IT202000003383A1

IT202000003383A1 - Apparato e metodo per produrre oggetti in materiale polimerico riciclato.

Info

Publication number: IT202000003383A1
Application number: IT102020000003383A
Authority: IT
Inventors: Fabrizio Pucci; Fiorenzo Parrinello
Original assignee: Sacmi
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-08-19
Also published as: US20230048314A1; CN115151397A; JP2023514374A; JP7495990B2; WO2021165917A1; EP4106972A1; BR112022015056A2

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

?Apparato e metodo per produrre oggetti in materiale polimerico riciclato?

L?invenzione concerne un apparato ed un metodo per produrre oggetti tramite stampaggio, utilizzando un materiale polimerico riciclato.

L?apparato e il metodo secondo l?invenzione possono essere utilizzati per produrre oggetti quali contenitori, preforme per ottenere contenitori tramite soffiaggio o stiro-soffiaggio, tappi per contenitori o altri oggetti concavi. Pi? in generale, l?apparato e il metodo secondo l?invenzione possono essere utilizzati per produrre qualsiasi tipo di oggetto ottenibile tramite stampaggio.

Il materiale polimerico utilizzabile dall?apparato e nel metodo secondo l?invenzione pu? essere polietilentereftalato (PET), o in generale qualsiasi altro materiale polimerico che, in un dispositivo di riciclo, pu? essere rigenerato e reso nuovamente adatto ad essere stampato.

Sono noti dispositivi di riciclo destinati a ricevere in ingresso un materiale polimerico da riciclare e a fondere tale materiale, rigenerandolo e rendendolo adatto a produrre nuovi oggetti tramite stampaggio. Il materiale polimerico che i dispositivi di riciclo ricevono in ingresso pu? essere sotto forma di pezzetti o frammenti ottenuti triturando gli oggetti da riciclare. I dispositivi di riciclo noti forniscono un flusso continuo di materiale polimerico rigenerato fuso, che pu? essere utilizzato per produrre granuli solidi destinati ad alimentare macchine di stampaggio a iniezione.

Nelle macchine di stampaggio a iniezione, i granuli solidi prodotti dal dispositivo di riciclo vengono nuovamente fusi in un dispositivo di estrusione e plasticizzazione. Quest?ultimo d? origine ad un materiale polimerico fuso, che viene iniettato in uno o pi? stampi per formare l?oggetto desiderato.

Un difetto dello stato della tecnica sopra descritto ? legato all?elevato consumo energetico a causa della necessit? di fondere il materiale da riciclare nel dispositivo di riciclo, solidificare il materiale rigenerato all?uscita del dispositivo di riciclo per produrre i granuli, e fondere nuovamente i granuli per ottenere un materiale polimerico fuso con cui gli stampi a iniezione possono essere alimentati. Queste operazioni richiedono inoltre tempi prolungati.

WO 2017/183048 descrive un dispositivo per produrre preforme da fiocchi di resina termoplastica, comprendente un apparato di contaminazione per rimuovere sostanze contaminanti dai fiocchi di resina termoplastica, e un apparato di stampaggio a iniezione per iniettare e stampare la resina termoplastica proveniente dal dispositivo di decontaminazione. L?apparato di stampaggio a iniezione descritto in WO 2017/183048 pu? essere di tipo rotativo, nel qual caso l?apparato di stampaggio a iniezione comprende un dispositivo di plasticizzazione avente un?uscita collegata ad un meccanismo rotante di distribuzione, che distribuisce la resina termoplastica proveniente dal dispositivo di plasticizzazione ad una pluralit? di stampi montati su una piattaforma rotante.

Un difetto del dispositivo descritto in WO 2017/183048 ? che la resina termoplastica proveniente dal dispositivo di decontaminazione viene sottoposta a sollecitazioni elevate quando viene forzata a passare negli stretti condotti di passaggio interposti fra il dispositivo di plasticizzazione e gli stampi, in particolare all?interno del meccanismo rotante di distribuzione. Queste sollecitazioni elevate possono causare una degradazione della resina termoplastica e conseguentemente un peggioramento nelle propriet? degli oggetti formati.

Uno scopo dell?invenzione ? migliorare gli apparati ed i metodi per formare oggetti tramite stampaggio di un materiale polimerico rigenerato.

Un ulteriore scopo ? fornire un apparato e un metodo per produrre oggetti in materiale polimerico rigenerato, che funzioni con un consumo energetico limitato.

Un altro scopo ? fornire un apparato e un metodo per produrre oggetti in materiale polimerico rigenerato, che consenta di ottimizzare i tempi di produzione.

Un altro scopo ? fornire un apparato e un metodo per produrre oggetti in materiale polimerico rigenerato, in cui il materiale polimerico sia sottoposto a sollecitazioni limitate prima dello stampaggio.

Ancora un altro scopo ? fornire un apparato e un metodo per produrre oggetti in materiale polimerico rigenerato, in cui, prima dello stampaggio, il materiale polimerico venga manipolato in una maniera tale che la sua qualit? rimanga buona.

In un primo aspetto dell?invenzione, ? previsto un apparato comprendente un ugello per erogare un flusso di materiale polimerico, un elemento di separazione per separare una dose di materiale polimerico da detto flusso, almeno uno stampo per produrre un oggetto stampando a compressione la dose, almeno un elemento di trasporto mobile lungo un percorso in ambiente atmosferico per trasportare la dose separata dall?elemento di separazione verso detto almeno uno stampo, l?apparato comprendendo inoltre un dispositivo di riciclo inteso per ricevere un materiale polimerico da riciclare e per fornire ad una propria uscita un materiale polimerico rigenerato fuso adatto per essere stampato, in cui l?ugello ? collegato al dispositivo di riciclo cos? da essere alimentato con detto materiale polimerico rigenerato fuso.

Grazie al primo aspetto dell?invenzione, ? possibile ottenere un oggetto in materiale polimerico rigenerato limitando il consumo di energia e il tempo necessario per produrre l?oggetto. Infatti, collegando l?ugello al dispositivo di riciclo, il materiale polimerico rigenerato non ancora solidificato prodotto dal dispositivo di riciclo pu? alimentare direttamente lo stampo. E? pertanto possibile evitare di raffreddare il materiale polimerico rigenerato fuso uscente dal dispositivo di riciclo per ottenere granuli solidi, e successivamente fondere i granuli per ottenere materiale fuso con cui alimentare lo stampo. Ci? consente di risparmiare sia l?energia che, nello stato della tecnica, era necessaria per ottenere i granuli e soprattutto fonderli nuovamente, che il tempo per compiere le relative operazioni. Inoltre, minimizzando i cicli termici di raffreddamento e riscaldamento a cui il materiale polimerico rigenerato viene sottoposto, ? possibile evitarne la degradazione e mantenerne buona la qualit?.

Ancora, grazie allo stampaggio a compressione, ? possibile evitare o comunque minimizzare il passaggio del materiale polimerico rigenerato fuso all?interno di stretti condotti di passaggio, il che permette di ridurre le sollecitazioni agenti sul materiale polimerico rigenerato prima dello stampaggio ed evitarne la degradazione. In particolare, il materiale polimerico rigenerato fuso non viene pi? stressato passando attraverso meccanismi rotanti di distribuzione aventi stretti condotti di passaggio. L?elemento di trasporto mobile lungo un percorso in ambiente atmosferico, lungo il quale la dose viene a contatto con l?aria atmosferica, assicura che il materiale polimerico rigenerato che entra nello stampo sia di buona qualit?. Infatti, quando il materiale polimerico rigenerato viene a contatto con l?aria atmosferica, alcune sostanze contaminanti volatili inizialmente presenti nel materiale possono essere rilasciate.

In una versione, fra il dispositivo di riciclo e l?ugello pu? essere interposto un dispositivo omogeneizzatore, per omogeneizzare da un punto di vista termico il materiale polimerico rigenerato fuso che fluisce verso l?ugello. Infatti, il materiale polimerico rigenerato fuso proveniente dal dispositivo di riciclo, pur avendo temperature generalmente maggiori della temperatura di fusione, pu? presentare una distribuzione disomogenea di temperatura al suo interno. Pi? specificatamente, all?interno del materiale polimerico rigenerato fuso proveniente dal dispositivo di riciclo possono essere presenti porzioni di materiale aventi una temperatura molto vicina alla temperatura di fusione, ed ulteriori porzioni di materiale aventi una temperatura maggiore della temperatura di fusione anche di qualche decina di gradi. Le porzioni di materiale pi? calde tendono a degradare facilmente, con conseguente peggioramento della qualit? dell?oggetto stampato.

In una versione, il dispositivo omogeneizzatore comprende uno scambiatore di calore configurato per raffreddare il materiale polimerico rigenerato fuso.

Ci? consente di uniformare la distribuzione di temperature all?interno del materiale polimerico rigenerato fuso verso un valore limite inferiore, che pu? ad esempio coincidere con la temperatura di fusione. Si evita in questo modo che, all?interno del materiale polimerico rigenerato fuso, ci siano porzioni aventi una temperatura molto al di sopra della temperatura di fusione, il che potrebbe implicare una locale degradazione del materiale, oltre che disuniformit? nella sua portata.

In una versione, lo scambiatore di calore ? configurato per portare la temperatura media del materiale polimerico rigenerato ad un valore minore della temperatura di fusione, ma maggiore della temperatura di cristallizzazione del materiale polimerico in questione.

Ci? consente di accorciare il periodo di tempo nel quale l?oggetto deve rimanere all?interno dello stampo per essere raffreddato fino ad una temperatura che consenta di manipolarlo senza danneggiarlo. Infatti, quando il materiale polimerico rigenerato entra nello stampo, esso ha gi? una temperatura minore della temperatura di fusione, e l?oggetto formato pu? essere raffreddato pi? rapidamente rispetto a quanto accadrebbe se la sua temperatura iniziale fosse maggiore della temperatura di fusione. In un secondo aspetto dell?invenzione, ? previsto un metodo comprendente le fasi di erogare un flusso di materiale polimerico tramite un ugello, separare una dose di materiale polimerico da detto flusso, produrre un oggetto stampando a compressione la dose in uno stampo, in cui la dose separata da detto flusso viene trasportata verso lo stampo lungo un percorso in ambiente atmosferico, ed in cui il flusso di materiale polimerico proviene da un dispositivo di riciclo che riceve un materiale polimerico da riciclare e fornisce ad una propria uscita un materiale polimerico rigenerato fuso adatto per essere stampato, l?ugello essendo collegato al dispositivo di riciclo cos? da essere alimentato con il materiale polimerico rigenerato fuso.

Il metodo previsto dal secondo aspetto dell?invenzione permette di ottenere i vantaggi precedentemente descritti con riferimento al primo aspetto dell?invenzione.

L?invenzione potr? essere meglio compresa ed attuata con riferimento al disegno allegato, che ne illustra una versione esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui la Figura 1 ? uno schema mostrante un apparato per produrre oggetti.

La Figura 1 mostra un apparato 1 per produrre oggetti tramite stampaggio a compressione di un materiale polimerico rigenerato.

Il materiale polimerico rigenerato utilizzabile nell?apparato 1 pu? essere qualsiasi materiale polimerico che, dopo essere stato utilizzato, pu? essere fuso nuovamente per essere sottoposto ad un altro processo di stampaggio, per esempio ma non esclusivamente polietilentereftalato (PET). Gli oggetti che l?apparato 1 ? in grado di produrre possono essere oggetti di qualsiasi tipo ottenibili tramite stampaggio a compressione, per esempio contenitori, tappi o preforme per contenitori.

L?apparato 1 comprende un dispositivo di riciclo 2 atto ad essere alimentato con un materiale polimerico da riciclare, per esempio in forma di fiocchi o scaglie ottenuti triturando un oggetto in materiale polimerico, quale una bottiglia, un contenitore termoformato per alimenti, o altro.

Il dispositivo di riciclo 2 pu? essere configurato per realizzare un riciclo meccanico del materiale polimerico. Pi? dettagliatamente, il dispositivo di riciclo 2 pu? lavorare secondo la tecnologia di policondensazione allo stato solido (SSP) oppure policondensazione allo stato liquido (LSP).

Il dispositivo di riciclo 2 ? in grado di fornire, all?uscita, un flusso, per esempio continuo, di materiale polimerico rigenerato fuso adatto per essere stampato.

L?apparato 1 comprende inoltre un dispositivo di stampaggio a compressione 3 disposto a valle del dispositivo di riciclo 2 e collegato con quest?ultimo, in modo tale che il dispositivo di stampaggio a compressione 3 riceva il materiale polimerico rigenerato proveniente dal dispositivo di riciclo 2 e lo utilizzi per stampare a compressione oggetti, senza che il materiale polimerico rigenerato venga preventivamente solidificato. Il dispositivo di riciclo 2 e il dispositivo di stampaggio a compressione 3 definiscono pertanto un impianto produttivo in cui il dispositivo di riciclo 2 ? collegato in linea con il dispositivo di stampaggio a compressione 3.

Tra il dispositivo di riciclo 2 e il dispositivo di stampaggio a compressione 3 ? interposta una linea di collegamento 4 per collegare il dispositivo di riciclo 2 e il dispositivo di stampaggio a compressione 3.

Lungo la linea di collegamento 4 pu? essere prevista una pompa 5, che consente di inviare al dispositivo di stampaggio a compressione 3 una portata sostanzialmente costante di materiale polimerico proveniente dal dispositivo di riciclo 2. In questo modo, il materiale polimerico rigenerato pu? essere dosato con precisione all?ingresso del dispositivo di stampaggio a compressione 3.

La pompa 5 pu? essere del tipo a ingranaggi o di qualsiasi altro tipo, che sia adatto a processare materiale polimerico allo stato fuso o comunque in uno stato di fluido altamente viscoso.

Lungo la linea di collegamento 4 pu? essere disposto un dispositivo omogeneizzatore 6, atto a rendere uniforme la temperatura all?interno del materiale polimerico rigenerato diretto verso il dispositivo di stampaggio a compressione 3.

Il materiale polimerico fuso proveniente dal dispositivo di riciclo 2 ha infatti, generalmente, una temperatura maggiore della temperatura di fusione. Tuttavia, la distribuzione di temperatura all?interno di tale materiale pu? non essere omogenea. Pi? specificatamente, pu? accadere che all?interno del flusso di materiale polimerico fuso che esce dal dispositivo di riciclo 2 siano presenti porzioni pi? fredde aventi una temperatura vicina alla temperatura di fusione e porzioni pi? calde aventi una temperatura maggiore della temperatura di fusione anche di qualche decina di gradi. Per esempio, nel caso in cui il materiale polimerico sia PET, che ha una temperatura di fusione di circa 260*C, la temperatura del flusso di PET uscente dal dispositivo di riciclo 2 ? generalmente maggiore di 260?C, perch? il materiale ? stato completamente fuso all?interno del dispositivo di riciclo 2. Nel flusso di materiale polimerico fuso a monte del dispositivo omogeneizzatore 6 possono tuttavia essere presenti porzioni relativamente fredde, aventi una temperatura di 260-270?C, insieme con porzioni pi? calde aventi una temperatura di 300-310?C. La temperatura del PET che entra nel dispositivo omogeneizzatore 6 pu? dunque, in questo esempio, essere variabile fra 260?C e 310?C.

Il dispositivo omogeneizzatore 6 consente di uniformare le temperature del flusso di materiale polimerico verso un valore limite inferiore, cos? da eliminare i picchi pi? alti di temperatura all?interno del flusso di materiale polimerico rigenerato e restringere l?intervallo di variabilit? della temperatura all?interno di tale flusso.

In altre parole, il dispositivo omogeneizzatore 6 lavora tendenzialmente raffreddando il materiale polimerico rigenerato fuso, al fine di ostacolarne la degradazione. Il dispositivo omogeneizzatore 6 agisce sulle porzioni pi? calde di materiale polimerico rigenerato fuso, diminuendone la temperatura in modo tale che il materiale polimerico rigenerato possa rimanere all?interno del dispositivo omogeneizzatore 6 senza degradarsi. Il dispositivo omogeneizzatore 6 pu? comprendere uno scambiatore di calore, configurato per raffreddare le porzioni pi? calde di materiale polimerico rigenerato che passa attraverso di esso, in modo tale da restringere l?intervallo di variabilit? della temperatura di tale materiale. Lo scambiatore di calore pu? essere del tipo in controcorrente, ossia pu? comprendere un?intercapedine in cui scorre un fluido di raffreddamento in una direzione di scorrimento opposta ad una direzione di avanzamento F del materiale polimerico rigenerato. La direzione di avanzamento F ? diretta dal dispositivo di riciclo 2 verso il dispositivo di stampaggio a compressione 3.

Lo scambiatore di calore pu? comprendere un miscelatore statico 7. Quest?ultimo pu? comprendere un condotto nel quale passa il materiale polimerico rigenerato, all?interno del quale ? disposto un elemento di mescolamento 8 mostrato schematicamente in Figura 1.

L?elemento di mescolamento 8 comprende una pluralit? di barre deviatrici disposte in una posizione stazionaria per omogeneizzare il flusso di materiale polimerico rigenerato sia dal punto di vista termico che, eventualmente, dal punto di vista della composizione. In particolare, le barre deviatrici possono dividere il flusso principale di materiale polimerico rigenerato fuso in una pluralit? di flussi secondari che si mescolano fra di loro durante il percorso all?interno del miscelatore statico 7. I flussi secondari in cui viene suddiviso il flusso principale consentono di aumentare la superficie di scambio termico ed uniformare efficacemente le temperature del materiale polimerico fuso rigenerato.

Il miscelatore statico 7 ? dotato di una camicia esterna in cui scorre un fluido di condizionamento termico, in particolare un fluido di raffreddamento, che pu? ad esempio fluire in una direzione opposta alla direzione di avanzamento F.

In una versione alternativa non raffigurata, il dispositivo omogeneizzatore 6 pu? comprendere, al posto del miscelatore statico 7, un miscelatore dinamico, ossia provvisto di elementi mescolatori che si muovono durante il funzionamento.

E? anche possibile che il dispositivo omogeneizzatore 6 comprenda, al posto del miscelatore statico 7, uno scambiatore a fascio tubiero, oppure un estrusore a cascata o un estrusore satellitare, o ancora un estrusore bivite opportunamente condizionato.

In una versione, il dispositivo omogeneizzatore 6 ? configurato per omogeneizzare la temperatura del flusso di materiale polimerico rigenerato in modo tale che, all?uscita dal dispositivo omogeneizzatore 6, tale temperatura sia compresa in un intervallo centrato attorno ad un valore minore della temperatura di fusione del materiale polimerico in questione.

Pi? in generale, all?uscita dal dispositivo omogeneizzatore 6, il flusso di materiale polimerico rigenerato pu? avere una temperatura minore della temperatura di fusione.

Per esempio, nel caso del PET, la temperatura all?uscita del dispositivo omogeneizzatore 6 pu? essere 240*C ? 5?C.

Nel caso in cui il materiale polimerico sia semicristallino, come ad esempio il PET, la temperatura del flusso di materiale polimerico rigenerato fuso all?uscita del dispositivo omogeneizzatore 6 pu? essere maggiore della temperatura di cristallizzazione.

In questo modo, il materiale polimerico rigenerato fuso viene stampato nel dispositivo di stampaggio a compressione 3 mentre ha una temperatura di lavoro che ? mediamente minore della temperatura di fusione. Ci? consente di diminuire il tempo di permanenza dell?oggetto formato nello stampo, in quanto l?oggetto formato pu? essere pi? rapidamente raffreddato fino ad una temperatura alla quale esso pu? essere manipolato senza subire danni, e conseguentemente estratto dallo stampo. E? cos? possibile ridurre il tempo ciclo.

In una versione alternativa, il dispositivo omogeneizzatore 6 ? configurato per omogeneizzare la temperatura del flusso di materiale polimerico rigenerato in maniera tale che, a valle del dispositivo omogeneizzatore 6, tale temperatura si trovi in un intervallo centrato attorno alla temperatura di fusione, per esempio 260?C ? 5*C nel caso del PET.

In generale, il flusso di materiale polimerico rigenerato che esce dal dispositivo omogeneizzatore 6 ha una distribuzione di temperatura molto pi? omogenea della distribuzione di temperatura a monte del dispositivo omogeneizzatore 6. In altre parole, a valle del dispositivo omogeneizzatore 6, la temperatura del materiale polimerico rigenerato fuso ? variabile in un intervallo pi? stretto dell?intervallo in cui la temperatura del materiale polimerico rigenerato fuso variava a monte del dispositivo omogeneizzatore 6.

Per esempio, mentre a monte del dispositivo omogeneizzatore 6 la temperatura del materiale polimerico rigenerato pu? essere variabile in un intervallo di 50?C, a valle del dispositivo omogeneizzatore 6 la temperatura del materiale polimerico rigenerato pu? essere variabile in un intervallo di 10?C.

Pertanto, l?intervallo in cui ? variabile la temperatura del materiale polimerico rigenerato ha un?ampiezza che viene almeno dimezzata nel dispositivo omogeneizzatore 6, preferibilmente ridotta a meno di un quarto il valore che tale ampiezza aveva a monte del dispositivo omogeneizzatore 6.

Si evita in questo modo che, nel dispositivo omogeneizzatore 6 e a valle di quest?ultimo, nel flusso di materiale polimerico rigenerato ci siano porzioni eccessivamente calde, che potrebbero degradarsi rapidamente.

A valle del dispositivo omogeneizzatore 6 ? disposto un ugello 9 attraverso il quale il flusso di materiale polimerico rigenerato proveniente dal dispositivo di riciclo 2 pu? essere erogato in ambiente atmosferico.

L?ugello 9 ? disposto ad una estremit? della linea di collegamento 4 opposta ad una ulteriore estremit? della linea di collegamento 4, che esce dal dispositivo di riciclo 2. L?ugello 9 risulta cos? collegato al dispositivo di riciclo 2.

L?ugello 9 ? disposto immediatamente a valle del dispositivo omogeneizzatore 6, in modo tale che il flusso di materiale polimerico rigenerato uscente dal dispositivo omogeneizzatore 6 raggiunga rapidamente l?ugello 9.

All?interno dell?ugello 9 ? previsto un condotto di passaggio per il materiale polimerico rigenerato, avente dimensioni relativamente grandi, per esempio un diametro dell?ordine di 0.5-2 cm.

In generale, il diametro del condotto di passaggio dell?ugello 9 ? significativamente maggiore del diametro dei condotti di iniezione normalmente previsti in uno stampo a iniezione per produrre oggetti della stessa tipologia degli oggetti prodotti dal dispositivo di stampaggio a compressione 3.

Grazie al diametro relativamente grande del condotto di passaggio previsto nell?ugello 9, il materiale polimerico rigenerato viene soggetto a sollecitazioni limitate mentre passa attraverso l?ugello 9.

Nell?esempio raffigurato, l?ugello 9 ha un?apertura di erogazione rivolta verso l?alto, in maniera tale che il flusso di materiale polimerico rigenerato erogato dall?ugello 9 avanzi verticalmente dal basso verso l?alto. Questa condizione non ? tuttavia necessaria, e l?apertura di erogazione dell?ugello 9 potrebbe anche essere rivolta in differenti orientazioni, per esempio verso il basso oppure secondo una direzione orizzontale, o ancora secondo una direzione obliqua rispetto alla direzione orizzontale.

Il dispositivo di stampaggio a compressione 3 comprende inoltre almeno uno stampo 10 per produrre un oggetto tramite stampaggio a compressione. Nell?esempio raffigurato, ? prevista una pluralit? di stampi 10, per esempio montati in una regione periferica di una giostra di stampaggio 11.

La giostra di stampaggio 11 pu? essere girevole attorno ad un asse Z, per esempio ma non necessariamente disposto verticalmente.

Sono possibili altre disposizioni degli stampi 10.

Ciascuno stampo 10 comprende una parte femmina 12 avente una cavit? 13, ed una parte maschio 14 avente un punzone 15.

La parte femmina 12 e la parte maschio 14 di ciascuno stampo 10 sono fra loro allineati lungo un asse di stampaggio che pu? essere ad esempio verticale.

Nell?esempio raffigurato, la parte femmina 12 ? disposta al di sotto della parte maschio 14, ma questa condizione non ? necessaria.

La parte femmina 12 e la parte maschio 14 sono mobili l?una rispetto all?altra fra una direzione parallela all?asse di stampaggio, cos? da avvicinarsi reciprocamente o, in alternativa, allontanarsi reciprocamente.

Pi? in dettaglio, la parte femmina 12 e la parte femmina 14 sono mobili l?una rispetto all?altra fra una posizione aperta, mostrata in Figura 1, ed una posizione chiusa non raffigurata.

Nella posizione aperta, la parte femmina 12 e la parte maschio 14 sono distanziate l?una dall?altra, cosicch? fra la parte femmina 12 e la parte maschio 14 sia possibile inserire una dose 16 di materiale polimerico, che ? stata separata dall?ugello 9.

Nell?esempio raffigurato, la dose 16 viene inserita all?interno della cavit? 13, ma questa condizione non ? necessaria in quanto dipende dalla disposizione reciproca della parte maschio 12 e della parte femmina 14. Nella posizione aperta, ? inoltre possibile rimuovere dallo stampo 10 un oggetto formato.

Nella posizione chiusa, la parte femmina 12 e la parte maschio 14 sono vicine l?una all?altra, in modo tale che fra loro resti definita una camera di formatura avente una geometria corrispondente alla forma dell?oggetto che si desidera ottenere.

Il dispositivo di stampaggio a compressione 3 comprende inoltre un elemento di separazione atto ad interagire periodicamente con il flusso di materiale polimerico rigenerato uscente dall?ugello 9 per separare da tale flusso le dosi 16 di materiale polimerico.

E? inoltre previsto almeno un elemento di trasporto 17 per trasportare una dose 16 dall?ugello 9 verso uno stampo 10.

L?elemento di trasporto 17 pu? essere conformato ad esempio come un elemento concavo estendentesi attorno ad un asse verticale, atto a passare in prossimit? dell?ugello 9, particolarmente al di sopra di quest?ultimo, per separare da esso una dose 16 di materiale polimerico rigenerato. In questo caso, una zona di bordo dell?elemento di trasporto 17 che periodicamente si trova in una posizione affacciata all?ugello 9 (ossia, nell?esempio raffigurato, una zona di bordo inferiore dell?elemento di trasporto 17) agisce come un elemento di separazione, per separare la dose 16 dal flusso di materiale polimerico rigenerato uscente dall?ugello 9.

In una versione non raffigurata, l?elemento di separazione pu? essere distinto ed indipendente dall?elemento di trasporto 17. Per esempio, l?elemento di separazione potrebbe comprendere una lama girevole, non connessa all?elemento di trasporto 17, girevole attorno ad un asse cos? da passare periodicamente in prossimit? dell?ugello 9, per separare da esso la dose 16.

L?elemento di trasporto 17 ? mobile lungo un percorso diretto dall?ugello 9 verso uno stampo 10.

Nell?esempio raffigurato, ? prevista una pluralit? di elementi di trasporto 17, che possono essere ad esempio supportati da una giostra di trasporto 18.

La giostra di trasporto 18 ? girevole attorno ad un asse di rotazione R, che nell?esempio raffigurato ? parallelo all?asse Z della giostra di stampaggio 11. Pi? specificatamente, nell?esempio raffigurato l?asse di rotazione R ? verticale.

Ciascun elemento di trasporto 17 risulta cos? mobile lungo un percorso chiuso, che nell?esempio raffigurato ? circolare.

Durante il proprio percorso, l??elemento di trasporto 17 pu? assumere una posizione di prelievo, in cui l?elemento di trasporto 17 si trova in prossimit? dell?ugello 9, particolarmente al di sopra dell?ugello 9, per separare da esso una dose 16. La dose 16, a causa del suo stato di fluido altamente viscoso, rimane aderente all?elemento di trasporto 17 che, ruotando attorno all?asse di rotazione R, la trasporta verso lo stampo 10. L?elemento di trasporto 17 pu? inoltre trovarsi in una posizione di consegna in cui esso ? interposto fra la parte femmina 12 e la parte maschio 14 per rilasciare la dose 16 nello stampo 10, per esempio con l?ausilio di mezzi pneumatici o meccanici.

Durante il suo percorso dall?ugello 9 allo stampo 10, o pi? in generale dalla posizione di prelievo alla posizione di consegna, l?elemento di trasporto 17 si trova in ambiente atmosferico, ossia in ambiente aperto, cosicch? la dose 16 sia a diretto contatto con l?aria. In questo modo dalla dose 17 possono liberarsi alcune sostanze contaminanti volatili, che si disperdono nell?ambiente atmosferico. Ci? consente di migliorare la qualit? del materiale polimerico rigenerato che forma la dose 16.

Durante il funzionamento, il materiale polimerico da riciclare, ancora allo stato solido, viene introdotto nel dispositivo di riciclo 2. Qui il materiale polimerico viene riscaldato fino ad una temperatura maggiore della temperatura di fusione e sottoposto ad un trattamento di rigenerazione che pu? comprendere molteplici fasi, per esempio di filtrazione, passaggio in un ambiente sottovuoto, cristallizzazione ed altro.

All?uscita dal dispositivo di riciclo 2, si ottiene un flusso di materiale polimerico rigenerato fuso che viene fatto avanzare nella direzione di avanzamento F dalla pompa 5. La pompa 5 assicura che la portata del materiale polimerico rigenerato fuso sia sostanzialmente costante, in maniera tale che dal flusso di materiale polimerico rigenerato possano essere separate dosi 16 aventi una massa sostanzialmente costante.

Il materiale polimerico rigenerato fuso passa quindi all?interno del dispositivo omogeneizzatore 6, in cui tale materiale viene reso uniforme dal punto di vista termico, e quindi fuoriesce dall?ugello 9.

L?elemento di separazione separa dall?ugello 9 una dose 16, che viene prelevata dall?elemento di trasporto 17 disposto nella posizione di prelievo. L?elemento di trasporto 17 raggiunge la posizione di consegna, nella quale rilascia la dose 16 nello stampo 10, che si trova nella posizione aperta. Successivamente, lo stampo 10 si porta nella posizione chiusa per formare dalla dose 16 un oggetto. Quando quest?ultimo ? stato sufficientemente raffreddato all?interno dello stampo 10, lo stampo 10 pu? essere aperto per estrarre l?oggetto.

A questo punto, ? possibile iniziare un nuovo ciclo di stampaggio.

Nell?esempio finora descritto, si ? fatto riferimento ad un apparato 1 comprendente un dispositivo di stampaggio a compressione 3 in cui gli oggetti, dopo essere stati formati negli stampi 10, vengono estratti dagli stampi 10 e trasportati via dal dispositivo di stampaggio a compressione 3.

Nel caso in cui l?oggetto ottenuto stampando a compressione la dose 16 sia una preforma, ? possibile trasportare l?oggetto in un luogo di stoccaggio e, dopo un certo periodo, sottoporre l?oggetto a soffiaggio o a stiro-soffiaggio per ottenere da esso il contenitore, su una macchina differente a quella a cui appartiene lo stampo 10.

In una versione non raffigurata, il dispositivo di stampaggio a compressione 3 pu? essere dotato di uno o pi? stampi 10 configurati per produrre una preforma dalla dose 16 e, subito dopo che la preforma 16 ? stata ottenuta, per ottenere da essa un contenitore (ad esempio una bottiglia) tramite soffiaggio o stiro-soffiaggio.

In altre parole, nel caso in cui l?oggetto ottenuto dalla dose 16 sia una preforma, ? possibile produrre da esso il contenitore tramite un?operazione di soffiaggio o stiro-soffiaggio realizzata nel medesimo dispositivo di stampaggio a compressione 3 a cui appartiene lo stampo 10. Ci? pu? avvenire mantenendo l?oggetto impegnato con un punzone appositamente progettato, e sostituendo alla parte femmina 12 una parte femmina di uno stampo di soffiaggio in cui l?oggetto pu? essere sottoposto a soffiaggio o a stiro-soffiaggio.

L?apparato 1 pu? funzionare anche utilizzando, al posto del PET a cui si ? fatto sopra riferimento, altri materiali polimerici, in particolare resine termoplastiche.

In generale, l?apparato 1 consente di produrre oggetti di buona qualit? tramite stampaggio a compressione di un materiale polimerico riciclato, riducendo nel contempo il consumo energetico e il tempo ciclo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparato comprendente un ugello (9) per erogare un flusso di materiale polimerico, un elemento di separazione per separare una dose (16) di materiale polimerico da detto flusso, almeno uno stampo (10) per produrre un oggetto stampando a compressione la dose (16), almeno un elemento di trasporto (17) per trasportare la dose (16) separata dall?elemento di separazione verso detto almeno uno stampo (10), detto almeno un elemento di trasporto (17) essendo mobile lungo un percorso in ambiente atmosferico, l?apparato (1) comprendendo inoltre un dispositivo di riciclo (2) inteso per ricevere un materiale polimerico da riciclare e per fornire ad una propria uscita un materiale polimerico rigenerato fuso adatto per essere stampato, in cui l?ugello (9) ? collegato al dispositivo di riciclo (2) cos? da essere alimentato con il materiale polimerico rigenerato.
2. Apparato secondo la rivendicazione 1, e comprendente inoltre un dispositivo omogeneizzatore (6) disposto a valle del dispositivo di riciclo (2) per omogeneizzare il flusso di materiale polimerico rigenerato fuso da un punto di vista termico.
3. Apparato secondo la rivendicazione 2, in cui il dispositivo omogeneizzatore (6) comprende uno scambiatore di calore configurato per raffreddare almeno parzialmente il materiale polimerico rigenerato fuso.
4. Apparato secondo la rivendicazione 2 oppure 3, in cui il dispositivo omogeneizzatore (6) ? configurato per restringere un intervallo in cui ? variabile la temperatura del flusso di materiale polimerico rigenerato, raffreddando almeno porzioni pi? calde del materiale polimerico rigenerato fuso che entra nel dispositivo omogeneizzatore (6).
5. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui il dispositivo omogeneizzatore (6) ? configurato in modo tale che, all?uscita dal dispositivo omogeneizzatore (6), il flusso di materiale polimerico rigenerato abbia una temperatura media minore della temperatura di fusione di detto materiale polimerico.
6. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui il dispositivo omogeneizzatore (6) comprende un miscelatore statico.
7. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui all?interno dell?ugello (9) ? previsto un condotto di passaggio per il materiale polimerico rigenerato, il condotto di passaggio avendo un diametro compreso fra 0.5 cm e 2 cm.
8. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente inoltre una pompa (5) disposta a valle del dispositivo di riciclo (2) per inviare verso l?ugello (9) un flusso di materiale polimerico rigenerato avente una portata sostanzialmente costante.
9. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di riciclo (2) ? configurato per operare secondo la tecnologia di policondensazione allo stato liquido (LSP).
10. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno uno stampo (10) ? configurato per produrre una preforma per un contenitore e successivamente ottenere un contenitore dalla preforma tramite soffiaggio o stiro-soffiaggio della preforma all?interno di detto almeno uno stampo (10).
11. Metodo comprendente le fasi di erogare un flusso di materiale polimerico tramite un ugello (9), separare una dose (16) di materiale polimerico da detto flusso, produrre un oggetto stampando a compressione la dose (16) in uno stampo (10), in cui la dose (16) separata da detto flusso viene trasportata verso lo stampo (10) lungo un percorso in ambiente atmosferico, ed in cui il flusso di materiale polimerico proviene da un dispositivo di riciclo (2) che riceve un materiale polimerico da riciclare e fornisce ad una propria uscita un materiale polimerico rigenerato fuso adatto per essere stampato, l?ugello (9) essendo collegato al dispositivo di riciclo (2) cos? da essere alimentato con il materiale polimerico rigenerato.
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, e comprendente inoltre la fase di omogeneizzare il flusso di materiale polimerico rigenerato fuso da un punto di vista termico, a valle del dispositivo di riciclo (2).
13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui la fase di omogeneizzare comprende raffreddare almeno parzialmente il materiale polimerico rigenerato fuso.
14. Metodo secondo la rivendicazione 12 oppure 13, in cui, durante la fase di omogeneizzare, viene ristretto un intervallo in cui ? variabile la temperatura del flusso di materiale polimerico rigenerato, raffreddando almeno porzioni pi? calde del materiale polimerico rigenerato fuso.
15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui detto intervallo ha un?ampiezza che viene almeno dimezzata durante la fase di omogeneizzare, preferibilmente ridotta a meno di un quarto il valore che detta ampiezza aveva prima della fase di omogeneizzare.
16. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 11 a 15, in cui, al termine della fase di omogeneizzare, il flusso di materiale polimerico rigenerato ha una temperatura media minore della temperatura di fusione di detto materiale polimerico.