ITMI970006A1 - Procedimento per la produzione di calzature e di oggetti in materia plastica espanda dotati di un elevato grado di finitura superficiale - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

"PROCEDIMENTO PER LA PRODUZIONE DI CALZATURE E DI OGGETTI IN MATERIA PLASTICA ESPANSA DOTATI DI UN ELEVATO GRADO DI FINI-TURA SUPERFICIALE"

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un procedimento per la produzione di calzature e di oggetti in materia plastica espansa, con elevato grado dì finitura superficiale.

Come é noto, nella produzione dì oggetti in materia plastica espansa, quali ad esempio poliuretano espanso flessibile, utilizzato per il fondo dì calzature, sì provvede preliminarmente a deporre uno strato di prodotto distaccante sulla superficie dello stampo, ad eseguire l’asciugatura dell’eventuale solvente o del mezzo emulsionante del distaccante stesso, indi ad eseguire la colata del materiale opportunamente formulato e dosato all’interno della cavità, che costituisce una parte dello stampo.

Successivamente, si esegue la chiusura dello stampo per mezzo della rimanente parte, cioè il coperchio, e sì attende un periodo di tempo variabile, in funzione della specifica formulazione utilizzata, prima di eseguire l’apertura dello stampo e la rimozione del pezzo finito, dalla parte con cui è solidale.

Il ciclo riprende poi dall’inizio.

Dato che, dopo la chiusura dello stampo, il materiale contenuto subisce una serie dì reazioni chimico-fisiche molto complesse, che lo portano dalla miscela liquida di vari componenti al pezzo solido dì poliuretano con notevole aumento dì volume, la fase dì attesa prima della rimozione del pezzo finito deve durare almeno fino a quando esso non abbia raggiunto una sufficiente stabilità dimensionale, in modo da escludere successive deformazioni anche superficiali, in seguito al distacco della superficie dallo stampo.

Con ì procedimenti dì tipo noto, é poi necessario eseguire una serie dì operazioni dì finitura superficiale del pezzo, che sono costituite dall’operazione di sgrassaggio, per rimuovere l’agente distaccante, e dalla esecuzione della verniciatura. In queste operazioni si hanno gravi rischi di inquinamento e serie conseguenze sanitarie per gli operatori, e sono necessarie macchine molto costose, per il contenimento delle emissioni in atmosfera.

Il compito che si propone il trovato é quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un procedimento che dia la possibilità di evitare l’utilizzo di agenti dì distacco sullo stampo ed il conseguente periodico lavaggio dello stampo stesso, con completa eliminazione dì prodotti inquinanti e dannosi.

Nell’ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato é quello di realizzare un procedimento che consenta l’ottenimento di un prodotto stampato, con una finitura superficiale di qualità superiore.

Il presente procedimento risulta particolarmente versatile e, inoltre, é particolarmente affidabile.

Non ultimo scopo del presente trovato é quello dì realizzare un procedimento per la produzione di oggetti in materia plastica espansa, con elevato grado dì finitura superficiale, che sia facilmente ottenibile utilizzando materiali dì comune reperibilità in commercio, e che, inoltre, sìa competitivo, da un punto dì vista economico.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri, che meglio appariranno evidenziati in seguito, vengono raggiunti da un procedimento per la produzione di oggetti in materia plastica espansa con elevato grado di finitura supei— ficìale, secondo il trovato, caratterizzato dal fatto che esso prevede di posizionare un film dì pellicola sulla parte superiore del fondo dello stampo, nell’eseguire una prima aspirazione per formare su tale film una cavità per il contenimento del materiale colato, nel colare il materiale da espandere, nel chiudere lo stampo mediante un coperchio, nel continuare l'aspirazione durante la fase di espansione, per rimuovere l’aria, e nell'estrarre dallo stampo il pezzo realizzato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, dì un procedimento e del relativo stampo per la produzione di oggetti in materia plastica espansa con elevato grado di finitura superficiale, che viene illustrato con l’ausilio dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 rappresenta, in sezione, uno stampo per la produzione di suole per calzature, visto in posizione aperta;

la figura 2 rappresenta il fondo dello stampo, visto in pianta;

la figura 3 rappresenta schematicamente lo stampo, in posizione aperta;

la figura 4 illustra la fase di applicazione del film di pellìcola sul fondo dello stampo;

la figura 5 rappresenta, schematicamente, lo stampo, prima della fase di aspirazione della pellicola;

la figura 6 rappresenta in sezione lo stampo, dopo la fase di aspirazione che crea la cavità sulla pellicola per la colata del materiale;

la figura 7 rappresenta, schematicamente, lo stampo in posizione chiusa, durante la fase di espansione;

la figura 8 rappresenta schematicamente lo stampo, durante la fase di rimozione del pezzo stampato;

la figura 9 rappresenta uno stampo, con evidenziati ì mezzi per trascinare la pellicola, visto in sezione lungo un piano verticale;

la figura 10 rappresenta ì mezzi per trascinare la pellicola, visti in pianta da sopra;

la figura 11 rappresenta, in vista laterale sezionata, uno stampo, aperto, provvisto di un coperchio di chiusura incernierato intorno ad un cardine e che è dotato di elementi per il fissaggio di un film dì pellicola e di un particolare supporto e guida di chiusura.

Con particolare riferimento ai sìmboli numerici delle suddette figure, il presente procedimento per la produzione dì calzature'e di oggetti in materia plastica espansa con elevato grado di finitura superficiale consente di predispor— re un fondo di stampo 1, sul quale non deve essere applicato un distaccante, ma sul quale viene semplicemente posizionato un film di pellicola 2, che, come meglio verrà chiarito in seguito, può avere caratteristiche compatibili con il materiale da colare, per cui si ìntegra nel materiale stesso, o eventualmente, caratteristiche tali da potere essere poi successivamente distaccato dal materiale.

Sul fondo 1 é applicabile un coperchio dì chiusura, generìcamente indicato con 3.

In corrispondenza del fondo 1, risulta previsto un canale di aspirazione IO e canali di aspirazione 11, i quali agiscono sulla parte interna della sagoma, per creare la deformazione della pellicola 2 e canali dì aspirazione e di posizionamento 12, che hanno la funzione di mantenere correttamente posizionato il film.

Risultano previsti anche canali di aspirazione 14. che sono ricavati nel coperchio 3.

Nella realizzazione del procedimento, dopo aver posizionato la pellicola sulla parte superiore del fondo, si esercita una leggera aspirazione, tramite i canali 11, allo scopo di fare assumere alla pellìcola stessa una forma concava adatta a contenere il materiale da colare.

Per alcuni tipi dì film potrebbe rendersi necessario un riscaldamento preliminare, per favorirne la deformazione regolare e senza rottura.

Una volta creata la concavità sullo stampo, viene eseguita la colata e la chiusura dello stampo stesso, mantenendo una fase di leggera aspirazione, durante l'espansione della massa in reazione, allo scopo di permettere la rimozione dì tutta l'aria contenuta, evitandone quindi l’intrappolamento tra la superficie dello stampo e quelle del pezzo.

In tale modo é facilitata l’espansione regolare del materiale che, non dovendo vìncere una contropressione crescente nel residuo volume libero dello stampo, si distribuisce con densità uniforme in tutte le parti del pezzo. La durata di questa fase di aspirazione a stampo chiuso é di circa 20-30 secondi.

L’espansione verso il vuoto del materiale, oltre a essere funzionale al processo, facilitando la corretta adesione del film sulle pareti dello stampo, permette il risparmio di una notevole percentuale di prodotto - (fino al 15%) - a parità di caratteristiche meccaniche finali.

Dopo che il pezzo ha subito l’espansione, é possìbile eseguire la rimozione con un tempo di attesa ridotto, rispetto alla tecnica tradizionale, poiché la superficie del pezzo che é la più soggetta a deformazioni meccaniche in fase dì estrazione dello stampo, é protetta dal film che assorbe la maggior parte dello stress meccanico conseguente all’operazione.

Il film, come é illustrato in figura 1, proviene da una bobina datrice 20, che si svolge a fianco dello stampo e risultano previsti pistoni di trascinamento 21, che hanno la funzione di distendere la pellìcola sopra il fondo dello stampo.

Il film, come si é in precedenza accennato, può essere di varie tipologie. Ad esempio, una prima soluzione prevede l’utilizzazione di una materia plastica, che viene a realizzare un tutto unico con il pezzo stampato, costituendone lo strato superficiale e conferendo in tale modo qualità estetiche funzionali, che il materiale di base non avrebbe o che potrebbe conseguire solo in seguito ad ulteriori successive lavorazioni.

La pellicola, in questo caso, é composta da un materiale che, durante il processo di stampaggio ed espansione, forma con il prodotto al suo interno un legame solidale di natura chimica e/o fisica, pur conservando sulla superficie esterna le caratteristiche estetiche e funzionali originarie, con l’evidente grande vantaggio dì conferire all’oggetto finito un aspetto variabile, in funzione della pellìcola utilizzata, senza alcuna variazione del materiale espanso di base.

Questo vantaggio può essere meglio apprezzato se si considera che quasi tutti gli oggetti, costituiti da materie plastiche espanse, attualmente sono il risultato di un compromesso tra la leggerezza e le caratteristiche superficiali, non potendosi in alcun moto ottimizzare l’una, senza peggiorare le altre.

E’ opportuno sottolineare che, sìa per l’aspetto estetico che per la resistenza all’abrasione ed agli agenti chimici ed atmosferici, lo strato superficiale contribuisce in maniera preponderante al risultato complessivo.

La possibilità di applicare direttamente, in fase dì stampaggio, uno strato superficiale di spessore adeguato e con caratteristiche ottenute su misura in un impianto ad accurato controllo di lavorazione, consente, come in precedenza accennato, dì evitare l'utilizzo dì agenti dì distacco e dì potere utilizzare un prodotto espanso meno pregiato e caricato eventualmente con inerti o con materiale riciclato in percentuale maggiore.

Attraverso prove sperimentali effettuate, si é riscontrato che il film deve presentare preferibilmente la capacità dì deformazione e dì allungamento, con valori superiori al 300%, per potersi trasformare da un foglio piano ad una forma tridimensionale complessa, senza rotture, soprattutto in cor— rispondenza degli angoli.

Il modulo elastico, che comunque deve essere molto elevato, può non essere un’indicazione sufficiente per la scelta del tipo di materiale.

In lìnea teorica, sono preferibili polìmeri poco ramificati, che possono essere prodotti in fogli di spessore regolare e senza interruzioni.

L’analisi al microscopio ottico conferma che le rotture si determinano nei punti ove esistono mìcrofori o disomogeneità dì spessore.

Un altro aspetto importante dell’utilizzazione della suddetta pellìcola é che viene completamente evitata l’operazione di verniciatura, in quanto la pellicola stessa realizza la superficie in vista del pezzo stampato.

Inoltre, la pellicola superficiale fa da barriera alla lenta perdita dì gas di espansione all’interno del pezzo, che é causa di ritiro, anche a distanza di giorni dallo stampaggio.

E’ inoltre possibile utilizzare una pellicola del tutto incompatibile con la materia di base, ma che ne permetta la corretta espansione e la riproduzione delle caratteristiche superficiali dello stampo, senza diretto contatto fìsico tra materia plastica espansa e stampo.

Si evita, in tale modo, la necessità di un eventuale lubrificante o distaccante del pezzo stampato ed una serie di difetti superficiali, determinati dall’intrappolamento dì bolle d’aria e gas dì espansione tra la superficie del mezzo e quello dello stampo.

Il foglio o pellicola viene separato dal pezzo, con una semplice operazione di sfogliatura manuale, alla fine delle operazioni di montaggio del pezzo, per essere riciclato nello stesso o in altri processi.

Con questa realizzazione, per effetto della barriera ìsolante, il materiale in espansione scorre senza resistenza e riempie la cavità con una densità pressoché costante in ogni sua parte, permettendo così di ridurre la quantità di prodotto, a parità di caratteristiche meccaniche.

Ovviamente i film di questa tipologia vengono utilizzati quando il pezzo non richiede caratteristiche estetiche funzionali particolari, ovvero quando é prevista un’eventuale successiva operazione di nobilitazione, quale il rivestimento o vernìcìatura.

Attraverso prove sperimentali effettuate, si é riscontrato che il film della prima categoria, che viene a costituire un elemento integrato nel pezzo, ha preferibilmente uno spessore di 50-60 micron, mentre il film che viene rimosso, avendo come funzione unicamente quella dì costituire un’interfaccia la più sottile possibile tra il materiale e la parete dello stampo, ha uno spessore di partenza che é all'incirca di 30 micron, purché anche nei punti dì maggior stiro esso continui a garantire un’adeguata azione di protezione per la superfìcie del pezzo, almeno durante la fase dì estrazione dallo stampo.

Dalle prove effettuate sì é riscontrato che risulta ottimizzata l’utilizzazione del poliuretano, in funzione della velocità di innesco delle reazioni e della maturazione del pezzo espanso, con la possibilità dì aggiungere ai classici componenti standard una carica inerte, in ragione del 15% in volume, senza apprezzabile difficoltà di lavorazione, ma ottenendo sorprendentemente un notevole miglioramento della stabilità dimensionale del pezzo finito, pur con ridotti tempi di estrazione.

In figura 11 é rappresentato, in vista laterale sezionata, il fondo (1) di uno stampo, provvisto di un cardine (30) intorno al quale é ribaltabile un coperchio di chiusura (3), provvisto dì elementi dì fissaggio, (31) e (32), per un film dì pellìcola (2); quest’ultimo è applicato mediante opportuni elementi di fissaggio, (31) e (32), ad una parete dì tale coperchio di chiusura (3).

Il suddetto coperchio (3) é provvisto dì opportuni elementi dì chiusura, costituiti da una leva (33), terminante con un gancio (34) ed incernierata intorno ad un perno (35)-Tale leva (33) é provvista di una molla (36), la quale consente al suddetto gancio (34) dì impegnarsi con un elemento di ritegno (38), ricavato nello stampo 1, al momento del ribaltamento e della conseguente chiusura del coperchio (3) rispetto allo stampo (1).

Tale chiusura é comandata da un supporto (37),che funge da guida dì chiusura,e che é suscettìbile di descrìvere movimenti tali da provocare o da facilitare la suddetta chiusura del coperchio (3) rispetto al fondo (1) dello stampo.

Da quanto in precedenza descrìtto, si vede quindi come il trovato raggiunga gli scopi proposti.

In particolare, viene realizzato un procedimento che dà la possibilità di ottenere dei risparmi sìa di materiali che di fasi operative, che compensano ampiamente il costo del film e consentono l’ottenimento dì calzature o dì prodotti con caratteristiche estetiche e funzionali nettamente migliori, rispetto a quelle ottenibili con la tecnica tradizionale.

Inoltre, l’eliminazione di fasi dì lavorazione altamente inquinanti, come la non utilizzazione del distaccante, la non necessità di lavaggio dei pezzi e della verniciatura, deter— mina altri vantaggi, non direttamente quantificabili in ter— mini monetari.

Il trovato, cosi concepito, é suscettibile dì subire numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi, tecnicamente equivalenti.

In pratica, ì materiali impiegati, purché compatìbili con l’uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere

Claims (14)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1 - Procedimento per la produzione di calzature e di oggetti in materia plastica espansa con elevato grado di finitura superficiale caratterizzato dal fatto che esso consiste nel posizionare un film di pellicola sulla parte superiore del fondo dello stampa, nell 'eseguire una prima aspirazione per formare su tale film una cavità per il contenimento del materiale colato, nel colare il materiale da espandere , nel chiudere lo stampo mediante un coperchio, nel continuare l 'aspirazione durante la fase di espansione, per rimuovere l 'aria e nell 'estrarre dallo stampo il pezzo realizzato.
2. 2. Procedimento, come la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che il suddetto film di pellicola é compatibile con il materiale colato e viene a costituire un tutt'uno con il pezzo colato.
3. 3. Procedimento, come le rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che il suddetto film di pellicola é incompatibile con il materiale colato ed é amobivile dal pezzo stampato, dopo l'estrazione da stampo.
4. 4. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che una prima aspirazione viene eseguita ad una pressione di 0, 7 Ata.
5. 5. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che la fase di aspirazione a stampo chiuso dura da 20 a 30 secondi .
6. 6. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il suddetto primo film di pellicola presenta una capacità di deformazione ed allungamento maggiore del 300%.
7. 7. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il film dì pellìcola, ìnglobabile in detto pezzo stampato ha uno spessore dì 50-60 micron.
8. 8. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il suddetto film di pellicola, distaccabile dal pezzo stampato, ha uno spessore sostanzialmente di 30 micron.
9. 9. Stampo per la realizzazione del procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che esso comprende un fondo dotato dì condotti di aspirazione per la deformazione del film dì pellìcola e dì condotti di aspirazione per il posizionamento del film di pellicola, e che é inoltre previsto un coperchio accoppiabile al suddetto fondo e dotato di condotti per l’aspirazione dell’aria.
10. 10. Stampo, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto dì comprendere un gruppo trascinatore per depositare un film dì pellicola sul fondo del suddetto stampo.
11. 11. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che esso prevede l’utìlìzzazione di uno stampo , provvisto di un cardine, intorno al quale è ribaltabile un coperchio dì chiusura, provvisto di elementi di fissaggio per un film di pellicola; quest’ultimo è applicato, mediante opportuni elementi di fissaggio, ad una parete di tale coperchio. di chiusura.
12. 12. Procedimento, come ad una o più rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che esso prevede l ’utilizzazione dì uno stampo, dotato di un coperchio, provvisto di opportuni elementi dì chiusura, costituiti da una leva terminante con un gancio ed incernierata intorno ad un perno.
13. 13. Procedimento, come a una o più rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che la suddetta leva è provvista di una molla, la quale consente al suddetto gancio di impegnarsi con un elemento di ritegno , ricavato nel lo stampo 1, al momento del ribaltamento e della conseguente chiusura del coperchio dello stampo e che tale chiusura è comandata da un supporto, che funge da guida di chiusura, e che è suscettibile dì descrìvere movimenti tali da provocare o da facilitare la suddetta chiusura del coperchio del fondo stampo.
14. 14. Procedimento per la produzione dì oggetti in plastica espansa con elevato grado dì finitura superficiale, nonché stampo per la sua attuazione, come ad una o più rivendicazioni precedenti , il tutto come più ampiamente descrìtto ed illustrato e per gli scopi specifìcati