IT7351911A1 - Metodo per stampare articoli cavi di resina sintetica - Google Patents

Description

[0001] 51911A/73 CG/mc/811p 1000044 Descrizione dell'invenzione avente per titolo: "METODO PER STAMPARE ARTICOLI CAVI DI RESINA SINTETI CA" a nome.della ditte: .1) SHOWA DENKO KABUSHIKI.

[0002] KAISHA 2)NISSEI PLASTICS INDUSTRIAL CO.

[0003] a..Tokyo (Giappone) Inventori:..Setsuyuki Takeuchi .- Nobukuni.

[0004] Ibe.

[0005] Fumio Iriko - Yoshihiko Yuzawa.

[0006] Ing.

[0007] A.

[0008] RACHL e Avy.

[0009] C.

[0010] FIAMMENGHI 'invenzione si riferisce ad un nuovo e superiore me todo per produrre articoli cavi con buone caratteri- stiche di..trasparenza e resistenza da resine sinteti che quali polipropilene mediante_l'orientazione bias siale.di un $emilavorato di resina sintetica mediant mezzi meccanici e gas in pressione.

[0011] E' ben noto che quando una resina cristallina sinteti ca e.

[0012] sollecitata a trazione ad una temperatura infe- riore al suo punto di fusione in una direzione, avvie ne una orientazione molecolare che accresce la resi- stenza della resina.

[0013] In particolare, per una resina sintetica tipo polipropilene viene accresciuta non soltanto la sua resistenza meccanica ma anche la sua trasparenza, quando la resina e sottoposta a trazio ne biassiale.

[0014] Di conseguenza, sono stati fatti fino ad oggi diversi tentativi per.sagomare articoli cavi quali bottiglie o contenitori dotati di buone carat- teristiche di resistenza e trasparenza sottoponendo a trazione biassiale dei semilavorati.

[0015] Ma, in un metodo per sottoporre a trazione un semila vorato in direzione trasversale dopoche astato sol lecitato in direzione_longitudinale, la trasparenza e la resistenza del semilavorato risultano diminuite a causa delle innumerevoli fessure provocate dalla sollecitazione in direzione trasversale, anche se in tal modo pu essere ottenuta una buona trasparenza Ing.

[0016] A RACHtLt e Avv.

[0017] C.

[0018] FlAMMENGHI con la sollecitazione longitudinale.

[0019] Di conseguenza non sono ottenuti gli articoli desiderati.

[0020] Si pensato di ovviare a tale inconveniente,.eseguem do la trazione biassiale unicamente con gas.

[0021] in pres- sione.

[0022] Tuttavia, in questo caso, poiche un semilavo- rato ha un certo spessore che.

[0023] differisce da quello di una sottile pellicola, estremamente difficile gonfiare uniformemente l'intero semilavorato.

[0024] Gli inventori hanno eseguito seri studi per trovare un metodo di stampaggio in grado di eliminare questi inconvenienti.

[0025] Tali studi hanno.consentito di scopri re un nuovo e.raffinato metodo di stampaggio per mez zo del quale in un semilavorato pu essere introdot- to un soffio...di.gas in pressione per produrre artico li stampati cavi aventi elevata trasparenza e resi stenza..Nel nuovo metodo.di trazione..biassiale per produrre articoli cavi,.non e necessario...allungare assialmente il semilavorato.

[0026] fino.al limite massimo.

[0027] L'allungamento viene effettuato.

[0028] solo.

[0029] per_un..tratto..in modo che restino nella resina sia molecole_orientate assialmente chemolecole non-orientate,..e l'intero..set milavorato e sollecitato uniformemente cambiando la sollecitazione meccanica con quella dovuta alla prest sione del gas nel processo di trazione assiale: In questo nuovo metodo di stampaggio l'orientazione pu essere eseguita ad una temperatura inferiore a guella.corrispondente al punto...di..snervamento..oppure ad una.temperatura.piu elevata senza che si verifich lo snervamento, in guanto il limite di snervamento di una resina sintetica dipende generalmente-dalla cesistenza.a_.trazione.

[0030] e.dallo...allungamento.

[0031] Inoltre, la sollecitazione.in direzione.longitudina le.mediante.mezzi meccanici.

[0032] conformemente..al..metodo ai..guesta invenzione.coaudiuva.

[0033] la.sollecitazione.a razione....dell'intero semilavorato.con.il gas..in pre$ sione,.e la sollecitazione.ad una.temperatura.che pro voca lo snervamento _eseguita mediante mezzi mecca pici fino a quando a raggiunto il limite inferiore ai snervamento,.seguita dalla completa.sollecitazio ne a trazione del semilavorato con la forza risultan- te.dei.mezzi_meccanicie.del.gas..in pressione..Il gas in pressione pu essere introdotto prima che/op pure nello stesso tempo in cui viene raggiunto il limite.

[0034] di_snervamento.

[0035] Gli oggetti_ed i vantaggi di guesta invenzione risul eranno evidenti dall'esame della seguente descrizid ne dettagliata di realizzazioni preferite di_essa, purche considerata unitaménte al disegno in cut: Figura 1..e..un.diagramma,.posto in.un piano.cartesia Ing.

[0036] A.

[0037] RACHELl e Avv.

[0038] C.

[0039] FIAMMENGHl no avente per ascisse.gli allungamenti -...indicati.co D..-.a per ordinate.la sollecitazione..a..trazione..

[0040] dicata con S -, relative.ad una resina sintetica t moplastica..tipo polipropilene,.in.cui I.rappresenta una.curva degli allungamenti ad.una.

[0041] temperatura che roduce.snervamento, Il rappresenta una..curva degli allungamenti_aduna_temperatura per.

[0042] la quale.non_si erifica lo snervamento; Figura 2 rappresenta una veduta.in_prospetto di una sezione verticale.di un emilavorato..con uno stampo cavo; Figura.

[0043] 3 e.un.pro spetto di una sezione verticale guando il semilavor nello stampo di soffiaggio e tirato in direzione assialei Figura 4 una sezione verticale quando gas_in pressione viene soffiato nel semilavorato do la trazione in direzione assiale; e Figura 5 rap presenta una sezione verticale eseguita quando la sa gomatura dell'articolo cavo terminata mediante l'inie zione di gas sottopressione.

[0044] Come si pu.vederein Fig..1, la resistenza a trazio ne di una resina_sintetica, per.esempio di .un.polipro pilene.aumenta.inizialmente in maniera.proporzionale ll'allungamento,..ed ad una temperatura piu bassa ci avviene fino .al limite di snervamento...A..come.e_mostra to nella.curva...I...Oltrepassato il limite rappresen tato..dal..punto.A,.nel_materiale_ si verifica.una_.con.

[0045] trazione denominata "strizione", per cui il material Ing.

[0046] A.

[0047] RALncL e Avv.

[0048] C.

[0049] FiAMiMENGHI stesso continua ad allungarsi senza che.si verifichi aumento della resistenza a trazione.

[0050] Il limite di nervamento inferiore B nella curva I e rappresenta o dal punto in cui la curva I cambia andamento, cio@ si.verifica un lieve e_regolare aumento della resisten- a invece..della..rapida diminuzione..che..si..ha dopo il punto A.

[0051] Sembra.che l'orientazione molecolare nel la .trazione_inizi dopo...il punto A e si completi..quan do.si raggiunge il limite inferiore disnervamento B .che_guindi, in tale fase tra i punti A e B,esista lo.mescolate,.molecole.

[0052] orientate e.non-orientate.

[0053] 'altro.canto, quando la temperatura..durante le.fasi della trazione e molto alta, non stato rilevato al cun limite di snervamento, ed infatti la curva II pre senta una_leggera pendenza senza alaun limite di sner vamento.

[0054] Tale curva non presenta discontinuita nel passaggio tra lo stato elastico e lo stato plastico e non si verifica alcun fenomeno di strizione.

[0055] Si ri tiene che ci significhi_che le molecole.vengono orien tate con difficolta dalla trazione e che la_maggior parte delle molecole rimane non-orientata.

[0056] Come sopradescritto, nel metodo conforme a questa in- venzione, la trazione in_direzione.assiale a.eseguita fino ad_un livello.in cui_ esistono molecole non-orien- tate,.e viene.

[0057] poi proseguita in uno stampo di..soffiag gio di un semilavorato principalmente con.gas...sotto Ing.

[0058] A.

[0059] R4CHLl e Avv, C.

[0060] FIAMMENGHI pressione per sagomare articoli cavi sottoposti a trazione biassialmente.

[0061] I dettagli di realizzazioni preferite verranno descritti gui di seguito, unitamen te alle Figg..da 2 a 5.

[0062] In fig.

[0063] 2, il numero 11 indica un semilavorato stam- pato ad iniezione, ed il numero 12 uno stampo a sup- porti separabili, per sostenere il semilavorato.

[0064] Poi che il semilavorato 11 e raffreddato ad una_tempera tura alla quale esso non piu deformabile dopo.esse re stato tolto dallo stampo, necessario riscaldar- lo fino alla temperatura prestabilita prima di sottd- porlo a trazione lungo due direzioni.

[0065] In questo caso, l'estremita aperta del semilavorato 11 a tenuta d'aria, i supporti dello stampo 12_e la ghiera di sdf- fiaggio 13 sono inseriti in esso, ed il semilavoratc e riscaldato alla temperatura di sollecitazione con mezzi adatti, all'interno,all'esterno o.da gualsia si.

[0066] altra.parte..Quando_il riscaldamento e...completatc il semilavorato 11_viene posto in uno_stampp separa bile di soffiaggio 16 per_essere inserito in.una_ca vita.e_successivamenta a.sollecitato.assialmente.con un.punzone_di_carico 14 dotato di una testa piu.gran de_come rappresentato in Fig.

[0067] 3.

[0068] Dopo la sollecitazione, viene soffiata aria attraver- so la scanalatura 17 postar tra la ghiera ai..soffiag Ing.

[0069] A.

[0070] RACHzil e Avv.

[0071] C.

[0072] FIAMMENGHl gio.13_ed_il punzone di .carico 14.per eseguire.la...sa gomatura a soffio sull'intera estensione della cavi ta 18 dello stampodi soffiatura 16 gonfiando il se- milavorato sollecitato 11.Con tale_sistema @ ottenu- to l'articolo.cavo 19 mostrato in Fig.

[0073] 5.

[0074] In questo metodo di stampaggio per soffiatura, quando esso e effettuato ad una temperatura per la quale si ha sner- vamento, la sollecitazione in direzione assiale con il punzone 14 e portata ad un livello sufficiente per avere una componente di carico tale da consentire la successiva soffiatura dell'intero semilavorato con gas in pressione, facendo rimanere una certa percen tuale di molecole non-orientate.

[0075] In seguito, subito dopo aver_sollecitato il semilavorato 11 fino ad una dimensione prefissata con il punzone di carico 14, del gas sotto pressione viene soffiato allo scopo di gon fiare il semilavorato fino a toccare le pareti della cavita 18 mentre contemporaneamente il punzone 14 vie- ne mosso verso il fondo della cavita 18 in modo da prevenire un eventuale centramento del semilavorato h1.

[0076] Contrariamente a ci, guando il semilavorato 11 viene prima caricato fino al fondo della cavita e succes sivamente soffiato con gas sotto pressione conforme mente al metodo tradizionale, longitudinalmente al semilavorato si formano un gran numero di fini fessu Ing.

[0077] A: RACHELl e Avv, C.

[0078] FIAMMENGHf re, pur ottenendo una- considerevole trasparenza ed una discreta resistenza.

[0079] Le fessure tendone maggior mente a formarsi guando.la temperatura di sollecita zione.

[0080] del semilavorato.11.e bassa oppure.guando la trazione.

[0081] effettuata con una percentuale di allunga mento superiore al valore desiderato in basec all'o- rientazione, e di conseguenza la trasparenza_del pro dotto viene ridotta in maniera rimarchevole a causa dei diffusi fenomeni di riflessione che avvengono nel la parte fessurata.

[0082] Gli inventori hanno fatto un esperimento per esempli ficare il metodo conforme a questa invenzione nella maniera seguente: Un semilavorato (alto 70 mm.

[0083] tirato.50 mm.

[0084] con un diametro di 20 mm.

[0085] ed uno spessore di 20 mm...e stato preparato mediante stampaggio ad iniezione di un poli propilene "(MFI,1; Sp.GR; O,90-O,91 g/cm3; M.P., a 5o'c; Shoaromer EG 110, Marchio Registrato,fabbrica to da Showa Yuka K.K.

[0086] )".

[0087] Il semilavorato stato tirato assialmente ad una temperatura di 132c.

[0088] come sopradescritto, ed immediatamente dopo in esso e sta ta soffiata aria ad una pressione di 2.0 Kg/cmg per sagomare un contenitore cavo avente un'altezza di 8o mm., un diametro di 50 mm, uno spessore di 0,38 mm ed una capacita di 15o cc.

[0089] Ing.

[0090] A RACHEL Av.C.FIAMMENGH I risultati sperimentali sono mostrati qui sotto.

[0091] In guesto.caso era stata.ottenuta una curva sforzi-defor mazioni.strettamente...simile alla curva I..di.fig...1.

[0092] Prova N.

[0093] Allungamento...(%) Opacita (%) 1 10 3,6 2 20 8,6 * 3 30 .17,3 * 4 40 21,0 *.5 50 28,7 x 3.;..piccole fessure sottili * 4 i.piccole fessure * 5 i.

[0094] un grande numero di fessure, opache ed inde- siderabili negliarticoli.

[0095] Dai risultati sopracitati, e evidente che un allunga mento piu piccolo nella trazione in.direzione assia le con il punzone di_carico da_risultati migliori di uno piu grande, e.chela trazione e preferibilmente effettuata soltanto per poter impartire una componer te di carico sufficiente per.consentire che abbia i nizio la trazione con gas sottopressione.

[0096] Quando il semilavorato 11e tirato assialmente....ad ettop ouotsng tp oaund tep cnostp te eanseaaduas rur resina sintetica grezza e in un intervallo di.tempe rature senza limite di snervamento soltanto il riscal- damento contróilato del semilavorato ad una tempera- Ing, A.

[0097] RACHELl e Avv.

[0098] C.

[0099] FIAMMENGHl tura prestabilita e soddisfacentee non.c'e alcuna mecessita di limitare l'allungamento percentuale, co me nel caso in cui la trazione avvenga ad .una tempe ratura al disotto di guella per la quale c'e snerva mento.

[0100] Per nella trazione con gas in pressione, necessario tirare un semilavorato,che e stato allun gato assialmente, in un intervallo di temperaturein Gui pu verificarsi....lo snervamento...Nella realta, comungue, la temperatura alla guale avviene lo sner vamento in una resina sintetica e diversa prima e do po la trazione in direzione assiale, in quanto la re sina stata gia orientata in una direzione.

[0101] Ed, in generale, la temperatura alla quale si verifica lo snervamento in una resina sintetica tende.ad essere piu alta nella resina orientata che non nella resina non-orientata, per ai l'obiettivo di questo invenzio ne pu essere raggiunto sottoponendo a trazione il semilavorato 11 immediatamente dopo la trazione in irezione assiale, purch la temperatura di riscalda mento.

[0102] del...semilavorato.11 non sia troppo alta.

[0103] ca verra chiarito con maggiori dettagli @al seguen- te Esempio e.risultati di un Esempio di .Confronto.

[0104] Esempio Bottiglie aventi la forma e le.dimensioni mostrate nelle Figg.

[0105] da 2 a 5 sono state sottoposte.a.trazione e sagomate a varie temperature partendo.da polipropi- Ing.

[0106] A.

[0107] RACHELl e Avv.

[0108] C.

[0109] FIAMMENGHI jene (Marchio Registrato, Showaromer G-21On.prodotto dalla Nippon Olefin Chemicals Co.)" conformemente al metodo sopradescritto per esaminarne la trasparenza Come si vede dalla tabella.1e.dal riassunto dei-ri- sultati dell'esempio di Confronto, la temperatura di trazione a stata fatta variare ed alle temperature dorrispondenti sono state determinate..le percentuali di opacita sia durante la sollecitazione uniassiale Che in quella biassiale.(i.campioni .di prova tirati uniassialmente sono stati tirati anche.in direzione trasversale).

[0110] I limiti di snervamento.

[0111] nella colonna della trazione uniassiale sono_ottenuti da.

[0112] semilavora ti di prova tirati nella direzione assiale.I limit: di snervamento nella colonna della sollecitazione biassiale sono stati determinati nella maniera seguen Il semilavorato.di prova e..stato prima.allungato me diante...trazione per.una lunghezza.tre_volte maggiore di_guella iniziale,.e poi.il semilavorato.diprova cosi tirato e_stato spinto in direzione trasversale _varie temperature prestabilite ed ad una velocita di.1o0 mm/min.applicando ad.esso.lo.."Strograph.Type Di conseguenza, se esisteva un limite._di snervamento Ing.A RACHzl Avv.C.

[0113] FiAMMENGHl ..stato.rilevato.tracciando..un.diagramma..che.rappre senta la relazione tra l'allungamento e la sollecita zione..a..trazione.

[0114] 8.1 7.5 % (2) Sollecitazione bassale snervamento di Presenza due t 140 di pro- cam- Ing.

[0115] A.

[0116] RACHELL e Av.

[0117] C.

[0118] FIAMMENGHI Tabella 1 13 va* (3) del piqne N pacita 23.7 23.7 (1) $ollecitazione uniassiale snervamento di Presenza ON 2 duet 0.

[0119] 155 155 chiazze chiaz- a a 27,2 6,7 29,4 Opacita 15,1 (Z) *% 34,6 Bianco Bianco ze (4) biassiale snervamento Presenza Si 2 2 Sollecitazione dell'Esempio di Confronto Temp.

[0120] o 130 140 55 09 50 09I ing: A.

[0121] RACHELl Av.

[0122] 0.

[0123] FIAMMENGHI - 14 Campione di N.

[0124] Risultat poora 2 2 2 2 3 5 Opacita *(1) 13,6 14,2 14,2 14,2 14,2 .16,4 27,4 Sollecitazione uniassiale Presenza di snervamento Vaga No * Temp.

[0125] oc 1 30 140 140 140 40 150 09 t (1) I valori determinati sono riferiti a quelli di campioni aventi uno spessore medio di 1,1o mm.

[0126] * (2) I valori determinati sono riferiti a quelli di campioni aventi O,35 mm.

[0127] di spessore medio * (3) I campioni sono sottoposti a trazione assialmen te alla temperatura di colonna 1 e sono sollecitati biassialmente_alla temperatura di colonna 5 t(4).ci pu derivare_da fessure.

[0128] lng A.

[0129] RACHELl eAvv.

[0130] C.

[0131] FIAMMENGHf Come riferimento,un campione..di prova...costituito...dal la stessa resina sintetica stato_stampato ad 170 mm di spessore per determinarne l'opacita, chee stata de1 73%.

[0132] Da quanto sopra evidente che: Quando un campione sottoposto a trazione uniassial mente e ulteriormente allungato in direzione trasver: sale, la temperatura alla quale si produce lo snervaj mento aumenta, rispetto a quella di un.

[0133] campione non sollecitato.

[0134] 2.

[0135] Quando un campione a.

[0136] sollecitato.uniassialmente ad una temperatura per.la quale si ha snervamento, la tra sparenza del_campione e leggermente.piu.alta, ma quan- do_il campione tirato ulteriormente sollecitato bias- sialmente ad una-temperatura per la quale si ha sner vamento, la trasparenza diminuisce.

[0137] Al fine di miglio rare la trasparenza nella sollecitazione a trazione biassiale,..guest'ultima..dovrebbe.essere_effettuata ad una temperatura superiore a quella.della sollecita zione a trazione uniassiale.

[0138] 3.

[0139] La trasparenza diminuisce se entrambe le.solleci tazioni sono eseguite a temperatura in cui non si ha snervamento.

[0140] 4.

[0141] Quando la sollecitazione uniassiale_a effettuata ad una temperatura in cui nonsi ha snervamento o successivamente l'orientazione biassiale eseguita ad una temperatura in cui si ha snervamento, la traspa- renza viene facilmente migliorata.

[0142] Questa invenzione stata perfezionata in base all'espe Ing.

[0143] A.

[0144] RACHEL] e Avv.C.

[0145] FIAMMENGHI rimento ed all'Esempio sopra divulgati E' comunque evidente che guesta invenzione.non si limita al meto to di stampaggio., mostrato nell'esperimento e nel- l'Esempio, e che- possibile applicare il metodo a pel- licole od altri articoli stampati rimanendo nell'ambi- to e nei fini di questa invenzione.

[0146] Inoltre, -conformemente ai risultati sperimentali, quan- do un.campione..tirato.aniassialmente_e_orientato.in direzione.trasversale, la temperatura oltre la quale si ha snervamento.

[0147] viene elevata..Di .conseguenza.

[0148] non a necessario eseguire riscaldamenti o raffreddamenti affincha_si abbia snervamento nella trazione biassia- le, se quest'ultima effettuata ad una temperatura non troppo piu elevata di quella alla quale_comincia ad aversi snervamento.

[0149] .

Claims (3)

1. 1.

Nella sagomatura..di articoli.

cavi orientati bias sialmente da un semilavorato prodotto da una resina sintetica termoplastica soffiando.

ad_una.temperatura al disotto del punto di fusione di detta resina sin tetica, un metodo di stampaggio per produrre artico li cavi orientati biassialmente di detta.

resina sin- tetica che caratterizzato dal fatto che.immediata mente dopo che detto semilavorato e tirato in dire- zione assiale fino ad una lunghezza in cui esistono insieme_in detta direzione_di trazione molecole orien Ing.

A.

RACHELl e Aw.

C.

FIAMMENGHl tate e non-orientate, detto semilavorato tirato e sottoposto ad un'ulteriore sollecitazione a_trazione mediante gas sotto pressione.

2.

Un metodo di stampaggio come a rivendicazione 1 che caratterizzato dal fatto che quando il semilavo rato e tirato ad una temperatura inferiore a guella per la guale si ha snervamento ed al disotto_del pun to di fusione di detta resina sintetica, detto semi- lavorato e tirato in direzione assiale fino a raggiun senti insieme nella resina molecole orientate e non- rientate, e che la definitiva sollecitazione a tra 8 zione mediante gas in pressione pu essere iniziata in qualsiasi istante compreso tra l'inizio della solle citazione in direzione uniassiale e l'arrivo in detto limite inferiore di snervamento.

3.

Metodo di stampaggio come a vrivendicazione.

1 ch e caratterizzato dal fatto_che un semilavorato e tira to in direzione assiale_ad una temperatura al disotto uaueaous e Ts uou etenb et ed auosnj tp oaund Top to, e che la successiva sollecitazione con gas in pres- sione e eseguita in un intervallo di temperature in cui si ha snervamento di detto semilavorato tirato uniassialmente 1ng.

A.

RACHELl e Avv.

C.

EIAMMENCHI Hoekel COM L'Yfficige Kogante .