato de alquilenos), en particular tereftalato de polibutileno (PBT); poliuretanos (PUR); y polímeros vinílicos, cloruro de polivinilo (PVC); etc.
Según las reivindicaciones alternativas 1 o 2, el primer componente termoplástico se obtiene a partir de al menos un polímero de base seleccionado del grupo de los polietilenos (PE), en particular de los polietilenos de alta densidad (HDPE); y derivados y/o compuestos de los mismos.
Según la presente divulgación, el al menos un segundo componente termoplástico se obtiene a partir de al menos un polímero base seleccionado del grupo de los polietilenos (PE), en particular de los polietilenos de alta densidad (HDPE); y derivados y/o compuestos de los mismos.
Se observó que las propiedades termoplásticas y la maquinabilidad, así como el aspecto general bicolor/multicolor, especialmente el efecto producido por el mármol artificial, así como la resistencia mecánica y la integridad bajo carga de tracción (es decir, la supresión de la delaminación) resultaron ser extraordinariamente ventajosas.
Por consiguiente, en el caso opcional del polietileno (PE), el valor Sp polimérico del, respectivamente, primer o el (al menos un) segundo componente termoplástico es de aproximadamente 8,0 (cal/cc)1/2 Además, las propiedades termofísicas del polietileno de alta densidad (HDPE) como una realización preferida, son las siguientes:
Así, el término físico "calor de fusión" se define como el calor absorbido por una unidad de masa de un sólido dado en su punto de fusión que convierte completamente el sólido en líquido a la misma temperatura, es decir, igual al calor de solidificación.
Según las reivindicaciones alternativas 1 o 2, el al menos un segundo componente termoplástico se obtiene a partir de al menos un polímero base seleccionado del grupo de los polipropilenos (PP); y derivados y/o compuestos de los mismos.
Según la presente divulgación, el primer componente termoplástico se obtiene a partir de al menos un polímero base seleccionado del grupo de los polipropilenos (PP); y derivados y/o compuestos de los mismos.
Por consiguiente, en el caso opcional del polipropileno (PP), el valor Sp polimérico del, respectivamente, primer o (al menos un) segundo componente termoplástico es de aproximadamente 7,9 (cal/cc)1/2. Además, las propiedades termofísicas del polipropileno (PP), como otra realización preferida, son las siguientes:
Se pudo comprobar experimentalmente que estas realizaciones preferidas mejoraban aún más los efectos ventajosos, como las propiedades termoplásticas / capacidad de mecanización; el aspecto general bicolor/multicolor (especialmente el efecto del mármol artificial; la supresión de la delaminación).
Especialmente, en el caso del polietileno de alta densidad (HDPE) como otra realización preferida para el primer componente termoplástico, un lote maestro de primer color específicamente preferido (especialmente el color de la matriz) puede fabricarse a partir de un soporte de polietileno (PE). Especialmente / además, el segundo portador de pigmento puede ser polipropileno (PP), creando así el efecto mármol.
Especialmente, en el caso del polipropileno (PP) como otra / alternativa más preferida para el primer componente termoplástico, un lote maestro específicamente preferido de primer color (esp. color de matriz) puede estar hecho de un soporte de polipropileno (PP). Especialmente / además, el segundo portador de pigmento puede ser polietileno de alta densidad (HDPE), creando así el efecto mármol.
Alternativa o acumulativamente, el primer componente termoplástico tiene un primer índice de fluidez / MFR elevado, en particular determinable según la norma DIN EN ISO 1133, que se sitúa en un intervalo de 15 a 50 g/10 min, medido preferentemente con una carga de prueba de 2,16 kg y, en el caso del grupo de los polietilenos (PE), a una temperatura de prueba de 190 °C. Debido a la baja viscosidad de la masa fundida, la maquinabilidad/fluidez de la fase exterior (más relevante) es excelente, suprimiendo así la degradación térmica, reduciendo la presión de inyección y mejorando positivamente el rendimiento/coste.
Alternativa o acumulativamente, el al menos un segundo componente termoplástico tiene un bajo segundo índice de fluidez / MFR, en particular determinable según la norma DIN EN ISO 1133, que se encuentra en un intervalo de 0,5 a 5,0 g/10 min, especialmente de 1,5 a 2,0 g/10 min, medido preferentemente con una carga de prueba de 2,16 kg y, en el caso del grupo de los polipropilenos (PP), a 230 °C de temperatura de prueba. Debido a la alta viscosidad de fusión de la fase interna, los dominios del al menos un segundo componente termoplástico se rompen menos fácilmente en respuesta a la tensión de cizallamiento de amasado / extrusión y por lo tanto permanecen (más) grandes. Por lo tanto, los segundos dominios en el producto final moldeado por inyección salen / son visualmente más distintos, por ejemplo en el tamaño de varios milímetros, especialmente más de 1 cm. Esta realización preferida contribuye muy favorablemente al aspecto bi/multicolor deseado (especialmente el efecto de mármol artificial).
Alternativa o acumulativamente, el primer componente termoplástico tiene un primer punto de fusión o intervalo de puntos de fusión, determinable por DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido según DIN EN ISO 11357), que se encuentra en el intervalo de temperaturas de 110 a 140 °C, preferentemente de 130 a 136 °C aproximadamente. Se sabe que en los materiales poliméricos termoplásticos existe un punto de reblandecimiento bastante definido que se observa cuando la energía cinética térmica es lo suficientemente alta como para permitir que se produzca una rotación interna de la cadena polimérica dentro de los enlaces de la cadena polimérica y que las moléculas poliméricas individuales se deslicen independientemente de sus vecinas, lo que las hace más flexibles y deformables. Esto define la llamada temperatura de transición vítrea. Dependiendo del grado de cristalinidad del polímero, habrá una temperatura (intervalo) (ligeramente) superior, que define el punto (intervalo) de fusión, en el que las regiones cristalinas poliméricas se separan y el material se convierte en una fusión líquida viscosa del material (composición) polimérico termoplástico. De acuerdo con dicha característica opcional que define un primer punto (intervalo) de fusión (comparativamente) bajo, el primer componente termoplástico, especialmente en los casos en que constituye el componente base principal / altamente concentrado, comienza a fundirse tempranamente en una unidad de inyección de una máquina (conjunto) de moldeo por inyección, es decir, en una zona de la tolva de alimentación y/o en una zona inicial del tornillo de extrusión (una primera parte de una zona de barril calentada). Esto dará como resultado positivo un buen comportamiento de flujo de la composición de material termoplástico, de manera que pueda extruirse y/o inyectarse fácilmente en un molde de inyección para fabricar el producto moldeado por inyección de apariencia bicolor o multicolor como objetos de diversos tipos, formas y/o tamaños. Además, las presiones de inyección y/o los tiempos de ciclo pueden reducirse positivamente, lo que se traduce en menores costes de inversión y fabricación.
Alternativa o acumulativamente, el al menos un segundo componente termoplástico tiene un respectivo segundo punto de fusión o intervalo de puntos de fusión, determinable por DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido según DIN EN ISO 11357), que se encuentra en el intervalo de temperaturas de 156 a 210 °C, preferiblemente de 160 a 170 °C.
Alternativa o acumulativamente, el producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer punto de fusión o intervalo de punto de fusión y el respectivo segundo punto de fusión o intervalo de punto de fusión no se solapan, especialmente difieren en una temperatura delta respectiva de al menos aproximadamente 10 °C, preferiblemente unos 20 °C
Alternativa o acumulativamente, el producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende el al menos un segundo componente termoplástico con un segundo porcentaje en masa respectivo en el intervalo de 0,1 a 5 % en peso, preferentemente de 2 a 3 % en peso. De este modo, el segundo componente termoplástico, como mínimo, se mezcla y descompone como fase interna del sistema bifásico/multifásico, en el que el primer componente termoplástico es la fase externa del mismo.
Especialmente, dentro de dicha realización preferida (pero de ninguna manera limitada a la misma) es concebible proporcionar más de uno / dos o más / múltiples segundos componentes termoplásticos. Por ejemplo, en la figura 3 se muestra, a modo de ejemplo, un producto tricolor de efecto mármol moldeado por inyección en el que el primer componente termoplástico es una fase esencialmente exterior de color azul océano (es decir, en la reproducción en blanco y negro: antracita) como primer color, y el producto de efecto mármol moldeado por inyección comprende además dos segundos componentes termoplásticos separados como dos fases esencialmente interiores de color blanco y negro que constituyen dos segundos colores diferentes.
Alternativa o acumulativamente, el producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor no contiene plastificantes (o al menos: esencialmente no contiene plastificantes, es decir, menos del 0,1 % en peso, más preferiblemente menos del 0,01 % en peso, aún más preferiblemente sólo cantidades traza inferiores a 10 ppm). Se entiende por plastificantes los aditivos que se añaden a los materiales termoplásticos para hacerlos más flexibles al actuar como "lubricantes" entre las cadenas poliméricas, reduciendo así la temperatura de transición vítrea / punto de fusión (intervalo). Sin embargo, se ha comprobado que la ausencia (opcional) de estabilizadores puede tener un efecto positivo adicional en lo que respecta a la presente divulgación. Una de las ventajas radica en la mayor optimización de las propiedades de resistencia del material y/o la ausencia de problemas de delaminación que pueden observarse. El solicitante supone que esto puede explicarse, en el contexto macroscópico del amasado de líquidos viscosos / fundidos y las fuerzas de cizallamiento que se producen a lo largo de las superficies de dominio regionales interfaciales, por una ausencia de deslizamiento / resbalamiento. Además, la ausencia de plastificantes (difusibles) en el producto final puede ser positiva si se tiene en cuenta la longevidad del material y/o el medio ambiente.
Alternativa o acumulativamente, el aspecto es de mármol artificial o madera artificial. En algunas situaciones, puede ser preferible que los pigmentos utilizados en los componentes termoplásticos sean de naturaleza orgánica, debido a su baja dispersabilidad y a su tendencia a formar aglomerados / grumos de partículas de pigmento que pueden añadir irregularidades visualmente observables, como manchas y motas (diminutas), pecas, chorretones, salpicaduras, manchas, para aumentar aún más la heterogeneidad del aspecto del color. De este modo, se consigue un efecto marmóreo similar a la viveza visual de las piedras naturales. Alternativa o acumulativamente, puede preferirse que el pigmento o pigmentos utilizados en el componente o componentes termoplásticos sean pigmentos inorgánicos como óxidos metálicos (por ejemplo, dióxido de titanio) y sulfuros, negro de humo, etc. Esto ofrece la ventaja de una buena dispersabilidad, con lo que se mejoran aspectos de fabricación como la maquinabilidad general, la robustez del proceso de fabricación y el buen índice de rendimiento del producto resultante, lo que se traduce en una reducción de los costes.
Alternativa o acumulativamente, el producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor es un contenedor, palé, caja y/o clavija para el almacenamiento y/o transporte de mercancías. Esto es especialmente atractivo en el campo de los productos de consumo, tal como las bebidas.
Alternativa o acumulativamente, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico contienen al menos un 90 % de un material reciclado. Alternativa o acumulativamente, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico contienen al menos un 5 % de un material marítimo. Estas realizaciones preferidas son ecológicas y más sostenibles.
Alternativa o acumulativamente, el producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor es a prueba de delaminación / sin delaminación. Especialmente, se aplican uno o más de los siguientes parámetros de resistencia del material o valores de ensayo (sin que se produzca ninguna delaminación en las respectivas sondas de ensayo / muestras del producto moldeado por inyección):
- valor del módulo de Young de al menos 800 MPa;
- valor de límite elástico de al menos 20 MPa;
- valor de deformación elástica de al menos el 10 %;
- valor de elongación de al menos el 250 %;
- valor del ensayo de impacto Charpy de muesca en V de al menos 6 kJ/m2.
Por lo tanto, los métodos de determinación relativos a los parámetros de resistencia del material antes mencionados son bien conocidos en la técnica anterior. En consecuencia, el término "sin delaminación" que marca una ventaja técnica distinguida de la presente divulgación puede cuantificarse fácilmente. En otras palabras, las líneas de rotura de la superficie inducidas en las muestras de ensayo del producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor y que se producen debido al fallo del material causado por dichos métodos de determinación cruzarán, esencialmente, las interfaces bicolores o multicolores y no (sólo) seguirán a lo largo de las interfaces (como ocurre en el caso de la delaminación, véase la discusión del estado de la técnica en la parte introductoria de la presente divulgación).
Según un segundo aspecto de la divulgación, se proporciona un método de fabricación / moldeo por inyección del producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor según el primer aspecto de la divulgación. El método de fabricación / moldeo por inyección incluye las siguientes etapas de proceso:
- alimentar, dentro de una zona de tolva de alimentación inicial de una máquina de moldeo por inyección, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico, respectivamente, en al menos una tolva de alimentación para obtener una composición de material termoplástico;
- extruir la composición de material termoplástico de forma continua, dentro de una zona de barril calentado que se extiende entre la zona de la tolva de alimentación y una boquilla de inyección de la máquina de moldeo por inyección, por medio y a lo largo de un tornillo de extrusión que se extiende longitudinalmente para ser mezclado y plastificado en su estado fundido;
- moldear por inyección, dentro de una zona de molde de inyección, la composición de material termoplástico mezclada y plastificada, a través de la boquilla de inyección en un molde de inyección, de manera oportunamente cíclica; y - solidificación en el producto final moldeado por inyección mediante enfriamiento del molde de inyección y posterior descarga, de forma cíclica y oportuna.
Cabe señalar que las características técnicas, así como sus efectos técnicos y ventajas, que se han descrito anteriormente en relación con el primer aspecto de la presente divulgación del producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor serán igualmente (mutatis mutandis) aplicables / válidos para este segundo aspecto de la divulgación del correspondiente método de fabricación / moldeo por inyección y viceversa. De este modo, se pueden evitar las repeticiones.
De este modo, dicho método de fabricación / moldeo por inyección se procesa / implementa en la máquina de moldeo por inyección (ensamblaje) que incluye una unidad de inyección y una unidad de sujeción, estando (especialmente siguiendo directamente) aguas abajo de la unidad de inyección. Por un lado, la unidad de inyección comprende la zona de la tolva de alimentación y la zona del barril (calentado), que se encuentra (especialmente a continuación) después de la zona de la tolva de alimentación. Por otra parte, la unidad de cierre, que se describirá en detalle más adelante, comprende la zona del molde de inyección. Especialmente, la zona del molde de inyección puede comprender una zona llamada de canal caliente situada en una región de flujo de entrada del molde de inyección que se encuentra aguas abajo / adyacente a la boquilla de inyección.
La zona del barril calentado proporciona un barril que es una cámara hueca en la que opera el (al menos un) tornillo de extrusión (también denominado: tornillo de inyección alternativo). El husillo de extrusión / husillo alternativo es un husillo capaz de realizar movimientos tanto rotativos como axiales. Para ello, la máquina de moldeo por inyección (conjunto), incluye un motor y engranajes para la rotación del tornillo y/o un cilindro para el ariete del tornillo, que pueden estar dispuestos aguas arriba de la zona de la tolva de alimentación. El tornillo de extrusión, dispuesto dentro de una zona de barril calentado de la unidad de inyección, está configurado para combinar el calentamiento y la mezcla con la función de inyección. En una realización preferida de extrusora de un solo tornillo que utiliza un tornillo de extrusión, el barril tiene una sección transversal cilíndrica. Alternativamente, en otra realización preferida de extrusora de doble tornillo que utiliza dos tornillos de extrusión, el barril tiene una sección transversal en forma de ocho. El barril, dentro de la zona del barril calentado, es calentado por al menos un calentador dispuesto para proporcionar un perfil de temperatura (que se extiende a lo largo de un eje longitudinal del barril / eje del tornillo de extrusión).
Dentro de la zona de la tolva de alimentación, la unidad de inyección incluye al menos una tolva de alimentación. En la al menos una tolva de alimentación y/o dentro de la zona de la tolva de alimentación se alimentan el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico, especialmente en forma de gránulos sólidos de termoplástico /polímero. Especialmente, para fabricar un producto moldeado por inyección multicolor, se puede alimentar (un) segundo(s) componente(s) termoplástico(s) adicional(es) que sea(n) un tercer, cuarto, etc. componente(s) termoplástico(s). De este modo, se (pre)mezcla una composición de material termoplástico a partir del primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico. La alimentación puede lograrse especialmente por medio de (un) denominado(s) tornillo(s) de alimentación / extrusor(es) de barriles. Además, dentro de la zona de la tolva de alimentación, la mezcla en seco de los materiales alimentados (el primer y el al menos un segundo componente termoplástico y/o de los lotes maestros) desempeña un papel. En este caso, preferiblemente, un tamaño de gránulo, una longitud de gránulo y/o una dosificación de los mismos pueden ser parámetros clave del proceso del método de fabricación.
Por ejemplo, de forma alternativa o acumulativa, el primer componente termoplástico puede suministrarse con un tamaño (medio) de gránulo de unos 3 mm; y/o el segundo componente termoplástico, como mínimo, puede suministrarse con un tamaño (medio) de gránulo de unos 3 mm o, en una realización preferida/opcional, de unos 6 mm (lo que permite distinguir mejor el tamaño del dominio regional). Sin embargo, esto no es limitativo, y el experto entiende que la tolva de alimentación puede alimentarse con termoplásticos (resinas) o compuestos en diversas formas. En otras palabras, los (respectivos) piensos pueden ser polvo fino, material triturado/reciclado o cuentas vírgenes, cuentas compuestas; o una mezcla de los mismos. Especialmente, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico pueden compartir una tolva de alimentación común. Sin embargo, el método no se limita a una tolva de alimentación común; y también es posible proporcionar dos (bicolor) o, respectivamente, una pluralidad (multicolor) de tolvas de alimentación separadas, especialmente de tal manera que cada uno de los primeros componentes termoplásticos y al menos uno / pluralidad de segundo(s) componente(s) termoplástico(s) se alimenten a la máquina de moldeo por inyección por separado.
Por lo tanto, se prefiere controlar (opcionalmente) la(s) proporción(es) del primer componente termoplástico y del al menos un segundo componente termoplástico dentro de la composición del material termoplástico para mantener un funcionamiento consistente de la máquina de moldeo por inyección y una calidad / apariencia superficial del producto final superior en estado estable. Para ciertas realizaciones en el último caso de la provisión de un control de relación, es concebible que opcionalmente dicha(s) relación(es) pueda(n) fluctuar y/o representar(n) una función (respectiva) dependiente del tiempo, con el fin de, por ejemplo, adaptar el aspecto óptico alcanzable del producto final moldeado por inyección.
A continuación, los gránulos de plástico sólido / composición de material termoplástico alimentados desde la(s) tolva(s) de alimentación se transportan para que transiten hacia (una primera parte de) la zona del barril calentado. Allí se comprimen, especialmente por un cambio en la geometría del tornillo. Esta compresión obliga a los gránulos de plástico sólido / composición de material termoplástico a fundirse / plastificarse por la acción de empujarse unos contra otros. Además, o mejor dicho: en superposición, el perfil de temperatura impuesto dentro de la zona del barril calentado provoca la fusión de la composición de material termoplástico. En particular, son el(los) tornillo(s) de extrusión y el barril (calentado), los que están configurados, especialmente interactúan, para transportar, mezclar y generar presión sobre la composición del material termoplástico dentro de la extrusora con el fin de fundir / plastificar.
De este modo, la unidad de inyección está configurada para alimentar (por lotes o, preferiblemente, de forma continua o casi continua), preparar / plastificar (de forma continua o casi continua) y dosificar la composición de material termoplástico, es decir, una (pre)mezcla de resina / polímero termoplástico de dos o varios componentes, que puede realizarse de forma especialmente consistente y precisa. Además, la unidad de inyección está configurada para inyectar a continuación, de forma cíclica, un volumen determinado de la composición de material termoplástico plastificado a una presión de inyección elevada (por ejemplo, 80 bares y hasta mucho más elevada, como de 100 a 160 bares, dependiendo del tamaño del molde y de los canales de flujo de inyección, la reología, etc.) en el molde (herramienta). En este caso, el término (técnico) "plastificar material termoplástico" significa hacer que el material termoplástico pueda moldearse por inyección.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente divulgación, la composición de material termoplástico se procesa de tal manera que la viscosidad respectiva (de flujo fundido) de cada uno de los componentes termoplásticos mezclados en el extrusor y al menos un segundo componente termoplástico son tales, en el punto de la boquilla de inyección y/o dentro de la zona del molde de inyección, especialmente la zona del corredor caliente, que los efectos de amasado resultantes (es decir, efectos de esfuerzo cortante interfacial en/alrededor de los dominios regionales entre materiales a granel) han provocado una mezcla interna suficiente de estos (de modo que se evita o suprime esencialmente la delaminación), pero no han sido suficientemente logrados con respecto a producir una composición de material termoplástico (visualmente) uniforme. Especialmente, se prefiere que la selección del primer componente termoplástico y/o del al menos un segundo componente termoplástico y/o de diversos parámetros de procesamiento del método de moldeo por inyección pueda ser tal que cause que la segunda viscosidad (flujo de fusión) del al menos un segundo componente termoplástico (especialmente, cuando se considera como una fase interna de una composición de material termoplástico bi-/multifásico) sea (significativamente) inferior a la primera viscosidad (flujo de fusión) del primer componente termoplástico (especialmente, cuando se considera como la fase externa, que encierra esencialmente o al menos parcialmente a la fase interna).
A continuación / después de la unidad de inyección, la unidad de cierre de la máquina de moldeo por inyección (conjunto), que incluye la zona del molde de inyección, comprende (al menos un) molde de inyección. El molde de inyección está dispuesto / montado entre una platina estacionaria y una platina móvil por medio de (por ejemplo, cuatro) tirantes periféricos, así como un cilindro de sujeción y un cilindro hidráulico, que son una disposición configurada / provista para mover la platina móvil. Sin embargo, el experto comprenderá que la esencia de la presente divulgación reside en los efectos técnicos que tienen lugar dentro de la unidad de inyección. En particular, es importante que la característica que define al menos un dominio regional no mezclado, especialmente no mezclado, de sólo el primer o segundo color, especialmente del segundo color (es decir, la fase interna), en el que además preferiblemente el dominio regional no está contaminado por y/o se distingue visualmente del otro color, debe alcanzarse dentro de la composición de material termoplástico en (los puntos longitudinales de) la boquilla de inyección y/o dentro de la zona de canal caliente (correspondiente a un tiempo de proceso de moldeo por inyección respectivo). En consecuencia, cualquier unidad de sujeción conocida en la técnica anterior puede utilizarse igualmente. De hecho, la presente divulgación no se limita en modo alguno a un determinado tipo de unidad de inyección y/o de unidad de cierre, ya que éstas pueden variar en función del tamaño, la complejidad y/o la escala del producto final moldeado por inyección y/o en función de la disponibilidad de un parque de máquinas de moldeo por inyección (históricamente desarrollado).
Alternativa o acumulativamente, la zona del barril calentado proporciona un perfil de temperatura de proceso que es superior a los puntos de fusión primero y segundo. De este modo se obtienen altos rendimientos y se suprimen las fluctuaciones que afectan negativamente a la maquinabilidad. Además, esto permite una vida útil de las herramientas (tornillo de extrusión y/o molde de inyección) favorablemente más larga, debido a una reducción de las viscosidades de flujo de la masa fundida y de las presiones de inyección resultantes.
Alternativa o acumulativamente, la zona de barril calentada proporciona un perfil de temperatura de proceso que se establece para estar en una primera parte de la zona de barril calentada en un primer intervalo de temperatura de 160 a 165 °C. Alternativa o acumulativamente, la zona de barril calentada proporciona un perfil de temperatura de proceso que está en una parte media de la zona de barril calentada a un segundo intervalo de temperatura de 165 a 175 °C. Alternativa o acumulativamente, la zona de barril calentada proporciona un perfil de temperatura de proceso que se encuentra en una última parte de la zona de barril calentada / en la boquilla de inyección a un tercer intervalo de temperatura de 175 a 195 °C. Especialmente, pero no limitando en modo alguno, se ha descubierto que este perfil de temperatura (parcial) o dicha combinación de perfiles de temperatura (parciales) es especialmente ventajoso para crear efectos de mármol visualmente atractivos en productos moldeados por inyección no delaminados que se basan en el primer componente termoplástico seleccionado del grupo de los polietilenos (PE) (y similares) y/o en el al menos un segundo componente termoplástico seleccionado del grupo de los polipropilenos (Pp ) (y similares). Alternativa o acumulativamente, este perfil (parcial) de temperatura o tal combinación de perfiles (parciales) de temperatura puede emplearse para productos moldeados por inyección según la presente divulgación, en los que el primer componente termoplástico tiene un primer punto de fusión (intervalo) dentro del intervalo de temperaturas de 110 a 140 °C, preferiblemente de 130 a 136 °C; y/o en los que el al menos un segundo componente termoplástico tiene un segundo punto de fusión (intervalo) respectivo dentro del intervalo de temperaturas de 156 a 210 °C, preferiblemente de 160 a 170 °C. Estas características hacen que se produzcan diferentes efectos interfaciales dentro de la zona del barril calentado. Especialmente, la mezcla y la no mezcla del primer y especialmente del segundo lote maestro de color tiene lugar dentro de la zona del barril calentado. En otras palabras, en función del perfil/curva de temperatura, ya sea parcial o a lo largo de todo el barril, se puede influir en el efecto mármol o similar al mármol y adaptarlo a las preferencias del cliente/usuario sin comprometer la resistencia mecánica/el requisito del producto de evitar la delaminación.
Alternativa o acumulativamente, la zona del barril calentado proporciona un perfil de temperatura de proceso que incluye un máximo de temperatura dentro de una zona de canal caliente que está incluida dentro de la zona del molde de inyección, especialmente siendo proporcionada dentro de una región de trayectoria de flujo inicial. Esto sirve para un corto tiempo de permanencia de la máxima aplicación / exposición de calor. Es decir, con el fin de optimizar el comportamiento reológico dentro del molde de inyección mediante una mayor disminución de la viscosidad (flujo de fusión), el calor máximo se impone justo donde esto importa específicamente (especialmente, dentro de la región de la trayectoria de flujo inicial), por lo tanto sin afectar negativamente a la composición del material termoplástico debido a la degradación causada por el sobrecalentamiento / tiempos de residencia más largos en el máximo de calor. Preferentemente, la zona del canal caliente se calienta a una cuarta gama de temperaturas de 180 a 215 °C, preferentemente de 185 a 195 °C. Como resultado, el tiempo del ciclo de inyección se reduce aún más, lo que permite optimizar los costes de producción y reducir el mantenimiento. Alternativamente, o de forma acumulativa, la velocidad de inyección puede predeterminarse a 2,5 segundos de duración del ciclo de inyección, lo que se traduce en una mejora de los costes de producción.
Alternativamente, o acumulativamente, el tornillo de extrusión puede estar configurado para proporcionar una zona de mezcla corta (inicial / aguas arriba), con la longitud de la zona de mezcla extendiéndose como máximo hasta aproximadamente 30 %, especialmente hasta aproximadamente 20 %, de la longitud total del tornillo de extrusión (es decir, en dirección longitudinal de la máquina extrusora de inyección). Alternativa o acumulativamente, el tornillo de extrusión puede ser un tornillo de extrusión tipo barrera. Este diseño(s) preferible(s) y opcional(es) del tornillo de extrusión permite(n) ventajosamente bajas temperaturas de la masa fundida o perfiles de temperatura a lo largo del tornillo de extrusión, así como heterogeneidad de la masa fundida inyectada o, respectivamente, del producto final moldeado por inyección. Mientras que, por un lado, el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico deben mezclarse hasta cierto punto en la zona de mezclado (inicial / anterior), se ha descubierto que el aspecto bicolor o multicolor deseado puede alcanzarse de forma óptima mediante un diseño de tornillo de extrusión opcional de este tipo. Es decir, el dominio regional al menos no mezclado, especialmente no mezclado, de sólo el primer o segundo color sigue siendo más grande y/o más distinto (visualmente) cuanto más corta es la zona de mezcla. Y viceversa, cuanto más larga y/o estancada sea la zona de mezcla, más se mezclarán o fundirán el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico, de modo que sus colores se difuminarán entre sí, debido al efecto físico de la mezcla sustractiva de colores. Por lo tanto, este/estos diseño(s) de tornillo(s) de extrusión preferible(s) y opcional(es) proporciona(n) ventajosamente un alto rendimiento y, al mismo tiempo, un método de fabricación / moldeo por inyección / producto final de alta calidad.
Preferiblemente, el diseño del tornillo de extrusión tipo barrera puede incluir y/o basarse en uno o más de los tres diseños básicos comúnmente conocidos por sus nombres de inventores, a saber, el llamado diseño de tornillo de barrera Maillefer, el diseño de tornillo de barrera Schippers y el diseño de tornillo de barrera Dray; o combinaciones de los mismos. En primer lugar, el diseño de tornillo de barrera de Maillefer relativo al documento de patente CH 363149 A [cuya divulgación se incorpora al presente documento por referencia] divulga un vuelo de barrera que retiene sólidos no fundidos en un canal primario mientras que la resina fundida va corriente abajo en un canal auxiliar. En segundo lugar, el diseño de tornillo de barrera de Schippers relativo al documento de patente DE 2017580 A1 [cuya divulgación se incorpora al presente documento por referencia] proporciona dos configuraciones diferentes: El primero tiene canales paralelos con el canal primario o de entrada reduciendo su profundidad mientras que el canal auxiliar o de fusión (al otro lado del vuelo de la barrera) aumenta su profundidad. La segunda configuración añade mezcla distributiva transponiendo los vuelos primario y auxiliar. Esto hace que la resina del canal de fusión se mezcle con la resina del lado de salida del canal primario. En tercer lugar, el diseño de tornillo de barrera Dray relativo al documento de patente US 3.650.652 A [la divulgación del mismo se incorpora aquí por referencia] divulga proporcionar un tramo más largo al final de la sección de alimentación para aumentar el área de fusión. El paso más largo permite incluir el canal auxiliar, mientras que la anchura del lecho de sólidos en el canal primario permanece inalterada.
Por lo tanto, la presente divulgación proporciona un desarrollo tecnológico de moldeo por inyección novedoso e innovador para crear un aspecto bicolor (o multicolor), especialmente un efecto mármol o similar al mármol en un producto moldeado por inyección. De este modo, la composición termoplástica de la misma comprende el primer componente termoplástico / lote maestro del primer color (color base), y uno (o múltiples) segundo(s) componente(s) termoplástico(s) de otro color que es diferente al primer color (de otros múltiples segundos colores que son diferentes al primer color y mutuamente diferentes / distintos entre sí). La apariencia bicolor o multicolor significa que hay al menos un dominio regional sin mezclar, especialmente sin mezclar, de sólo el primer o segundo color. Especialmente, el producto moldeado por inyección puede parecer hecho de mármol (artificial) o madera, a pesar de su fabricación termoplástica/procedente de un proceso de moldeado por inyección.
Una de las principales ventajas del producto moldeado por inyección según la presente divulgación es su resistencia mecánica. En particular, a diferencia de los artículos multicolores moldeados por inyección conocidos hasta ahora, no sufre delaminación perjudicial. Por lo tanto, puede utilizarse plenamente para aplicaciones de almacenamiento y/o transporte, equipamiento interior de vehículos y similares. La superioridad del moldeado por inyección bi/multicolor proporcionado en términos de resistencia mecánica y durabilidad se basa, por una razón, en la característica técnica según la cual el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico son materiales mutuamente mezclables, especialmente mezclables y/o químicamente compatibles, cuando se encuentran en sus estados fundidos termoplásticos. Esta condición de la química interfacial así como molecular / ciencia de materiales se cumple especialmente para la realización preferida en la que tanto (o todos) los primeros como (al menos uno) los segundos componentes termoplásticos / lotes maestros son (seleccionados de / basados en) el grupo de las poliolefinas. En otras palabras, el desarrollo actualmente divulgado se aleja del moldeo por inyección convencional de mezclas de polímeros termoplásticos químicamente no compatibles (especialmente de mezclas no poliolefínicas). Por otra parte, la buena calidad del producto moldeado por inyección bicolor/multicolor que se presenta en la actualidad se debe al procesamiento optimizado y al diseño químico del producto de acuerdo con el método de moldeado por inyección proporcionado y sus variantes preferidas. Por último, pero no menos importante, la posibilidad de fabricar productos bicolores/multicolores mediante el método de moldeo por inyección descrito en lugar de, por ejemplo, los métodos de fundición convencionales o la fabricación manual tradicional, permite una producción automatizada y rentable de productos reciclables.
Lo anterior y otros objetos, características, aspectos y ventajas de la presente divulgación se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la presente divulgación cuando se toma en conjunto con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
Las características, ventajas e importancia técnica e industrial de las realizaciones ejemplares de la invención se describirán a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que signos similares indican elementos similares, y en los que:
La figura 1 es una fotografía que muestra un producto moldeado por inyección de aspecto bicolor según una primera realización que se moldea por inyección con la forma de una caja de bebidas;
La figura 2 es una fotografía que muestra otro producto moldeado por inyección de aspecto bicolor según una segunda realización que se moldea por inyección con la forma de una muestra de prueba estándar para fines de desarrollo de ingeniería de fabricación (MED), en la que otros parámetros de influencia son idénticos a los relativos a la primera realización de la figura 1;
La figura 3 es una fotografía que muestra otro producto moldeado por inyección de aspecto tricolor según una tercera realización que es otra muestra de ensayo estándar a efectos de MED;
La figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra una configuración de una máquina de moldeo por inyección (conjunto) que está configurada para procesar un método correspondiente para la fabricación del producto moldeado por inyección de apariencia bicolor o multicolor según la divulgación, que ilustra cuatro zonas diferentes del proceso de moldeo por inyección;
La figura 5 es un diagrama de flujo del método de fabricación del producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor siguiendo las cuatro zonas diferentes del proceso de moldeo por inyección ilustradas en la figura 4;
La figura 6a y la figura 6b son fotografías que muestran otros productos moldeados por inyección de aspecto bicolor según una cuarta ("n.° 4") y una quinta realización ("n.° 6"), respectivamente, que son otras muestras de ensayo estándar a efectos de MED, que ilustran el efecto de una variación experimental relativa al segundo índice de fluidez del al menos un segundo componente termoplástico;
Las figuras 7a, 7b y 7c son fotografías que muestran otros productos moldeados por inyección de aspecto bicolor según la cuarta realización ("n.° 4", ver la figura 6a ídem), así como según una sexta ("n.° 8") y séptima ("n.° 9") realización, respectivamente, que son otras muestras de ensayo estándar para fines de desarrollo MED, que ilustran el efecto de una variación experimental relativa a diferentes rangos de temperatura de procesado; y
La figura 8a y la figura 8b son fotografías que muestran otros productos moldeados por inyección de aspecto bicolor según una octava ("n.° 1") y una novena ("n.° 2") realización, respectivamente, que son otras muestras de ensayo estándar a efectos de MED, que ilustran el efecto de una variación experimental relativa al tamaño/diámetro del granulado de alimentación del al menos un segundo componente termoplástico.
Descripción detallada de realizaciones
Las características, ventajas e importancia técnica e industrial de las realizaciones ejemplares de la invención se describirán a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que signos similares indican elementos similares, y en los que:
La figura 1 es una fotografía que muestra una caja de bebidas 100 moldeada por inyección con aspecto de mármol como producto moldeado por inyección de aspecto bicolor según una primera realización. La caja de bebidas / cerveza 100 de la figura 1, mecánicamente robusta y con aspecto de mármol, se asemeja a un producto de consumo final que se utilizará para el almacenamiento y el transporte. La caja de bebidas / cerveza 100 de la figura 1 tiene una anchura de 400 mm y una altura de 270 mm.
Las figuras 2, 3, 6a/6b, 7a/7b/7c, 8a/8b son fotografías respectivas que muestran, cada una, una muestra de ensayo estándar diferente para fines de desarrollo de ingeniería de fabricación (MED) 100 que se asemeja a otro producto moldeado por inyección de aspecto bicolor (figura 3: de aspecto tricolor) según una segunda a novena realización, respectivamente. Cada muestra de ensayo estándar (para MED) tiene una anchura de 100 mm y una altura de 50 mm, así como un grosor (no mostrado) de 4 mm.
Cada una de las realizaciones primera a novena del producto moldeado por inyección de aspecto bicolor/multicolor 100 mostrado en las figuras 1, 2, 3, 6a/6b, 7a/7b/7c, 8a/8b incluye polietileno de alta densidad (HDPE) como primer componente termoplástico y polipropileno (PP) como al menos un segundo componente termoplástico. Por lo tanto, pueden considerarse como una serie experimental / diseño de experimentos para observar la influencia de determinados parámetros comparándolos entre sí, como se detallará a continuación.
A modo de ejemplo / opcionalmente, el polietileno de alta densidad (HDPE) como primer componente termoplástico (base / fase exterior) se ha coloreado con un primer lote maestro de color hecho de material PE (o copolímeros PE / derivados, etc.) como primer portador de pigmento. En este caso, el primer color 1 es el azul océano (es decir, en la reproducción en blanco y negro: antracita), como se indica en cada una de las realizaciones primera a novena del producto moldeado por inyección de aspecto bicolor/multicolor 100 mostrado en las figuras 1, 2, 3, 6a/6b, 7a/7b/7c, 8a/8b. Por consiguiente, los dominios regionales del primer color 10 y/o una fase exterior circundante / fase matriz del primer componente termoplástico 1 (en el presente caso de un alto porcentaje del primer componente termoplástico 1, más del 90 % en peso) pueden reconocerse / identificarse por su color azul océano (es decir, en la reproducción en blanco y negro: antracita).
A modo de otro ejemplo / opcionalmente, el polipropileno como (al menos un) segundo componente termoplástico (efecto / fase interna) se ha coloreado con (al menos un) segundo lote maestro de color puede a partir de material de PP (o copolímeros de PP / derivados, etc.) como (al menos un) segundo portador de pigmento. En este caso, el segundo color 2 es blanco (o, además, negro, véase la figura 3), como se indica en cada una de las realizaciones primera a novena del producto moldeado por inyección de aspecto bicolor/multicolor 100 mostrado en las figuras 1, 2, 3, 6a/6b, 7a/7b/7c, 8a/8b. En consecuencia, los dominios regionales del segundo color 20 pueden reconocerse / identificarse por su color blanco.
La muestra de prueba estándar (para MED) 100 de la segunda realización / figura 2 es esencialmente comparable a la caja de bebidas / cerveza 100 de la primera realización / figura 1, en la medida en que otros parámetros de influencia, además de la forma y el tamaño de la misma, pueden considerarse esencialmente idénticos o al menos insignificantemente diferentes. En consecuencia, el aspecto bicolor de la segunda forma de realización / figura 2, que muestra múltiples vetas blancas tipo pluma 20 como los dominios regionales del segundo color 2, da la impresión de ser un detalle ampliado de la fotografía de la primera forma de realización / figura 1, mientras que, de hecho, no lo es, sino los dos objetos diferentes de la caja más grande frente a la muestra de prueba estándar más pequeña (para MED).
La figura 3 relativa a la tercera realización es única [en comparación con la primera, segunda y cuarta a novena realizaciones del producto moldeado por inyección de aspecto bicolor 100 como se muestra en las figuras 1,2, 6a/6b, 7a/7b/7c, 8a/8b] en la medida en que da un ejemplo del producto moldeado por inyección de aspecto tricolor / que muestra un efecto de mármol de en conjunto tres colores distintivos azul océano (antracita) / blanco / negro. Es decir, el aspecto tricolor/efecto mármol se produce de la siguiente manera: el primer componente termoplástico altamente concentrado 1 es una fase esencialmente envolvente/exterior de azul océano (es decir, en la reproducción en blanco y negro: antracita) como primer color, moldeado por inyección junto con dos segundos componentes termoplásticos 2 (separados) como dos fases interiores (esencialmente separadas) de blanco y de negro que constituyen dos segundos colores 2 diferentes. Como resultado, la apariencia tricolor / efecto mármol se crea mediante dominios regionales visualmente distintos / parches / manchas / rayas que son dominios azul océano (es decir, en la reproducción en blanco y negro: antracita) del primer color 10, así como dominios blancos interiores 20 de un segundo color más dominios negros interiores 21 de (otro) segundo color (es decir, de un tercer color).
De acuerdo con el uso especialmente previsto del producto en relación con el almacenamiento y el transporte, cada una de las realizaciones primera a novena, como se muestra en las figuras 1, 2, 3, 6a/6b, 7a/7b/7c, 8a/8b, se sometieron a procedimientos de ensayo de aplicación, respectivamente, realizados para garantizar una resistencia mecánica / robustez y durabilidad respectivas para cada una de las realizaciones, al menos durante el tiempo de duración de un ciclo de vida típico del producto / vida útil. De este modo, para todas las realizaciones mencionadas de la primera a la novena, podría demostrarse que no presentan ni sufren delaminación bajo tensión mecánica estática y/o dinámica, como la carga de tracción. En su lugar, se produce una descomposición observable del material en todo el producto moldeado por inyección (masa/interfaces). En otras palabras, cada material de las realizaciones primera a novena demuestra comportarse / reaccionar / actuar como una mezcla termoplástica integral hecha de dos o más polímeros termoplásticos. Por lo tanto, cada una de estas realizaciones puede considerarse "libre de delaminación" en el sentido de la presente divulgación.
Por ejemplo, para la primera forma de realización (caja de cerveza) y la segunda forma de realización (muestra de prueba estándar para MED, que se asemeja a un detalle de la primera forma de realización), se determinaron los siguientes resultados de prueba (de acuerdo con los procedimientos de prueba DIN estándar conocidos por el experto):
La figura 4 muestra un diagrama esquemático que ilustra una realización preferida o una configuración principal de una máquina (conjunto) de moldeo por inyección 200. La máquina (conjunto) de moldeo por inyección 200 está configurada para procesar / implementar, como se ilustra en un diagrama de flujo de la correspondiente figura 5, un método correspondiente para la fabricación del producto moldeado por inyección de apariencia bicolor o multicolor 100 según la divulgación. Para ello, la máquina (conjunto) de moldeo por inyección 200 incluye una unidad de inyección I y una unidad de sujeción C, como se indica con las flechas dobles en la parte superior de la figura 4. La unidad de cierre C está situada (especialmente a continuación) después de la unidad de inyección I.
Además, la máquina (conjunto) de moldeo por inyección 200 incluye cuatro zonas de proceso de moldeo por inyección diferentes (designadas por los números de referencia a a d), como indican las flechas dobles en la parte inferior de la figura 4. Además, tres de estas cuatro zonas diferentes del proceso de moldeo por inyección (es decir, a a c) se designan a cuatro etapas fundamentales del método S100 a S400, como se distingue en el diagrama de flujo de la figura 5 correspondiente.
La unidad de inyección I, en el lado izquierdo de la figura 4, comprende una zona de tolva de alimentación inicial a y una zona de barril (calentado) b, estando esta última situada (especialmente a continuación) aguas abajo de la zona de tolva de alimentación a. La unidad de cierre C, en el lado derecho de la figura 4, comprende una zona de molde de inyección c. La zona de molde de inyección c incluye un molde de inyección 29 (con mitades de molde macho y hembra) y, aguas arriba del mismo, una boquilla de inyección 26. La boquilla de inyección 26 está situada en el extremo inferior del cilindro calentado 24. Como puede verse en la figura 4, la zona del molde de inyección c comprende una zona opcional, denominada zona de canal caliente d. La zona de canal caliente d se encuentra en una región de flujo de entrada del molde de inyección 29.
La zona a de la tolva de alimentación está configurada de tal manera que tiene lugar la alimentación (etapa S100 de la figura 5), especialmente la mezcla en seco, de los respectivos materiales (termoplásticos) (respectivos materiales de matriz y correspondientes lotes maestros) / primer y segundo componentes termoplásticos (en un proceso preferiblemente continuo).
A continuación / aguas abajo, la zona del barril b está configurada de tal manera que tiene lugar el calentamiento y la extrusión (etapa S200 de la figura 5) para plastificar / mezclar (y no mezclar parcialmente los dominios restantes, de acuerdo con la presente divulgación) de los respectivos materiales (termoplásticos) (respectivos materiales de matriz y lotes maestros correspondientes) / primer y segundo componentes termoplásticos.
A continuación / aguas abajo, la zona del molde de inyección c está configurada de tal manera que tiene lugar la etapa de moldeo por inyección (etapa S300 de la figura 5), en la que una composición fundida de / con el primer y segundo componentes termoplásticos se inyecta a través de la boquilla de inyección 26 en el molde de inyección 29 (en su estado cerrado), de manera oportunamente cíclica. Además, se proporciona una válvula antirretorno 34 para evitar el reflujo de la composición fundida.
Como puede verse en la figura 4, el molde de inyección 29 está dispuesto entre un plato fijo 27 y una platina móvil 28. Mediante un movimiento (por ejemplo, horizontal) de la platina móvil 28, la mitad macho del molde puede introducirse en la correspondiente mitad hembra del molde y extraerse de la misma, de forma oportunamente cíclica (cada vez para las etapas del método S300 y S400, véase la figura 5), para cerrar y abrir el molde de inyección 29. Para ello se dispone, por ejemplo, de cuatro tirantes 30, un cilindro de sujeción 31 y un cilindro hidráulico 32.
Dentro de la fase de moldeo por inyección (S300, véase la figura 5), la zona de canal caliente opcional d está configurada para calentar aún más, especialmente mediante calentamiento intensivo / transferencia de calor y/o durante un tiempo de inyección / tiempo de permanencia comparablemente corto (para evitar la degradación térmica), la composición fundida de / con los componentes termoplásticos primero y segundo del molde de inyección 29, por ejemplo mediante una temperatura de canal caliente a aproximadamente 215 °C y/o durante un tiempo de inyección de 2,5 segundos. A continuación, el molde de inyección 29 se enfría de forma que se produzca la solidificación (etapa S400 de la figura 5) en el producto final moldeado por inyección y su posterior descarga, de forma oportunamente cíclica.
Como puede verse en la figura 4, la unidad de inyección I incluye una tolva de alimentación 22, que define la zona de la tolva de alimentación a. En la tolva de alimentación 22 se alimentan el primer componente termoplástico y el al menos un segundo componente termoplástico, especialmente en forma de gránulos sólidos de termoplástico / polímero.
A continuación, la zona de barril calentado b proporciona un barril 24 calentado, por ejemplo, desde el exterior por múltiples calentadores 23 dispuestos circunferencialmente. El barril 24 es una cámara hueca en la que opera el (al menos un) tornillo de extrusión 25 (también denominado: tornillo de inyección alternativo). El barril 24 se calienta mediante al menos un calentador 23 dispuesto para proporcionar un perfil de temperatura (que se extiende a lo largo de un eje longitudinal del barril / eje del tornillo de extrusión). El tornillo de extrusión / tornillo reciprocante 24 es un tornillo capaz de movimiento tanto rotacional como axial. Para ello, la máquina (conjunto) de moldeo por inyección 200 incluye un motor / engranajes para la rotación del husillo 33 y un cilindro para el ariete del husillo 35, dispuestos aguas arriba de la zona de la tolva de alimentación a. El husillo de extrusión 25, dispuesto dentro de la zona del barril calentado b de la unidad de inyección I, está configurado para combinar el calentamiento y la mezcla con la función de inyección. En una realización preferida del tornillo de extrusión / tornillo alternativo 25 que utiliza uno / un solo tornillo de extrusión 25, el barril 24 tiene una sección transversal cilíndrica. Alternativamente, en otra realización preferida de extrusora de doble tornillo / tornillo alternativo 25 que utiliza dos tornillos de extrusión 25, el barril 24 tiene una sección transversal en forma de ocho.
Volviendo a la serie / diseño de experimentos como se ha mencionado anteriormente en el contexto de la discusión previa de las figuras 1, 2, 3, 6a/6b, 7a/7b/7c, 8a/8b, cada una de las figuras 6a a 8b muestra, respectivamente, la muestra de ensayo estándar (para MED) 100 de acuerdo con la variación de las siguientes realizaciones, como ahora se discutirá más adelante:
La figura 6a y la figura 6b se refieren a muestras de ensayo estándar 100 según una cuarta ("n.° 4") y una quinta realización ("n.° 6"), respectivamente, ilustrando así el efecto de una variación experimental relativa al segundo índice de fluidez (MFR) del al menos un segundo componente termoplástico. Es decir, la cuarta realización ("n.° 4" / figura 6a) se fabrica basándose en que el segundo índice de fluidez (MFR) es de 0,5 g/10 min, medido con una carga de prueba de 2,16 kg y a una temperatura de prueba de 230 °C (determinada según la norma DIN EN ISO 1133, grupo de polipropilenos). Contrariamente, la quinta realización ("n.° 6" / figura 6b) se fabrica basándose en que el segundo índice de fluidez (MFR) es de 2,0 g/10 min, medido igualmente con una carga de prueba de 2,16 kg y a una temperatura de prueba de 230 °C. De la comparación de las figuras 6a frente a 6b puede concluirse que cuanto mayor es el segundo MFR, es decir, cuanto menor es la segunda viscosidad de fusión, más fácilmente se mezcla el segundo componente termoplástico blanco (lote maestro) con el primer componente termoplástico azul circundante (lote maestro). Se llega a esta conclusión, ya que del aspecto general bicolor de la quinta realización ("n.° 6" / figura 6b) parece que el "azul océano" (b/n: antracita) es más claro que en la cuarta realización ("n.° 4" / figura 6a). En otras palabras, cuanto mayor sea el segundo MFR, es decir, cuanto menor sea la segunda viscosidad de fusión, mejor y más fácilmente se dispersa, lo que da lugar a una (mayor) mezcla con el lote maestro azul.
Las figuras 7a, 7b y 7c son fotografías que muestran otras muestras de ensayo estándar bicolores 100 según la cuarta realización ("n.° 4", véase la figura 6a ídem), así como según una sexta ("n.° 8") y séptima ("n.° 9") realización, respectivamente, que son otras muestras de ensayo estándar (para fines de desarrollo MED), que ilustran el efecto de una variación experimental con respecto a diferentes rangos de temperatura de procesamiento, en este caso especialmente el efecto de diferentes temperaturas de composición / masa fundida. Por lo tanto, como se ha explicado anteriormente, los parámetros de influencia del proceso de moldeo por inyección comprenden la velocidad de inyección, una temperatura de inyección, una composición de la masa fundida / temperatura media de la masa, el perfil de temperatura dentro de la zona del barril calentado (todos los intervalos de temperatura antes mencionados) y la temperatura del canal caliente.
Es decir, la cuarta realización ("n.° 4", figura 7a, véase la figura 6a ídem) se fabrica a una temperatura de 185 °C a 195 °C. El sexto ejemplo ("n.° 8", figura 7b) se fabrica a una temperatura de 195 °C a 205 °C. El séptimo ejemplo ("n.° 9", figura 7c) se fabrica a una temperatura de 210 °C a 220 °C. Por lo tanto, se concluye que con el aumento de la temperatura, el efecto mármol / la falta de mezcla del segundo componente termoplástico interno ("lote maestro de efecto") se ve perturbado a través de la mezcla de extrusión calentada. En otras palabras, cuanto más caliente más se mezcla la fase interna / segundo componente termoplástico ("lote maestro de efecto") con la fase externa / material matriz / primer componente termoplástico. El efecto mármol, definido por el aspecto de los dominios regionales primero y segundo 10, 20, se vuelve "menos" definido / distinguible y más difuminado / degradado.
La figura 8a y la figura 8b son fotografías que muestran otras muestras de ensayo estándar bicolores 100 según la octava ("n.° 1") y la novena ("n.° 2") realización, respectivamente, que ilustran el efecto de una variación experimental relativa al tamaño / diámetro del granulado de alimentación del al menos un segundo componente termoplástico. Es decir, la octava realización ("n.° 1", figura 8a) se fabrica a partir de un granulado de tamaño "triple". La novena realización ("n.° 2", figura 8b) se fabrica a partir de un tamaño de granulado estándar (aproximadamente 3 mm). Según se define por la apariencia de los dominios regionales primero y segundo 10, 20, se puede concluir que cuanto mayor sea el tamaño de los gránulos, mayor será la cantidad de colorante / pigmento para crear el efecto de mármol deseado que destaca visualmente de la fase exterior /material matriz / primer componente termoplástico. Es decir, entonces el efecto de los colorantes / pigmentos es comparativamente mayor.
Lista de números de referencia
1 primer componente termoplástico
2 segundo componente termoplástico
10 dominio de primer color
20 dominio de (un) segundo color
21 dominio de (otro) segundo color (es decir, de un tercer color)
22 tolva de alimentación
23 calentadores
24 barril
25 tornillo de extrusión (alternativo)
26 boquilla de inyección
27 platina estacionaria
28 platina móvil
29 molde de inyección
30 tirantes
31 cilindro de sujeción
32 cilindro hidráulico
33 motor y engranajes para la rotación del tornillo
34 válvula antirretorno
35 cilindro para husillo
100 producto moldeado por inyección de aspecto bicolor o multicolor
200 máquina de moldeo por inyección
a zona de tolva de alimentación
b zona de barril
c zona del molde de inyección
d zona de canal caliente
C unidad de sujeción
I unidad de inyección
Etapas del proceso S100 - S400 del método de moldeo por inyección
Claims (12)
1. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor, que comprende:
- un primer componente termoplástico (1) de un primer color que es un color base, en el que el primer componente termoplástico (1) está pigmentado con un primer lote maestro de color, y
- al menos un segundo componente termoplástico (2) de otro color que es diferente al primer color, en el que el al menos un segundo componente termoplástico (2) está pigmentado con otro lote maestro de color,
en el que el producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor tiene al menos un dominio regional (10, 20) no mezclado, especialmente no combinado, de sólo el primer o segundo color, no estando el dominio (10, 20) contaminado por el otro color y visualmente distinto del mismo,
caracterizado por que
el primer componente termoplástico (1) y el al menos un segundo componente termoplástico (2) son materiales mutuamente mezclables y químicamente compatibles, cuando se encuentran en su estado fundido termoplástico; el primer componente termoplástico (1) se obtiene a partir de al menos un polímero de base seleccionado del grupo de los polietilenos (PE), en particular, de polietilenos de alta densidad (HDPE); y de sus derivados y/o compuestos; el al menos un segundo componente termoplástico (2) se obtiene a partir de al menos un polímero base seleccionado del grupo de polipropilenos (PP); y derivados y/o compuestos de los mismos;
el primer componente termoplástico (1) tiene un primer índice de fluidez / MFR elevado, determinable según DIN EN ISO 1133, que se encuentra en un intervalo de 15 a 50 g/10 min, medido a 2,16 kg de carga de ensayo y, en el caso del grupo de los polietilenos (PE), a 190 °C de temperatura de ensayo; y
el al menos un segundo componente termoplástico (2) tiene una baja segunda tasa flujo de fusión
/ MFR, determinable según la norma DIN EN ISO 1133, que se encuentra en una gama de 0,5 a 5,0 g/10 min, especialmente de 1,5 a 2,0 g/10 min, medido a 2,16 kg de carga de prueba y en el caso del grupo de los polipropilenos (PP), a 230 °C de temperatura de prueba.
2. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor, que comprende:
- un primer componente termoplástico (1) de un primer color que es un color base, en el que el primer componente termoplástico (1) está pigmentado con un primer lote maestro de color, y
- al menos un segundo componente termoplástico (2) de otro color que es diferente al primer color, en el que el al menos un segundo componente termoplástico (2) está pigmentado con otro lote maestro de color,
en el que el producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor tiene al menos un dominio regional (10, 20) no mezclado, especialmente no combinado, de sólo el primer o segundo color, no estando el dominio (10, 20) contaminado por el otro color y visualmente distinto del mismo,
caracterizado por que
el primer componente termoplástico (1) y el al menos un segundo componente termoplástico (2) son materiales mutuamente mezclables y químicamente compatibles, cuando se encuentran en su estado fundido termoplástico; el primer componente termoplástico (1) se obtiene a partir de al menos un polímero de base seleccionado del grupo de los polietilenos (PE), en particular, de polietilenos de alta densidad (HDPE); y de sus derivados y/o compuestos; el al menos un segundo componente termoplástico (2) se obtiene a partir de al menos un polímero base seleccionado del grupo de polipropilenos (PP); y derivados y/o compuestos de los mismos;
el primer componente termoplástico (1) tiene un primer punto de fusión o intervalo de puntos de fusión, determinable mediante DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido según DIN EN ISO 11357), que se encuentra en el intervalo de temperaturas de 110 a 140 °C, preferentemente de 130 a 136 °C aproximadamente; y
el al menos un segundo componente termoplástico (2) tiene un segundo punto de fusión o intervalo de punto de fusión respectivo, determinable mediante DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido según DIN EN ISO 11357), que se encuentra en el intervalo de temperaturas de 156 a 210 °C, preferentemente de 160 a 170 °C aproximadamente.
3. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor según la reivindicación 1 o 2, en el que el primer punto de fusión o intervalo de punto de fusión y el respectivo segundo punto de fusión o intervalo de punto de fusión no se solapan, especialmente difieren por una respectiva temperatura delta del punto de fusión de al menos aproximadamente 10 °C, preferiblemente aproximadamente 20 °C.
4. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos un segundo componente termoplástico (2) con un, respectivo, segundo porcentaje en masa en el intervalo de 0,1 a 5 % en peso, preferentemente de 2 a 3 % en peso.
5. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que no comprende ningún plastificante.
6. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, para crear el aspecto como uno de mármol artificial o de madera artificial:
el primer componente termoplástico es polietileno de alta densidad (HDPE) y un lote maestro del primer color está hecho de un soporte pigmentario de polietileno (PE) y el segundo color está hecho de un soporte pigmentario de polipropileno (PP); o
un lote maestro del color para el componente termoplástico del grupo del polipropileno (PP) está hecho de un soporte pigmentario de polipropileno (PP) y el otro color para el componente termoplástico del grupo del polietileno (PE) está hecho de un soporte pigmentario de polietileno de alta densidad (HDPE).
7. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el producto moldeado por inyección (100) es un contenedor de pequeño o gran tamaño, un palé, una caja y/o una clavija para el almacenamiento y/o transporte de mercancías.
8. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer componente termoplástico (1) y/o el al menos un segundo componente termoplástico (2) contiene:
al menos un 90 % de material reciclado; y/o
al menos un 5 % de material marítimo.
9. Producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por ser resistente a la delaminación, especialmente en el que se aplican uno o más de los siguientes parámetros de resistencia del material o valores de ensayo:
- valor del módulo de Young de al menos 800 MPa;
- valor de límite elástico de al menos 20 MPa;
- valor de deformación elástica de al menos el 10 %;
- valor de elongación de al menos el 250 %;
- valor del ensayo de impacto Charpy de muesca en V de al menos 6 kJ/m2
10. Método de fabricación del producto moldeado por inyección (100) de aspecto bicolor o multicolor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, que comprende las etapas siguientes:
- alimentar (S100), dentro de una zona de tolva de alimentación inicial (a) de una máquina de moldeo por inyección, el primer componente termoplástico (1) y el al menos un segundo componente termoplástico (2), respectivamente, en al menos una tolva de alimentación (22) para obtener una composición de material termoplástico;
- extruir (S200) la composición de material termoplástico de forma continua, dentro de una zona de barril calentado (b) que se extiende entre la zona de la tolva de alimentación (a) y una boquilla de inyección (26) de la máquina de moldeo por inyección (200), por medio y a lo largo de un tornillo de extrusión que se extiende longitudinalmente (25) para ser mezclado y plastificado en su estado fundido;
- moldear por inyección (S300), dentro de una zona de molde de inyección (c), la composición de material termoplástico mezclada y plastificada, a través de la boquilla de inyección (26) en un molde de inyección (29), de forma oportunamente cíclica; y
- solidificación (S400) en el producto final moldeado por inyección (100) mediante enfriamiento del molde de inyección (29) y posterior descarga, de forma oportunamente cíclica.
11. Método de fabricación según la reivindicación 10 anterior, en el que la zona de barril calentado (b) proporciona un perfil de temperatura de proceso de acuerdo con una o más de las siguientes características, en el que el perfil de temperatura de proceso:
- es superior a los puntos de fusión primero y segundo;
- se ajusta para estar en una primera parte de la zona de barril calentada (b) a un primer intervalo de temperatura de 160 a 165 °C y/o en una parte central de la zona de barril calentada (b) a un segundo intervalo de temperatura de 165 a 175 °C, y/o en una última parte de la zona de barril calentada (b) a un tercer intervalo de temperatura de 175 a 195 °C;
- incluye una temperatura máxima dentro de una zona de canal caliente (d) que está incluida dentro de la zona del molde de inyección (c), preferentemente fijada en un cuarto intervalo de temperatura de 185 a 195 °C.
12. Método de fabricación según la reivindicación 10 u 11, en el que el tornillo de extrusión (25) es
- configurado para proporcionar una zona de mezcla corta, con una longitud de la zona de mezcla que se extiende como máximo hasta aproximadamente el 30 %, especialmente hasta aproximadamente el 20 %, de la longitud total del tornillo de extrusión; y/o
- un tornillo de extrusión de tipo barrera.
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