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ES2247067T3 - Procedimiento para fabricar paneles antichoque y aparato para realizar el procedimiento. - Google Patents

Procedimiento para fabricar paneles antichoque y aparato para realizar el procedimiento.

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ES2247067T3
ES2247067T3 ES01909716T ES01909716T ES2247067T3 ES 2247067 T3 ES2247067 T3 ES 2247067T3 ES 01909716 T ES01909716 T ES 01909716T ES 01909716 T ES01909716 T ES 01909716T ES 2247067 T3 ES2247067 T3 ES 2247067T3
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ES
Spain
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fibers
extruder
thermoplastic material
extruder assembly
zone
Prior art date
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ES01909716T
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English (en)
Inventor
Massimiliano Vanoni
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SAND Srl
Original Assignee
SAND Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by SAND Srl filed Critical SAND Srl
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Abstract

Aparato para fabricar paneles antichoque, que comprende: un conjunto extrusor (10) para formar y extruir una mezcla de fibras filamentosas largas y material termoplástico; un depósito (1) para alimentar fibras filamentosas largas, que está unido a una zona de alimentación de fibras de dicho conjunto extrusor (10); un extrusor (40) para el material termoplástico unido a una parte central de dicho conjunto extrusor (10), corriente abajo de la zona de alimentación de fibras, estando una tobera de extrusión (60) prevista en la salida de dicho conjunto extrusor (10), una zona de humectación (30), prevista en dicho conjunto extrusor (10) para unir dicho extrusor (40) para material termoplástico a dicho conjunto extrusor, comprendiendo dicha zona de humectación (30) un canal de entrada (41) para el material termoplástico, caracterizado porque un canal de distribución (42) está unido a dicho canal de entrada (41) y una pluralidad de canales anulares (43) unidos a dicho canal de distribución (42) yque terminan con unas aberturas (44) que rodean una zona de paso para el paso de las fibras para conseguir una humectación completa de dichas fibras filamentosas largas con el material termoplástico introducido en dicho canal de distribución (42) y distribuido a través de dicha pluralidad de canales anulares (43).

Description

Procedimiento para fabricar paneles antichoque y aparato para realizar el procedimiento.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar paneles antichoque, al aparato para realizar ese procedimiento y al panel que puede fabricarse de ese modo.
Antecedentes de la técnica
Es conocido que, en la fabricación de paneles antichoque, es necesario poder disponer, en el interior del panel, fibras sintéticas o vegetales que desempeñen una función estructural y de este modo, aumentar la resistencia mecánica del panel.
Para esta finalidad, sería conveniente disponer de fibras relativamente largas que, por supuesto, aumenten esta clase de resistencia; con las soluciones actualmente usadas, que implican mezclar la resina termoplástica con los rellenos y realizando a continuación la extrusión, por lo que las fibras inevitablemente se rompen y fragmentan, con la consiguiente disminución significativa en la resistencia mecánica.
La etapa única de mezclar la resina termoplástica y el relleno mineral o vegetal se puede realizar actualmente con materiales granulados, tales como serrín, carbonato cálcico o talco, obteniendo así un producto que no presenta las características de resistencia mecánica deseadas.
En los documentos US-A-5 185 117 y EP-A-0 292 584 se dan a conocer unas unidades extrusoras compuestas para resinas termoplásticas. El documento EP-A-0 654 341 da a conocer un procedimiento para obtener termoplásticos, reforzados con fibras, en una prensa de moldeo.
Exposición de la invención
El objetivo de la invención es resolver el problema citado anteriormente, proporcionando un procedimiento y un aparato para obtener estructuras esencialmente compuestas que presenten un espesor sustancialmente uniforme y que sean sustancialmente planas.
Dichas estructuras pueden ser de nuevo fundidas en caliente después de la fabricación y se pueden utilizar como paneles para formar productos acabados estructurales robustos, tales como, por ejemplo, los paneles interiores de vehículos, jaulas de embalaje para frutas, bajos de carrocerías para camiones así como contenedores y otros artículos diversos.
Dentro de este alcance, un objetivo de la presente invención es un procedimiento y un aparato que permitan incorporar fibras vegetales o minerales relativamente largas, incluso de diferentes tamaños, sin que se planteen problemas al alimentar el extrusor.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento que evite dañar la estructura filamentosa inicial de las fibras, obteniendo así un producto final particularmente válido y que presente propiedades antichoque, con una mayor resistencia mecánica debido al solapamiento de las fibras.
Otro objetivo de la presente invención es un panel que se puede obtener a partir de elementos y materiales que suelen estar disponibles en el mercado y resulte también competitivo desde un punto de vista meramente económico.
Este y otros objetivos, que se pondrán más claramente de manifiesto a continuación, se alcanzan mediante un aparato y un procedimiento para fabricar paneles antichoque, según la invención, tal como se establece en las reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
Estos y otros aspectos y ventajas se pondrán claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción de una forma de realización preferida, pero no exclusiva, de un aparato para fabricar paneles antichoque, según la invención, que se ilustra únicamente a título de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista en alzado de una sección transversal parcial esquemática del aparato según la invención;
La figura 2 es una vista en planta esquemática del conjunto extrusor de tornillo único;
La figura 3 es una vista en sección, tomada a lo largo de la línea III-III de la figura 2;
La figura 4 es una vista en sección, tomada a lo largo de la línea IV-IV de la figura 3;
La figura 5 es una vista en planta de conjunto extrusor de doble tornillo;
La figura 6 es una vista en sección, tomada a lo largo de la línea VI-VI de la figura 5;
La figura 7 es una vista en alzado del aparato para fabricar un panel compuesto;
La figura 8 es una vista en sección esquemática de un panel que se puede obtener según la invención.
Formas de poner en práctica la invención
Con referencia a las figuras, y en particular a la figura 1, el aparato para fabricar paneles antichoque comprende un depósito 1 para contener fibras vegetales o sintéticas largas, que preferentemente presentan una longitud comprendida entre, por ejemplo, 10 y 150 mm.
La fibra vegetal filamentosa larga (coco, yute, cáñamo, algodón, capoc, caña de azúcar, etc.) o fibra mineral sintética (fibra de vidrio, fibra de carbono y similares) o fibra mineral natural se puede incorporar en la mezcla en un porcentaje en peso, comprendido entre el 10 y el 45%.
En el fondo del depósito 1 existe una hoja rotativa 2 para transportar las fibras hacia una abertura lateral 3, en donde existe un conducto de transferencia vertical 4 en el que actúa un alimentador de tornillo 5, estando dicho alimentador adaptado para realizar una alimentación controlada de las fibras largas.
El conducto 4 se dirige a un conjunto extrusor generalmente designado por el número de referencia 10 en cuyo interior, con referencia a la figura 1, existe un alimentador de tornillo 11 o, de forma opcional, con referencia a la figura 5, un alimentador de doble tornillo 12 con unos tornillos contrarrotantes o corrotantes.
En el conjunto extrusor 10 está provista una entrada 15, corriente arriba de la zona de entrada del conducto 4, para la introducción de residuos y desechos de los paneles previamente fabricados, que se pueden alimentar por una tolva correspondiente.
Las fibras, junto con cualquier desecho, se someten a calentamiento por medio de un calentador 20 y existe también un orificio de desgasificación 21 que está adaptado para permitir que todos los gases generados salgan al exterior.
Hacia abajo del orificio de desgasificación libre 21 existe una zona para humectar la fibra con resina termoplástica, designada por el número de referencia 30. En esta zona, una mezcla de resina termoplástica, preferentemente una resina poliolefínica, en la práctica, humecta las fibras y cualquier desecho presente y comprende las fibras minerales o vegetales largas, que posiblemente presenten tamaños no uniformes y un contenido en humedad relativamente alto.
En la práctica, la fibra vegetal o mineral larga, alimentada mediante una dosificación forzada y controlada, es completamente humectada y recubierta con material termoplástico inyectado en el estado fundido bajo presión sobre una zona larga, controlada y equilibrada con una superficie de humectabilidad máxima, de tal modo que deja prácticamente intacta la estructura inicial filamentosa, que permanece esencialmente sin cambios, incluso después de la etapa de humectación que, en la práctica, realiza la mezcla; durante esta etapa, la zona afectada por el extrusor no está bajo presión y por lo tanto, los gases son evacuados a través del orificio de desgasificación libre 21.
Según se ilustra en las figuras 3 y 4, la zona de humectación 30 proporciona el transporte del material termoplástico poliolefínico en estado fundido, por medio de un extrusor 40 para el material plástico, que transporta dicho material plástico hacia un canal de entrada 41, que lo introduce en un canal de distribución 42 el cual, a su vez, distribuye el plástico fundido por medio de una pluralidad de canales anulares 43 que terminan con aberturas 44, las cuales rodean completamente la zona para el paso de las fibras alimentadas por el extrusor de tornillo único o doble.
La zona de humectación presenta una determinada longitud, de tal modo que, en la práctica, es posible introducir el material termoplástico en las fibras transportadas por el extrusor y distribuidas en una cantidad dosificada.
De este modo, se forma una mezcla integral en la que la fibra es humectada y cubierta completamente por el polímero termoplástico, manteniendo intacta la longitud de la fibra.
Ventajosamente, el proceso de humectación se produce en un entorno de presión relativamente baja, de tal modo que cualquier formación de gas es forzada a retroceder hacia el orificio de desgasificación libre 21, sin incorporarse a la mezcla formada.
La mezcla resultante pasa a través de una zona de desgasificación al vacío 50 que elimina totalmente cualquier residuo de gases y monómeros que pudieran estar todavía presentes.
La mezcla, en forma de un material pastoso, es a continuación extruída por medio de una tobera de extrusión 60, la cual coloca el material en una calandra, generalmente designada con el número de referencia 70. La calandra 70 es, ventajosamente, del tipo que presenta cuatro cilindros 71, recibe el material \hbox{pastoso} y blando que abandona la tobera de extrusión 60 y obtiene una capa 51 que presenta un espesor uniforme y regular.
Según una forma de realización diferente, es posible aplicar al panel resultante una capa de recubrimiento de material poliolefínico.
Para este objetivo, según se ilustra en la figura 7, existe una calandra 70' que está provista de un primer cilindro 80 y un segundo cilindro 81 para comprimir la masa fundida que forma el panel 51 y un tercer cilindro 82 para calibrar el panel, obteniendo así el espesor previsto.
Una capa de material poliolefínico 83 se aplica sobre el tercer rodillo o cilindro 82 por medio de un cabezal de extrusión 84 con la posterior calibración por medio del cuarto cilindro 85, permitiendo así obtener un panel que presente una superficie exterior blanda, lisa o estampada en relieve.
El panel obtenido, según se ilustra en la figura 8, es totalmente reciclable, puesto que las dos capas que lo componen, es decir, la capa 51 obtenida a partir de las fibras largas mezcladas con la resina termoplástica y la capa de recubrimiento 83, se obtienen ambas a partir de resinas poliolefínicas.
A partir de la descripción anterior, se pone claramente de manifiesto que la invención alcanza la finalidad y los objetivos previstos y, en particular, se resalta el hecho de que se proporcionan un procedimiento y un aparato que permiten obtener paneles antichoque, que pueden presentar características mecánicas de alto nivel y que permiten, además, el reciclaje completo.
La invención así concebida es susceptible de numerosas modificaciones y variantes, sin apartarse por ello del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Además, todos los detalles se pueden sustituir por otros elementos equivalentes desde el punto de vista técnico.
En la práctica, los materiales usados, así como las formas y dimensiones contingentes, pueden ser cualesquiera siempre que estén conformes con los requisitos.
Cuando las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación van seguidas por signos de referencia, dichos signos de referencia han sido incluidos con la única finalidad de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, por consiguiente, dichos signos de referencia no representan ningún efecto limitativo sobre la interpretación de cada elemento identificado, a título de ejemplo, por dichos signos de referencia.

Claims (17)

1. Aparato para fabricar paneles antichoque, que comprende: un conjunto extrusor (10) para formar y extruir una mezcla de fibras filamentosas largas y material termoplástico; un depósito (1) para alimentar fibras filamentosas largas, que está unido a una zona de alimentación de fibras de dicho conjunto extrusor (10); un extrusor (40) para el material termoplástico unido a una parte central de dicho conjunto extrusor (10), corriente abajo de la zona de alimentación de fibras, estando una tobera de extrusión (60) prevista en la salida de dicho conjunto extrusor (10), una zona de humectación (30), prevista en dicho conjunto extrusor (10) para unir dicho extrusor (40) para material termoplástico a dicho conjunto extrusor, comprendiendo dicha zona de humectación (30) un canal de entrada (41) para el material termoplástico, caracterizado porque un canal de distribución (42) está unido a dicho canal de entrada (41) y una pluralidad de canales anulares (43) unidos a dicho canal de distribución (42) y que terminan con unas aberturas (44) que rodean una zona de paso para el paso de las fibras para conseguir una humectación completa de dichas fibras filamentosas largas con el material termoplástico introducido en dicho canal de distribución (42) y distribuido a través de dicha pluralidad de canales anulares (43).
2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho depósito (1) está provisto, en su interior, de una hoja giratoria (2) para transportar las fibras hacia una abertura lateral (3) en la que está previsto un conducto de transferencia vertical (4), un alimentador (5) que actúa en dicho conducto, dirigiendo dicho conducto (4) hacia dicho conjunto extrusor (10).
3. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende, en dicho conjunto extrusor (10), corriente arriba de la zona para introducir dichas fibras filamentosas largas, una entrada (15) para introducir residuos y desechos de los paneles fabricados anteriormente.
4. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende, en dicho conjunto extrusor (10), corriente abajo de la zona para la unión de dicho conducto (4), un calentador (20) para controlar la humedad y la temperatura de dichas fibras.
5. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho conjunto extrusor (10) es del tipo de un solo tornillo.
6. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho conjunto extrusor (10) es del tipo de dos tornillos corrotantes o contrarrotantes (12).
7. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende, además, un orificio de desgasificación (21), siendo dicha zona de humectación (30) de dicho conjunto extrusor un entorno de baja presión y estando dicho orificio de desgasificación (21) dispuesto en dicho conjunto extrusor (10) corriente arriba con respecto a dicha zona de humectación (30) con el fin de permitir la evacuación de cualquier gas generado.
8. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está dotado de una calandra (70, 70') prevista para recibir la mezcla extruída a través de dicha tobera (60) para obtener una capa (51) de espesor uniforme.
9. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una zona de desgasificación por vacío (5) en dicho conjunto extrusor (10), corriente abajo de la zona de humectación (30) para la unión a dicho extrusor del material termoplástico (40).
10. Aparato según la reivindicación 8, caracterizado porque está provisto además de un cabezal (84) para extruir una capa de recubrimiento (83) realizada con material poliolefínico, presentando dicha calandra (70') un primer cilindro (80) y un segundo cilindro (81) para comprimir la mezcla fundida que proporciona dicha capa (51), y un tercer cilindro (82) para calibrar la capa (51) y un cuarto cilindro (85), estando adaptado dicho cabezal (84) para acoplar dicha capa a dicha capa de recubrimiento (83) antes de la inserción a través de dicho tercer cilindro (82) y un cuarto cilindro (85).
11. Procedimiento para la fabricación de paneles antichoque a partir de una mezcla de material termoplástico y fibras filamentosas largas, comprendiendo las etapas siguientes:
a)
proporcionar un aparato que comprende un conjunto extrusor (10) para formar y extruir una mezcla de fibras filamentosas largas y material termoplástico, que presenta una tobera de extrusión (60) situada en la salida, una zona de alimentación de fibras con un depósito de alimentación de fibras (1) que le está unido y una parte central situada corriente abajo de la zona de alimentación de fibras a la que está unido un extrusor (40) y una zona de humectación (30) a la que está unido dicho extrusor (40) para material termoplástico, estando dicha zona de humectación (30) provista de un canal de entrada (41) para el material termoplástico;
b)
transportar desde dicho depósito (1) a dicho conjunto extrusor (10) una cantidad dosificada de fibras que presentan una estructura filamentosa larga;
c)
transportar material termoplástico desde dicho extrusor (40) a través de dicha parte central;
d)
formar una mezcla de fibras filamentosas largas y material termoplástico; y
e)
extruir la mezcla a través de una tobera (60) del conjunto extrusor (10);
caracterizado porque dicho aparato comprende:
un canal de distribución (42) unido a dicho canal de entrada (41) y una pluralidad de canales anulares (43) unidos a dicho canal de distribución (42) y que termina en unas aberturas (44) que rodean una zona para el paso de las fibras del conjunto extrusor;
y entre las etapas c) y d), la etapa siguiente:
f)
humectar completamente dichas fibras, en dicha zona de humectación (30), introduciendo en dicho canal de distribución (42) y distribuyendo a través de una pluralidad de canales anulares (43) el material termoplástico fundido transportado por dicho extrusor (40) para obtener la mezcla de material termoplástico y fibras, con las fibras totalmente húmedas y manteniendo intacta la estructura filamentosa inicial de fibras largas.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque comprende una etapa de introducción de residuos o desechos procedentes de los paneles anteriormente fabricados en dicha cantidad dosificada de fibras medidas.
13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque comprende la etapa de calentar dichas fibras y dichos residuos o desechos, con el fin de controlar la humedad y la temperatura.
14. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque dicho material termoplástico es una resina poliolefínica.
15. Procedimiento según una o más de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque dicho material termoplástico se introduce sobre la superficie exterior de dichas fibras transportadas por dicho conjunto extrusor, con inclusión de las fibras en dicho material termoplástico.
16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque comprende, además, una etapa de calandrado para calandrar la mezcla extruída por dicho conjunto extrusor, para obtener un elemento en forma de lámina con un espesor constante.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque para la aplicación, sobre el elemento en forma de lámina que presenta un espesor constante, está prevista una capa de recubrimiento obtenida con un material que sea compatible con la resina termoplástica.
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