ITMI950789A1

ITMI950789A1 - Procedimento per la formatura per colaggio a rifiuti di manufatti quali finte pelli o simili di materiali termoplastici termoindurenti

Info

Publication number: ITMI950789A1
Application number: IT95MI000789A
Authority: IT
Inventors: Paolo Cittadini; Giancarlo Buzzoni
Original assignee: Ilpea Ind Spa
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1996-10-19
Also published as: HU222528B1; NO974748L; BR9604985A; DE69615013D1; RO119453B1; AU5688296A; BG101936A; PT821643E; ES2162056T3; PL180202B1; EP0821643A1; NO974748D0; NO311173B1; EP0821643B1; TR199701196T1; DK0821643T3; WO1996033060A1; BG63040B1; SI9620050A; ITMI950789A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

E' noto in generale il procedimento dello stampaggio o colaggio a rifiuto (slush moulding) di plastisol o polvere di PVC e di altri materiali termoplastici, termoindurenti, elastomerici che consiste in breve nel riempimento di uno stampo metallico, preriscaldato, con polvere o liquido del materiale polimerico, nella rimozione del liquido o del solido in eccesso e nel successivo riscaldamento dello stampo per completare la gelificazione o la fusione e/o la reticolazione del materiale che ha aderito allo stesso. Lo stesso stampo viene poi raffreddato e il pezzo finito viene estratto.

E’ noto anche l’ottenimento di pelli a due o più colori con tecniche di slush-moulding secondo ad esempio i procedimenti descritti nei brevetti europeo 476.742 e WO 94/12331 della stessa richiedente.

Particolarmente nell'industria automobilistica sono per altro noti manufatti, con una superficie che riproducè perfettamente quella di una pelle naturale, che si ottengono nella forma finale voluta secondo il disegno dello stilista in apposito stampo di schiumatura con poliuretano morbido espanso, ed uno strato di tale poliuretano è interposto tra la pelle ed un supporto. Tale supporto può essere di acciaio, di resina termoplastica o poliindurente, di materiali compositi od altro.

La superficie del pezzo viene ad avere una "mano" morbida (soft touch) apprezzata per pezzi dell'interno auto e dell'arredamento in genere. Lo strato di materiale espanso, inoltre, attutisce l'urto contro il pezzo finito è quindi svolge anche una funzione di sicurezza.

E’ anche nota la tecnica di ottenere per calandratura una pelle piana morbida, accoppiata ad un materiale espanso e con detta pelle termoformare il pezzo finito e mediante apporto di colle, applicarla sul supporto oppure applicarla durante la termoformatura al supporto, preventivamente spalmato con colle a rinvenimento. In quest'ultimo caso è sufficiente il calore del termoformato per effettuare l'incollaggio. Il pezzo finito ottenuto con questa tecnica avrà comunque delle parti con superficie (inclusa la parte espansa) stirata e quindi soggetta a ritiri, con minore resistenza all'abrasione, con spessori differenti e assottigliamenti nelle parti critiche.

Scopo della tecnica di slush moulding è di ottenere tale genere di finte pelli di tipo morbido, specie per il rivestimento di cruscotti e altre parti di arredamento dell'automobile, senza i difetti presentati dalla tecnica di termoformatura, ossia spessore non uniforme della pelle e formazione di sforzi congelati e conseguenti ritiri e rottura a caldo.

Scopo della presente invenzione è di realizzare cruscotti, portiere o altre parti di arredamento dell'automobile, rivestite con finte pelli ottenute con la detta tecnica di slush moulding, senza ricorrere alla necessità di operare una schiumatura delle pelli in apposito impianto mediante l'uso di poliuretano espanso. Tale.operazione è infatti costosa e, oltre a generare scarti, richiede particolari caratteristiche di resistenza meccanica e di tenuta delle pelli che ne aumentano i costi.

Per la realizzazione di tale scopo e di altri vantaggi che risulteranno meglio nel seguito della descrizione, la presente invenzione propone un procedimento per la formatura di manufatti quali finte pelli o simili da materiali tem oplastici, termoindurenti od elastomeri, aventi almeno uno strato espanso, caratterizzato dal fatto di comprendere i seguenti stadi:

a) formare in uno stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito,

b) su detto primo strato formare con un ulteriore colaggio a rifiuto un secondo strato di materiale espandibile,

c) completare a caldo il consolidamento per gelificazione di detti strati e l’espansione di detto secondo strato con mezzi opportuni al fine di ottenere spessori e forme predeterminati di detto strato espanso

al materiale stratificato così formato venendo accoppiato un supporto in materiale rigido,

detti mezzi opportuni per ottenere spessori e forme predeterminati di detto strato espanso essendo costituiti o da un controstampo oppure dallo stesso detto supporto in materiale rigido.

I detti materiali termoplastici, termoindurenti o elastomeri possono essere scelti in un'ampia gamma di resine, in polvere o liquide.

II detto secondo strato di materiale espandibile sarà ottenuto da un analogo o compatibile materiale formulato con agenti di espansione, quali ad esempio azodicarbonammide, bicarbonato di sodio, acido citrico, od ogni altro idoneo agente.

Il detto primo strato potrà essere formato in un unico colore, oppure con due o più colori, ad esempio utilizzando convenientemente i processi descritti nei sopra citati brevetti della stessa richiedente, ossia il brevetto europeo 476.742 oppure il brevetto WO 94/12331.

Nel procedimento dell'invenzione, il secondo strato - quello espanso - si forma sulla faccia del primo strato che nel manufatto finito non sarà in vista.

Secondo gli scopi della presente invenzione, è essenziale che nello stadio c) di formatura del secondo strato di materiale espandibile, tale strato si sviluppi per .espansione del materiale espandibile secondo uno spessore omogeneo e controllato secondo un valore predeterminato, e scelto di volta in volta secondo le esigenze di progetto.

Per tale ragione il procedimento dell'invenzione può prevedere l'uso di un controstampo la cui sagoma riproduce quella di detto*supporto in materiale rigido, così che detto controstampo è in grado di riprodurre la sagoma di detto supporto sulla superficie del secondo strato di materiale espanso che risulta affacciata a tale controstampo. Tale superficie risulterà perciò cava e complementare a quella del supporto che è destinata ad accogliere.

Secondo una prima forma di esecuzione del procedimento dell'invenzione che utilizza detto controstampo, si procede con i seguenti stadi in successione:

a) formare in detto stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito,

b) subito dopo a), su detto primo strato formare con un ulteriore colaggio a rifiuto un secondo strato di materiale espandibile,

b’) accoppiare a detto stampo detto controstampo,

c) completare a caldo, ad esempio in un forno, il consolidamento per gelificazione di detti strati e l'espansione di detto secondo strato,

d) disaccoppiare detto stampo e controstampo, e) raffreddare detto stampo,

f) estrarre il manufatto (finta pelle con strato di espanso avente forma 'complementare a quella del supporto),

g) accoppiare detto supporto di materiale rigido al materiale stratificato così ottenuto, inserendo detto sopporto nella sagoma ad esso corrispondente ottenuta mediante l'impronta di detto controstampo sulla faccia ad esso esposta dello strato espanso, utilizzando appositi mezzi di adesione.

Secondo una variante del procedimento testé descritto, dopo detto stadio b) si inserisce detto stampo in un forno per l'esecuzione di detto stadio c), quindi si estrae detto stampo dal forno e si accoppia a detto stampo detto controstampo secondo lo stadio b'), quindi si raffreddano stampo e controstampo, e li si disaccoppia, procedendo come in precedenza con gli stadi f) e g).

L'utilizzazione del controstampo come sopra definito è necessaria secondo il procedimento dell'invenzione qualora lo stampo di formatura che si utilizza per i colaggi a rifiuto dei diversi materiali presenti dei sottosquadri, o comunque vi siano dei problemi di estrazione del manufatto finito da detto stampo.

Qualora invece tale stampo non presenti sottosquadri o non vi siano tali problemi, secondo una ulteriore variante dell'invenzione è possibile utilizzare con funzioni di controstampo direttamente il detto supporto di materiale rigido che deve essere unito alla pelle per realizzare il manufatto finito.

In 'tale caso è infatti possibile accoppiare al materiale stratificato detto supporto rigido direttamente nello stampo e procedere poi alla sua estrazione .

In tale caso, il procedimento dell'invenzione può perciò prevedere una forma di esecuzione che comprende i seguenti stadi:

a') inserire in detto stampo detto supporto in materiale rigido,

b) su detto primo strato formare con un ulteriore colaggio a rifiuto un secondo strato di materiale espandibile, in tal modo detto secondo strato sostanzialmente incorporando detto supporto di materiale rigido,

c) completare a caldo il consolidamento per gelifreazione di detti strati e l'espansione di detto secondo strato,

d) raffreddare lo stampo ed estrarre il manufatto così finito che incorpora detto supporto rigido.

In alternativa, è prevista una diversa forma di esecuzione del procedimento dell'invenzione secondo la seguente successione di stadi:

a) 'formare in uno stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito,

b') posizionare detto supporto in materiale rigido, opportunamente trattato con mezzi di adesione quali ad esempio colle per rinvenimento, su detto secondo strato,

d) raffreddare lo .stampo ed estrarre il manufatto così finito che incorpora detto supporto rigido.

Una ulteriore variante del procedimento dell'invenzione può prevedere rispetto alla forma di esecuzione appena descritta di eseguire prima lo stadio c) e dopo lo stadio b').

Allo scopo di meglio comprendere le caratteristiche e vantaggi dell'invenzione come sopra descritta, se ne riporta di seguito un esempio di pratica attuazione non limitativo con riferimento alle figure dei disegni allegati.

Tale esempio si riferisce a una delle forme di attuazione dell'invenzione come sopra definite.

La fig. 1 mostra una vista in sezione trasversale di uno stampo dell'invenzione nel momento in cui viene agganciato ad una vasca contenente il materiale polimerico .

La fig. 2 mostra una vista in sezione trasversale con il sistema stampo-vasca ruotato di 180° per effettuare lo stampaggio.

La fig. 3 mostra una vista in sezione trasversale dello stampo a cui ha aderito la prima pelle, ritornato nella posizione di partenza.

La fig. 4 mostra una analoga vista in sezione trasversale dopo che è stata effettuata la seconda operazione di stampaggio a rifiuto, con lo strato di materiale espandibile rimasto aderente alla prima pelle.

La fig. 5 mostra con una sezione schematica l'assemblaggio di stampo e controstampo.

La fig. 6 mostra una sezione trasversale della pelle finita.

La fig. 7 mostra una sezione trasversale della pelle a cui è stato fatto'aderire il supporto.

Con riferimento alla fig. 1, è indicata con 1 una vasca per lo stampaggio mediante colaggio a rifiuto siila quale è montato in posizione operativa uno stampo 2. Tale stampo proviene da un forno di preriscaldo, o può essere riscaldato con olio circolante in una intercapedine tra il guscio interno e quello esterno. Dopo l'aggancio alla vasca, in cui è indicato un perno di rotazione 3, il materiale polimerico (polvere o liquido) 4, attraverso una rotazione di 180° (o altro idoneo tipo di rotazione), giungerà a contatto con lo stampo come mostrato nella fig. 2, per il tempo necessario alla adesione della quantità voluta di materiale allo stampo caldo.

Dopo una ulteriore rotazione di 180° (o altro idoneo tipo di rotazione) si torna nella posizione iniziale e la situazione sarà quella presentata nella fig. 3, in cui il primo strato di pelle è indicato con 5. Immediatamente dopo si aggancia lo stampo 2 alla vasca 1 contenente un materiale 9 espandibile, ruotato di 180° per il tempo necessario ed ancora di 180° per scaricare il fluido in eccesso, la situazione sarà quella presentata schematicamente nella fig.

4, in cui allo strato della prima pelle piena 5, ha aderito una seconda pelle espansa 6. E' opportuno a questo punto, per ottenere spessori regolari e conformazione omogenea dello strato espanso 6, applicare un controstampo 8 con superficie antiaderente come schemati.ìzzato nella fig. 5.

A questo punto lo stampo 2 portante il controstampo 8 entrerà in un forno di gelificazione (o alternativamente si attenderà che l'olio caldo circolante completi esso stesso questa operazione) per completare la fusione del materiale e l'espansione dello strato 6.

Al completamento della fusione e della espansione vi sono diverse alternative, a seconda del metodo seguito :

- si può disaccoppiare stampo e controstampo per estrarre la pelle dopo il raffreddamento dello stampo, con successiva operazione di accoppiamento con un supporto 7, mediante opportuno sistema di adesione (primerizzazione o incollaggio a pressofusione o altro);

- in alternativa, come più sopra descritto, si accoppia la pelle stratificata 5-6 al supporto sfruttando il calore della pelle stessa e della gelificazione, previo trattamento del supporto stesso con colle speciali a rinvenimento. Si procede poi al raffreddamento dello stampo e alla estrazione del pezzo finito, pronto per l'assemblaggio, che si presenterà come schematicamente mostrato nella figura 6 nella quale è indicato il supporto 7.

Si e sopra detto che il procedimento dell'invenzione richiede l'uso del detto controstampo in particolare nel caso in cui detto stampo presenti dei sottosquadri. Tali sottosquadri infatti impedirebbero l'estrazione della pelle schiumata entro cui sia già alloggiato il supporto.

Detto controstampo in tal caso può essere opportunamente munito di parti retrattili ed espandibili.

Ad esempio sarà adatto un controstampo avente una pluralità di inserti di materiale rigido secondo una distribuzione predeterminata ognuno di essi essendo indipendentemente controllato e azionato da un attuatore in grado di espandere o ritrarre le parti di detto controstampo in direzione della parete interna dello stampo in corrispondenza di detti sottosquadri, così da potere penetrare opportunamente in essi e successivamente ritrarsi da essi.

Per una descrizione della struttura meccanica di tale genere di controstampo, si rimanda ad esempio alla descrizione del sopra citato brevetto della stessa richiedente WO 94/12331.

Tale controstampo può opportunamente avere una superficie antiaderente in corrispondenza della pelle di materiale espanso verso cui essa è accoppiata.

Il controstampo può essere poi opportunamente termostaitato, in modo da potere controllare costantemente le condizioni di temperatura a cui lo stesso opera.

L'invenzione come sopra sostanzialmente descritta può essere realizzata secondo una grande gamma di varianti, oltre a quelle già sopra enunciate.

Ad esempio può essere previsto l'uso di un solo tipo di materiale termoplastico o termoindurente o elastomerico per produrre sia la pelle esterna, ossia il primo strato, sia lo strato espanso, ossia il secondo strato.

Il materiale per la formazione del primo strato e il materiale espandibile per la formazione del secondo strato possono in.alternativa essere diversi.

Lo strato esterno in vista, come sopra accennato, potrà essere formato anche in due o più colori, in questo caso attuando ad esempio il procedimento descritto nel brevetto europeo della stessa Richiedente N° 476.742.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la formatura di manufatti quali finte pelli o simili da materiali termoplastici, termoindurenti od elastomeri, aventi almeno uno strato espanso, caratterizzato dal fatto di comprendere i seguenti stadi: a) formare in uno stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito, b) su detto primo strato formare con un ulteriore colaggio a rifiuto un secondo strato di materiale espandibile, c) completare a caldo il consolidamento per gelificazione di detti strati e l'espansione di detto secondo strato con mezzi opportuni al fine di ottenere spessori e forme predeterminati di detto strato espanso al materiale stratificato così formato venendo accoppiato un supporto in materiale rigido, detti mezzi opportuni per ottenere spessori e forme predeterminati di detto strato espanso essendo costituiti o da un controstampo oppure dallo stesso detto supporto in materiale rigido.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto secondo strato di materiale espandibile viene formato per colaggio a rifiuto in detto stampo controllando lo spessore di detto strato, che così si sviluppa per espansione, mediante un controstampo la cui sagoma riproduce quella di detto supporto in materiale rigido, così che detto controstampo è in grado di riprodurre detta sagoma sulla superficie ad esso affacciata di detto secondo strato espanso.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere i seguenti stadi: a) formare in detto stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito, b) subito dopo a), formare, su detto primo strato, con un ulteriore colaggio a rifiuto, un secondo strato di materiale espandibile, b') accoppiare a detto stampo detto controstampo, c) completare a caldo, ad esempio in un forno, il consolidamento per gelificazione di detti strati e l'espansione di detto secondo strato, che assumerà così la forma del controstampo, d) ciisaccoppiare detto controstampo dal materiale stratificato, raffreddando eventualmente il controstampo termostatato, e) raffreddare detto stampo, f) estrarre il materiale stratificato dallo stampo, g) accoppiare detto supporto di materiale rigido al materiale stratificato così ottenuto, inserendo ed eventualmente incollando detto supporto nella sagoma ad esso corrispondente ottenuta mediante l'impronta di detto controstampo sulla faccia ad esso esposta dello strato espanso.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere i seguenti stadi: a) formare in detto stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito, b) subito dopo a), formare, su detto primo strato, con un ulteriore colaggio a rifiuto, un secondo strato di materiale espandibile, c) completare a caldo, ad esempio in un forno, il consolidamento per gelificazione di detti strati e l'espansione dì detto secondo strato, c') estrazione di detto stampo dal forno e accoppiamento con detto stampo di detto controstampo, d) raffreddamento di stampo e controstampo, e) disaccoppiamento di detto stampo e controstampo, f) estrazione del materiale stratificato dallo stampo, g) accoppiamento di detto supporto di materiale rigido al materiale stratificato così ottenuto.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere i seguenti stadi: a) formare in uno stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito, a') inserire in detto stampo detto supporto in materiale rigido, b) su detto primo strato formare con un ulteriore colaggio a rifiuto un secondo strato di materiale espandibile, in tal modo detto secondo strato incorporando detto supporto di materiale rigido, c) completare a caldo il consolidamento per gelificazione di detti strati e l’espansione di detto secondo strato, d) raffreddare lo stampo ed estrarre il manufatto così finito che incorpora detto supporto rigido. !
6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di: a) formare in uno stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito, b) su detto primo strato formare con un ulteriore colaggio a rifiuto un secondo strato di materiale espandibile, b') inserire in posizione prefissata all'interno dello stampo detto supporto in materiale rigido, opportunamente trattato con mezzi di adesione quali ad esempio colle per rinvenimento, affacciandolo al secondo strato, c) completare a caldo, ad esempio in un forno, il consolidamento per gelificazione di detti strati e l'espansione di detto secondo strato, che aderirà alla faccia dell'inserto interessata, d) raffreddare lo stampo ed estrarre il manufatto così finito, che incorpora detto supporto rigido.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di'comprendere i seguenti stadi : a) formare in uno stampo per colaggio a rifiuto un primo strato di materiale che costituisce lo strato in vista del manufatto finito, b) su detto primo strato, formare per ulteriore colaggio a rifiuto un secondo strato di materiale espandibile, c) completare a caldo il consolidamento per gelificazione di detti strati e l'espansione del secondo strato, d) inserire il supporto rigido formando la superficie dello strato espanso ancora caldo e facendolo aderire, con colle adeguate, all'inserto, e) raffreddare ed estrarre il manufatto finito.
8 . Apparecchiatura per eseguire un procedimento seconoda una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere uno stampa per colaggio a rifiuto ed un controstampo, eventualmente termostatato, la cui sagoma riproduce quella di detto supporto in materiale rigido, così che detto controstampo riproduce detta sagoma sulla superficie ad esso affacciata di detto secondo strato espanso.
9. Controstampo per una apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di avere superficie antiaderente.
10. Controstampo per una apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di essere mobile.
11 .<Controstampo per una apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di essere dotato di più parti che possono espandersi o ritirarsi sotto l'azione di attuatori meccanici o pneumatici.
12. Procedimento ed apparecchiatura secondo come sopra descritti e mostrati nelle figure.