Elastomeri Termoplastici Poliuretanici (TPU)

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1 Elastomeri Termoplastici Poliuretanici (TPU) Elastollan tecnologie di trasformazione Informazioni tecniche

2 Sommario Informazioni generali Stoccaggio 4 Essiccamento 5 Colorazione 6 Additivi 6 Utilizzo del rigenerato 6 Post-trattamento 7 Igiene e sicurezza 8 Trattamento dei rifiuti 8 Stampaggio per iniezione Requisiti della pressa 9 Condizioni di stampaggio 10 Progettazione dello stampo 12 Ritiro 14 Sovrastampaggio di inserti 14 Metodi speciali di trasformazione 15 Guida all eliminazione dei difetti nello stampaggio 15 Estrusione Requisiti dell estrusore 16 Condizioni di estrusione 17 Concezione delle filiere 18 Raffreddamento e calibraggio 19 Tecniche di estrusione 20 Metodi speciali di trasformazione 22 Guida all eliminazione dei difetti nell estrusione 22 Procedure di finitura Saldatura 23 Incollaggio 23 Trattamento superficiale 23 2

3 Sommario Lavorazione con asportazione di truciolo Parametri di lavorazione 24 Foratura 24 Tornitura 25 Fresatura 25 Segatura 25 Rettificatura 25 Punzonatura 25 Sistemi qualità 26 Indice analitico 27 3

4 Informazioni generali Stoccaggio Elastollan è il marchio depositato dei nostri elastomeri poliuretanici termoplastici (TPU), che vengono usati nello stampaggio per iniezione, estrusione e soffiaggio. Per la trasformazione d Elastollan, bisogna rispettare i seguenti principi: L Elastollan viene consegnato incolore sotto la forma di granuli cubici, cilindrici oppure lenticolari. Elastollan secco è un materiale igroscopico, ovvero quando viene esposto all aria libera assorbe rapidamente umidità. L Elastollan a base polietere assorbe più umidità che l Elastollan a base poliestere. I diagrammi nelle fig. 1 e 2 rappresentano i valori di umidità assorbita. Si raccomanda di stoccare il materiale in un posto secco a temperatura ambiente. È consigliato portare il materiale stoccato in un posto fresco alla temperatura ambiente prima di aprire il fusto evitando cosi il fenomeno di condensa. Dopo ogni prelievo di materiale, richiudere con cura il fusto. Il granulo deve essere esposto il meno possibile all aria ambientale. È inoltre importante coprire la tramoggia di riempimento della macchina di trasformazione. Noi consigliamo di effettuare un essiccamento dopo ripetute aperture successive dello stesso fusto. Assorbimento di umidità TPU a base poliestere Durezza 80 Shore A 64 Shore D Umidità assorbita [%] 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 Fig. 1 0, Tempo [ore] 1 Clima caratteristico 40 C/92% umidità relativa 2 Clima caratteristico 23 C/50% umidità relativa Assorbimento di umidità TPU a base polietere Durezza 80 Shore A 64 Shore D Umidità assorbita [%] 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 Fig , Tempo [ore] 1 Clima caratteristico 40 C/92% umidità relativa 2 Clima caratteristico 23 C/50% umidità relativa

5 Informazioni generali Essiccamento Un granulo con un alto tasso di umidità provoca delle difficoltà di trasformazione e una peggiore qualità del pezzo finito. La formazione di schiuma sul materiale plastificato, oppure di bollicine gassose nel fuso, stanno ad indicare che il livello di umidità è troppo elevato. Per il processo d estrusione, le variazioni delle portate sono spesso le conseguenze di un essiccamento insufficiente. Per ottenere un ottima qualità sui pezzi stampati Elastollan, è necessario che il materiale (vergine o rigenerato) venga essiccato prima di essere trasformato. La percentuale di umidità nel granulato deve rimanere inferiore al 0,02%. Lo strato di granuli nei forni a circolazione d aria non deve superare 4 cm. Negli essicatori ad aria deumidificata, è possibile usare a pieno la capacità esistente. Dopo l essiccamento, stoccare immediatamente il granulato in contenitori secchi che possano essere accuratamente sigillati. Quando si usano coloranti e additivi, conviene assicurarsi che anche questi vengano essiccati. È consigliabile prima di eseguire l essiccamento, che il tutto venga pre-miscelato affinché l intero prodotto venga essiccato in egual misura. I forni a circolazione d aria, gli essiccatori a vuoto e gli essiccatori a aria deumidificata sono adatti a questo scopo. Per i parametri di essiccamento vedere la tab.1. Istruzioni per l essicamento Elastollan durezza Tempo Temperatura essicamento essiccamento Circolazione d aria Aria deumidificata Shore A ore C C Durezza superiore Shore A ore C C Tab. 1 Diagramma di essiccamento per Elastollan 0,40 0,35 Contenuto umidità [%] 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 Essiccatori aria deumidificata, 110 C Forno circolazione aria 110 C Forno circolazione aria, 90 C 0,05 Fig. 3 0, Tempo essiccamento [min] 5

6 Informazioni generali Colorazione Tutta la gamma dei nostri tipi di Elastollan possono essere colorati. I coloranti a base di TPU sono i più adatti a questo procedimento. Il 2% costituisce la proporzione normale per l addizione di coloranti, tuttavia un tipo di Elastollan già pre-caricato di additivi, come per esempio un ritardante alla fiamma, necessita di una percentuale maggiore per una migliore diffusione del colore. Non si deve escludere un rischio d incompatibilità se si usano coloranti non fabbricati su base Elastollan. Si constata una ripartizione insufficiente dei pigmenti, che provoca una pessima colorazione, e questo può portare a difetti sulle superfici e ad una qualità inferiore. Additivi Vari additivi possono essere utilizzati al fine di aumentare le proprietà dei materiali Elastollan. Si hanno a disposizione, sotto forma concentrata, i seguenti additivi Elastollan: Agenti antibloccanti Agenti distaccanti Agenti stabilizzanti UV Utilizzo del rigenerato A seconda della qualità richiesta sul pezzo finito, si può aggiungere fino al 30% di rigenerato al materiale vergine. Il tipo di materiale e la durezza shore del rigenerato deve corrispondere al materiale vergine Elastollan utilizzato e sopratutto deve essere privo di contaminazione. Il rigenerato, se à possibile, deve essere incorporato secco, frantumato e senza strato intermediario nel processo di trasformazione. Una materia inquinata o che ha subito danni termici non può essere ritrasformata. Ripetute trasformazioni del rigenerato nuociono alla qualità del pezzo finito. Le norme di qualità precise, che si basano su specifiche, escludono la sua utilizzazione. 6

7 Informazioni generali Post-trattamento Le buone prestazioni meccaniche dei pezzi d Elastollan si ottengono dopo uno stoccaggio di alcune settimane a temperatura ambiente. Per ottenere le migliori proprietà funzionali sui particolari finiti in breve tempo è necessario eseguire un trattamento di ricottura. Questo trattamento col calore si può effettuare in un forno ad aria circolante. I pezzi con stabilità dimensionale ridotta devono essere inseriti durante il riscaldamento, in modo tale da evitare la deformazione. I pezzi estrusi vengono trattati soltanto in casi particolari. Ricottura: Tempo e temperatura consigliati: 20 ore a 100 C La tab. 2 mostra i valori tipici del Elastollan temperato rapportato a quello non temperato. Effetto della tempera sulle Elastollan proprietà Propietà Unità di DIN Tem- Non tem- Non tem- Non temfisiche misura perato perato perato perato 20 h 20 h 7 d 35 d 100 C 23 C 23 C 23 C Elastollan C 90 A 55 Durezza Shore A Resistenza alla rottura MPa Allungamento % Resistenza allo strappo N/mm Abrasione mm Cedimento permanente a compressione a 70 C % Elastollan C 1190 A 55 Durezza Shore A Resistenza alla rottura MPa Allungamento % Resistenza allo strappo N/mm Abrasione mm Cedimento permanente a compressione a 70 C % Tab. 2 7

8 Informazioni generali Igiene e sicurezza L Elastollan può essere manipolato e trasformato, a seconda del suo tipo, a temperature diverse. Come per tutte le materie organiche naturali o sintetiche, ci si può aspettare una decomposizione oltre certe temperature. Il grado di decomposizione dipende nello stesso tempo dalla temperatura e dal tipo di materiale utilizzato. Generalmente la decomposizione comincia a circa 230 C. I vapori formati in queste condizioni possono causare fastidi sul posto di lavoro, particolarmente quando la fusione dell elastomero si fa all aria libera. Per questa ragione si consiglia uno spolveramento accurato, soprattutto nella zona di uscita. Trattamento dei rifiuti Grazie alla natura dell Elastollan, non c è da temere un inquinamento dell ambiente. Il rifiuti possono essere stoccati in una discarica comunale oppure essere trattati in una centrale di incenerimento. Ovviamente conviene rispettare le direttive locali concernenti il trattamento dei rifiuti. Per ulteriori informazioni consultare le nostre schede di sicurezza (safety data sheet). 8

9 Stampaggio per iniezione Requisiti della pressa Per trasformare l Elastollan sono adatte le presse ad iniezione equipaggiate di plastificatore (vite) a tre zone. A causa della sensibilità a frizione del materiale, i plastificatori con zona di compressione corta, sono sconsigliati. In fig. 4 è illustrato il tipo di vite raccomandato per lo stampaggio ad elevata produttività dell Elastollan. Il rapporto di compressione deve essere compreso tra 1:2 e 1:3. Nella fig. 5 sono rappresentate le profondità dei filetti raccomandate. Per lo stampaggio dell Elastollan è necessario impiegare puntali con valvola anti-ritorno ad anello, per assicurare una pressione constante nell impronta ed un peso uniforme da stampata a stampata. Gli ugelli aperti e quelli a chiusura sono raccomandati per lo stampaggio; le pareti interne devono essere lisce e senza irregolarità in cui potrebbero ristagnare residui di materiale. È di essenziale importanza l eliminazione di tutti i possibili punti di ristagno in diverse zone quali: Le superfici di accoppiamento tra adattatore e cilindro e tra adattatore e ugello. L accoppiamento del gruppo perno, valvola, distanziale e dello stesso con il plastificatore. Configurazione vite a tre zone D Zona di omogeneizzazione 0,25 L Zona di compressione 0,35 L Zona di alimentazione 0,40 L Fig. 4 L = D Relazione: Diametro vite profondità filetto (zona di alimentazione) 14 Profondità filetto (zona di alimentazione ) [mm] Fig. 5 Diametro vite [mm] 9

10 Stampaggio per iniezione Condizioni di stampaggio Per assicurare un alta qualità sui pezzi stampati senza alcun problema di trasformazione e consistenza è necessario che le temperature predisposte sul cilindro abbiano un controllo preciso e costante. Le zone del cilindro devono essere dotate di sistemi indipendenti di regolazione della temperatura, cosi come la temperatura dell ugello deve potersi regolare in modo indipendente. Tra la zona di alimentazione e la zona di omogeneizzazione, la temperatura deve essere incrementata di circa C. La temperatura dell ugello deve essere regolata in modo tale da impedire la solidificazione o il gocciolamento del materiale. Valori indicativi temperature del cilindro in C Durezza Shore Temperatura zona Temperatura dell ugello di riscaldamento 60 A 80 A A 95 A A 74 D Tab. 3 Valori indicativi temperatura del fuso in C Elastollan durezza 60 Shore 80 Shore A Elastollan durezza 85 Shore 95 Shore A Elastollan durezza 98 Shore 74 Shore D Tab. 4 Relazione: Velocità rotazione vite diametro vite La tab. 3 indica le temperature raccomandate del cilindro a seconda delle diverse durezze. È consigliato verificare la temperatura del fuso direttamente sull elastomero fuso a mezzo di un pirometro ad ago; le rilevazioni dovranno essere effettuate periodicamente durante la produzione affinché la temperatura del fuso resti entro i limiti raccomandati (tab. 4). La temperatura del fuso e la sua uniformità sono determinate da un corretto funzionamento delle temperature predisposte sul cilindro di plastificazione. L Elastollan è sensibile alle sollecitazioni tangenziali, pertanto una velocità troppo elevata di rotazione della vite può danneggiare le proprietà del prodotto. Dal grafico della fig. 6 si può ricavare il numero di giri massimo della vite (rpm) in funzione del diametro e della sua velocità periferica. Quando il ciclo è interrotto per un lungo periodo di tempo, il materiale rimasto nel cilindro è termicamente danneggiato. È pertanto necessario prima di iniziare la produzione spurgare il materiale dal cilindro. Velocità rotazione vite [rpm] Fig Velocità periferica max. 0,2 m/s Diametro vite [mm] 10

11 Stampaggio per iniezione Condizioni di stampaggio Per trasformare l Elastollan, bisogna tenere conto dei seguenti parametri della pressa (fig. 7): Pressione di iniezione e pressione di mantenimento Questi fattori condizionano notevolmente la qualità dei pezzi stampati. Per ottenere pezzi che presentano caratteristiche ottimali di aspetto superficiale, proprietà meccaniche, stabilità dimensionale e assenza di deformazioni di stampaggio, è essenziale che la pressione di mantenimento sia sufficiente e che risulti applicata per il tempo necessario a permettere una buona velocità di cristallizazione a pressione costante, in quanto una pressione di mantenimento troppo bassa pregiudicherebbe le succitate caratteristiche. Una pressione d iniezione troppo elevata provocherebbe delle elevate tensioni all interno dei pezzi stampati e renderebbe l estrazione difficile. Contropressione Questo parametro permette l omogeneizzazione dell elastomero fuso migliorando notevolmente la sua uniformità. Si raccomanda di utilizzare una contropressione non troppo elevata a causa della sensibilità del materiale a sollecitazioni tangenziali. Velocità iniezione Una corretta velocità di iniezione dipende dalle dimensioni del punto di iniezione, dalla geometria del pezzo finito e dalla fluidità del fuso. Essa deve essere mantenuta più bassa possibile. Configurazione della pressione interna durante lo stampaggio Pressione [p] Fig. 7 p s p n p s Pressione iniezione bar p n Pressione mantenimento bar p st Contropressione 5 20 bar Velocità iniezione: La più bassa possibile in funzione del punto d iniezione, dello spessore e della viscosità del materiale p st Tempo [t] Tempo ciclo in funzione dello spessore Tempo [s] Fig Shore A 85 Shore A 64 Shore D Spessore [mm] Una tipica rappresentazione del ciclo dell Elastollan è illustrata nel diagramma in fig. 7. Tempo ciclo Il tempo ciclo dipende dal processo di cristallizzazione e dall estrazione. Il tempo di estrazione è determinato principalmente dalla temperatura dello stampo, dallo spessore del pezzo e dalla durezza del materiale. In fig. 8 è rappresentato il tempo ciclo in funzione dello spessore per tipi di Elastollan con differenti durezze Shore. 11

12 Stampaggio per iniezione Progettazione dello stampo Materiali per la costruzione degli stampi Gli stampi più comunemente utilizzati nello stampaggio ad iniezione, sia quelli in acciaio che in lega di acciaio, sono idonei allo stampaggio di Elastollan. Alcuni stampi costruiti in metallo non ferroso, preferibilmente in leghe di alluminio, meno costose, sono utilizzati senza problemi in particolare nell industria della calzatura. Carota (materozza) Il diametro massimo della carota non deve superare lo spessore massimo del pezzo stampato. Il diametro del foro di entrata della carota deve essere come minimo di 0,5 mm superiore al diametro del foro di uscita dell ugello della pressa. Il punto di iniezione deve essere localizzato nella zona dello spessore massimo. La carota deve essere più corta possibile; deve avere una superficie perfettamente levigata e deve raccordarsi ai canali con superfici raggiate senza discontinuità. La conicità della carota deve essere come minimo 6. Il tira-materozza deve essere progettato con cura per evitare che la carota resti appiccicata durante l estrazione. Canali Le proprietà del fuso dell Elastollan richiede canali di larghe dimensioni in modo da evitare zone di frizione locale e si ottiene una pressione uniforme per il riempimento di ogni cavità. Un canale di alimentazione a sezione circolare è senz altro il migliore, viste le caratteristiche dell Elastollan. Sistema di canali Fig. 9 Fig. 10 Se vengono utilizzati canali caldi è preferibile adottare i sistemi di riscaldamento esterno allo stesso tempo sono sconsigliati i sistemi di riscaldamento interni. Uno stampo a multi-cavità necessita di un sistema a canali bilanciato. Punti d iniezione Per quanto riguarda la trasformazione dell Elastollan bisogna prevedere dei punti di iniezione di sezione molto larga affinché la pressione di mantenimento sia sufficiente e per evitare diffetti superficiali. Tipi canali in sezione Rettan- Mezza Trapezoi- Trapezoi- Circolare golare luna dale dalecircolare Sconsigliato Accettabile Ottimo Fig

13 Stampaggio per iniezione Progettazione dello stampo Le carote che vengono di solito usate hanno la forma di coni, di diaframmi, di anelli, oppure di film. I piccoli pezzi vengono iniettati col sistema di iniezione a spillo. Le iniezioni sottomarine sono sconsigliate vista l alta elasticitá e la possibile degradazione del materiale. I tipi di Elastollan morbido sono particolarmente propensi al problema con questo tipo di iniezione. Sfoghi d aria Durante l iniezione l aria presente nelle cavità dello stampo deve poter uscire facilmente attraverso uscite predisposte per evitare bruciature del materiale a causa dell aria compressa (fenomeno motore Diesel). I canali di uscita per l aria vanno predisposti sulla superficie di separazione dello stampo o sugli estrattori con una profondità di 0,02/0,05 mm. Superficie dello stampo Per un buon distacco del materiale nello stampaggio dell Elastollan specialmente con i tipi più morbidi, è necessario che gli stampi abbiano una superficie sabbiata di almeno μ. Le superfici pulite e cromate non sono molto adatte con i materiali morbidi in quanto provocano spesso dei fenomeni di aderenza al momento del distacco. Estrazione La grande flessibilità di Elastollan nei tipi morbidi permette estrazioni facili anche di pezzi con sottosquadra. Un breve allungamento inferiore al 5% non provoca alcuna deformazione permanente. Per facilitare l estrazione dei pezzi stampati in Elastollan, suggeriamo estrattori 2 a 3 volte più grandi di quelli normalmente usati per termoplastici rigidi. Per evitare sottovuoti, gli estrattori deveno avere canali di ventilazione. Tipi di iniezione consigliati per Elastollan A diaframma Fig. 12 A film Fig. 13 A cono Fig. 14 Controllo temperatura dello stampo Per l ottenimento di pezzi di buona qualità la temperatura dello stampo deve essere regolata perfettamente; in effetti, essa incide sull aspetto della superficie, il ritiro e la deformazione. Le temperature dello stampo dipendono dal tipo di Elastollan e dal tipo di stampaggio, queste possono variare da 15 a 70 C. Si può evitare la deformazione dei pezzi stampati, con una regolazione indipendente e differente delle due metà dello stampo. 13

14 Stampaggio per iniezione Ritiro Il ritiro di stampaggio dell Elastollan dipende dai seguenti parametri: Geometria pezzo stampato Spessore del pezzo Punto di iniezione Condizioni di stampaggio, in particolare la temperatura del fuso, la pressione iniezione e di mantenimento, temperatura dello stampo. Il ritiro totale è il risultato del ritiro di stampaggio e del post-ritiro il quale non accade solamente durante il riscaldamento ma anche da uno stoccaggio prolungato dei pezzi. L effetto coniugato di tutti questi fattori rende difficile da determinare il ritiro. La fig. 15 mostra il ritiro totale dei tipi di Elastollan non rinforzati in relazione allo spessore e alla durezza Shore. I tipi di Elastollan rinforzati con fibra di vetro, dipendono dal contenuto della fibra di vetro e determinano un ritiro più basso nella direzione del flusso (da 0,05 a 0,20%) che nella direzione trasversale (da 0,1 a 0,5%) ad esso. Ritiro in funzione dello spessore 2,5 2,0 Durezza 70 Shore A Durezza 95 Shore A Durezza 74 Shore D Ritiro [%] 1,5 1,0 0,5 Fig Spessore [mm] Sovrastampaggio di inserti Nello stampo possono essere inseriti degli inserti che sono sovrastampati ad iniezione senza difficoltà. Per questo tipo di processo sono consigliati i tipi di Elastollan privi di lubrificanti. Si può migliorare l aggancio di questi inserti con degli agenti adesivi. È di aiuto riscaldare gli inserti. Gli inserti metallici non devono essere ricoperti da grassi e devono offrire la possibilità di un aggancio meccanico tramite buchi, sottosquadra, scanalature zigrinate o dentellature. 14

15 Stampaggio per iniezione Metodi speciali di trasformazione I seguenti metodi sono consigliati per combinare altri materiali termoplastici con l Elastollan: Stampaggio ad iniezione a più componenti Questa tecnologia viene adottata per la produzione di parti con una diversa struttura. Lo stampaggio dell Elastollan e dei materiali plastici compatibili su presse multicomponenti (con due o più unità iniezione), crea una buona adesione senza usare additivi e ancoraggi meccanici. I materiali a base di poliolefine sono incompatibili con l Elastollan. Stampaggio a sandwich (sequenziale) Questo è uno speciale metodo di stampaggio di multicomponenti, dove il componente centrale è combinato con un diverso materiale plastico come strato esterno. Oltre alla combinazione di diversi termoplastici è possibile utilizzare un rigenerato come materiale centrale e del vergine come strato esterno. Stampaggio assistito da gas In questa tecnologia si impiega al posto del secondo materiale nello stampaggio a due componenti un gas inerte, per lo più azoto. Dopo un parziale riempimento dello stampo questo gas viene iniettato attraverso l ugello della pressa con una pressione sino a 300 bar; il gas sposta il fuso alla parete dello stampo. Con questa tecnologia si possono produrre pezzi stampati ad iniezione con diversi spessori della parete, con risparmio di materiale plastico e tempi di raffreddamento ridotti. Difetti nello stampaggio Guida all eliminazione dei difetti nello stampaggio Tempe- Tempe- Velocità Tempo e Contro- Cuscino Pressione Tempo Sfoghi Conte- Materiale Dimen- Lubri- Tempo ratura ratura iniezione pressione pressione del fuso di di d aria nuto di conta- sione ficante di sosta del fuso dello manteni- chiusura raffredda- umidità minato punto di stampo mento stampo mento iniezione Contaminazione Bolle nei pezzi Bruciature Deformazioni/ ritiri stampaggio Linee di flusso Superfici lucide/ opache dei pezzi Formazione di bave Riempimento incompleto Risucchi sui pezzi Striature Estrazione Materiale degradato Aumentare per risolvere il problema Diminuire per risolvere il problema Aumentare o diminuire per risolvere il problema Tab. 5 15

16 Estrusione Requisiti dell estrusore Configurazione vite a tre zone D Fig. 16 Zona di scarico 0,3 L Zona di compressione 0,4 L L = D Zona di alimentazione 0,3 L Si consiglia per la trasformazione dell Elastollan, di usare estrusori monovite con un rapporto di compressione che può andare da 1:2 a 1:3, preferibilmente con un rapporto medio di 1:2,5. La nostra esperienza ha dimostrato che le viti a tre zone, con un rapporto L/D da 25 a 30, sono le più efficienti. Le viti a tre zone hanno un passo costante di 1D. Il gioco tra la vite e il cilindro deve essere compresso tra 0,1 e 0,2 mm. Nella trasformazione dell Elastollan le viti con parecchi filetti, es. viti a barriera (sottosquadra 1,2 mm) hanno dimostrato la loro potenzialità. Al contrario le viti corte con un rapporto di compressione alto sono sconsigliate. I cilindri aventi una zona d alimentazione con scanalature si sono imposti nella pratica, perchè offrono i vantaggi seguenti: una alimentazione costante un miglioramento della pressione un aumento della portata. Utilizzando zone di alimentazione scanalate è necessario raffreddarle. È anche consigliabile usare delle viti con miscelatore per migliorare l omogeneità del materiale. Questi miscelatori devono essere progettati adeguatamente in modo da evitare un degradamento del materiale per frizione. Relazione: Diametro vite profondità filetto (zona di alimentazione) 14 Profondità filetto (zona di alimentazione) [mm] Fig Diametro vite [mm] 16

17 Estrusione Requisiti dell estrusore Si consiglia l utilizzo di dischi forati e di pacchetti di filtri. Ottimi risultati sono stati ottenuti dalla combinazione di due filtri da 400 mesh/cm 2 come protezione e sostegno dei dischi e due filtri fini da 900 mesh/cm 2. L applicazione di filtri fini si rende necessaria per certe applicazioni (per esempio: nella fabbricazione di film sottili). I dischi devono avere fori da 1,5 a 5 mm, in fuzione del diametro della vite e della filiera. Per estrudere il poliuretano termoplastico, bisogna avere una propulsione della vite con potenza molto più elevata che in altri termoplastici. La potenza della macchina deve essere compressa tra 0,3 e 1 kwh/kg di rendimento in funzione del disegno della vite. Le pompe di fusione hanno mostrato un buon funzionamento con flussi di fusione continui. Condizioni di estrusione Temperatura La tab. 6 indica le temperature raccomandate nel processo di estrusione a seconda dei tipi di Elastollan con diverse durezze: Numero di giri della vite Essendo i poliuretani termoplastici sensibili alla frizione, un numero di giri troppo elevato rischia di danneggiare le proprietà del prodotto. Nella fig. 18 si può ricavare il numero di giri massimo della vite (rpm) in funzione del diametro e della sua velocità periferica. Valori indicativi temperatura di estrusione in C Shore Zona di riscaldamento durezza Cilindro Adattatore Testa Filiera A A A Tab. 6 Relazione: Velocità rotazione vite diametro vite 100 Velocità rotazione vite [rpm] Velocità periferica max. 0,15 m/s 20 Fig Diametro vite [mm] 17

18 Estrusione Condizioni di estrusione Pressione della massa La pressione della massa dipende dal disegno della testa, dall apertura della filiera e dalla temperatura della massa. Normalmente la pressione massima nell adattatore è di 300 bar, tuttavia si può eventualmente elevare fino a 1000 bar alla partenza. Per una garanzia di sicurezza, si consiglia alla partenza di variare la forza sulla velocità della vite, riducendo il volume di materiale nella bocca di alimentazione e il numero di giri della vite. Pulizia dell unità di estrusione Quando si cambia tipo di Elastollan oppure dopo parecchi giorni continuativi di produzione, si consiglia di pulire l unità di estrusione. Per questo processo sono consigliati polipropilene o polietilene ad alta densità il quale devono essere trasformati a temperature elevate. Inoltre si rende necessario qualche volta l utilizzo di una pasta per la pulizia. Concezione delle filiere Per garantire un flusso regolare del materiale, è importante lavorare con delle sezioni strette e senza zone morte. Allo stesso modo è assicurata la pulizia automatica della filiera. L esperienza acquisita nella concezione delle filiere per l estrusione di altri termoplastici serve anche per l estrusione di Elastollan. Nella fig. 19 sono rappresentati esempi correnti di filiere usate per l estrusione: Filiera per ricopertura dei filli e cavi Filiera a pressione Filiera a tubo Fig

19 Estrusione Concezione delle filiere Per l estrusione dei tubi e dei profilati, le filiere devono essere attrezzate di una zona speciale, che eviterà la frizione e garantirà una uscita del materiale più regolare. La lunghezza di questa zona (parte piana) deve essere di due o quattro volte il diametro della filiera. Filiera per l estrusione di tubi Boccola Corpo Porta Torpedo entrata torpedo Perno Porta filiera Filiera Fig. 20 Disco forato Raffreddamento e calibraggio Premesso che i pezzi estrusi in poliuretano hanno una stabilità dimensionale relativamente bassa, bisogna prevedere un buon raffreddamento e la vasca di raffreddamento deve essere vicinissima alla filiera. Per il raffreddamento si utilizza acqua alla temperatura più bassa possibile. È possibile attrezzarsi di bagni d acqua oppure di vasche con spruzzatori d acqua fredda. Le vasche di raffreddamento per i tipi di Elastollan sono più lunghe di quelle per altri termoplastici; la loro lunghezza dipende in effetti dalla durezza, dallo spessore, dalla geometria e dalla velocità d estrusione del profilato. A causa dell alto coefficiente di frizione dell Elastollan confrontato con i termoplastici usuali, il calibraggio non è possibile. Il dispositivo di calibraggio come il calibraggio con dischi rappresentato in fig. 21 ha dimostrato la sua utilità come supporto del materiale estruso. È essenziale provvedere alla lubrificazione con una pellicola d acqua tra la superfice del pezzo estruso e il dispositivo di calibraggio. L umidificazione del profilato estruso si fà prima del passaggio nella filiera anulare che si trova all entrata della vasca. Nella fig. 22 è rappresentato un layout per l estrusione di tubi in Elastollan. Fig

20 Estrusione Raffreddamento e calibraggio Vasca di raffreddamento per l estrusione di tubi Vasca di raffredamento Vasca sotto vuoto Calibraggio Pompa dell acqua Scambiatore di calore Pompa per vuoto Fig. 22 Tecniche di estrusione Tubi e profilati L estrusione di tubi e profilati si fà di solito in forma orizzontale. I tubi e manicotti di piccolo spessore, per contro, si estrudono verticalmente per la maggior parte, e vengono rivoltati durante il raffreddamento. Per evitare la caduta dei tubi, è necessaria una proiezione d aria. Rivestimenti Il rivestimento di cavi, di tubi ecc. si fa normalmente tramite una testa trasversale attrezzata di filiera a pressione oppure a tubo (fig. 23). Il prodotto da rivestire deve essere secco ed esente di ogni grasso, per evitare la formazione di bollicine dopo l estrusione e garantire una buona tenuta ulteriore. Si raccomanda l uso del sotto vuoto per mantenere le quote nelle parti con sottosquadra. Le ruote di guida nella vasca di raffreddamento devono essere adatte alla forma dei profilati. Vista in sezione di una testa trasversale Boccola guida (entrata cavo) Corpo Torpedo Filiera Fig. 23 Disco forato Boccola entrata Porta filiera Perno 20

21 Estrusione Tecniche di estrusione Foglia-pellicola (film) Speciali tipi di Elastollan si prestano alla fabbricazione di fogli soffiati. La fig. 24 rappresenta lo schema di una testa per il soffiaggio di film. Vista in sezione di una testa per il soffiaggio di film Filiera Perno Dispositivo di guida Estrusione-soffiaggio di corpi cavi È possibile produrre corpi cavi con speciali tipi di Elastollan utilizzando le macchine di soffiaggio abitualmente in uso. Per una migliore estrazione, si consiglia l uso di stampi a superficie rugosa (circa 35 μ). Per compensare l allungamento del tubo preformato, bisognerà regolare lo spessore. La fig. 26 rappresenta una testa di soffiaggio con torpedo usata per il soffiaggio. Vista in sezione di una testa di soffiaggio con torpedo Perno di torsione Porta filiera Unità di estrusione Torpedo Porta filiera Fig. 24 Propulsione Fogli con spessore più grande possono essere prodotti usando delle filiere a testa piana (fig. 25) che presentano labbra regolabili; per questa trasformazione sono adatti i normali tipi di Elastollan per estrusione. Vista in sezione di filiera a testa piana Fig. 26 Perno Filiera Tubo preformato Fig

22 Estrusione Metodi speciali di trasformazione I seguenti metodi speciali sono indicati per materiali Elastollan: Coestrusione Permette di realizzare la combinazione di proprietà di termoplastici diversi in un unica operazione. Per ovvie ragioni i materiali devono essere compatibili. La compatibilità può variare in caso di Elastollan a base etere o a base estere. Estrusione di termoplastici schiumati per avere riduzioni di peso e per ottenere speciali proprietà. Sono utilizzabili 2 metodi: Espansione chimica della mescola aggiungendo agenti espandenti con estrusori convenzionali: è raggiungibile una densità della schiuma tra 0,4 e 1,0g/cm. Espansione fisica della mescola attraverso l iniezione di gas nell estruso. La struttura della schiuma è controllata da un agente enucleante. Difetti nell estrusione Guida all eliminazione dei difetti nell estrusione Tempera- Tempera- Pressione Numero Lunghezza Omo- Contenuto Materiale Raffredda- Lubritura della tura della giri vite/ parte geneizza- di conta- mento ficante massa/ della massa portata piana zione umidità minato zona di cilindro filiera alimentazione Pulsazione Superficie rugosa Superficie con striature Bolle o risucchi sui pezzi Linee di flusso/reticolo del supporto torpedo Eccessivo bloccaggio Materiale non fuso Variazioni dimensionali Insufficiente stabilità dimensionale Rottura della massa Materiale degradato Aumentare per risolvere il problema Diminuire per risolvere il problema Aumentare o diminuire per risolvere il problema Tab. 7 22

23 Procedure di finitura Saldatura I seguenti processi di saldatura sono consigliati per fissare tra di loro manufatti stampati o semilavorati in Elastollan: I particolari stampati sono collegati con saldature ad attrezzo caldo, ad ultrasuoni, ad attrito o ad alta frequenza. Semilavorati e profilati vengono lavorati con i seguenti processi: saldature ad attrezzo caldo o ad attrito; ma si può anche usare saldature a gas caldo. Elementi decisivi nella determinazione della resistenza della saldatura sono: la temperatura inferiore a quella di fusione che permette di avere un Elastollan sufficientemente fluido e la pressione che genera il flusso della mescola e sigilla le due parti. Anche la pressione garantisce stabilità alla saldatura nel corso dell operazione. Per ogni lavoro di saldatura, bisogna sorvegliare la buona aspirazione dei gas (vedere a pagina 8: Igiene e sicurezza). Per i film, ottimi risultati sono ottenuti con saldature a contatto termico-attrezzocaldo, saldature ad impulso termico o saldature ad alta frequenza. Incollaggio Per facilitare l incollaggio è consigliabile utilizzare tipi di Elastollan privi di lubrificanti. L incollaggio di particolari finiti in Elastollan tra di loro, viene effettuato con collanti a base di poliuretano. Per l incollaggio con metalli o altri materiali duri vengono utilizzati collanti sulla base di resine epossidiche. I prodotti appropriati si trovano facilmente nella gamma delle colle industriale. Seguire le solite preparazioni prima dell incollatura. Trattamento superficiale La stampigliatura e la verniciatura sono possibili sui tipi d Elastollan non lubrificati. Anche i sistemi appropriati per questo trattamento si trovano facilmente nell industria. 23

24 Lavorazione con asportazione di truciolo Parametri di lavorazione A causa della eccezionale resilienza e resistenza allo strappo dell Elastollan, la lavorazione a macchina può presentare alcune difficoltà; questo dipende dalla durezza del materiale da lavorare. Tutti gli utensili che vengono utilizzati nella lavorazione dell Elastollan devono essere accuratamente affilati. Durante la lavorazione dell Elastollan bisogna evitare la formazione di calore. Per questa ragione occorre provvedere al raffreddamento della zona lavorata con aria compressa o emulsione. La tabella qui di seguito (tab. 8) riporta i valori indicativi per la lavorazione a macchina dell Elastollan: Parametri per la lavorazione a macchina dell Elastollan Tornitura Fresatura Foratura Rettificatura Angolo libero [ ] 6 15 ~ / Angolo di lavorazione Á fino a / Angolo di regolazione x [ ] / / / Angolo di punta [ ] / / 80 / Velocità di taglio m/s Velocità di 0,1 0, ,01 0,04 max. 2 / 3 laravvanzamento mm/u mm/min. mm/u ghezza mola a rotazione Profondità di lavorazione a [mm] fino a / 0,1 3 Raggio r [mm] ~ 0,5 / / / Utensili HSS, SS, HSS, SS, HM HM Foratura: Fioretto forato punta elicoidale punta a lama Rettificatura: Mola a struttura aperta e poco dura, di qualità molto porosa (granulometria 60 80) Tab. 8 Foratura Il foro si rivela generalmente più piccolo del diametro nominale della punta da trapano. La riduzione del diametro è del 4 5% per durezze fino a 80 Shore A. Di regola i fioretti forati eseguono fori con una buona precisione dimensionale. Controllare durante la foratura che ci sia un buon raffreddamento e sollevare frequentemente la punta da trapano. 24

25 Lavorazione con asportazione di truciolo Tornitura Gli utensili usati per la tornitura devono avere una lama con un piccolo diametro, come per i metalli, questo per ridurre la forza di taglio e il riscaldamento. Fresatura La fresatura dell Elastollan può essere effettuata utilizzando le normali fresatrici universali o fresatrici a taglio manuale. Se si utilizzano frese a denti riportati, occorre che i denti siano poco numerosi in modo da garantire una buona formazione del truciolo. Segatura La lama della sega deve avere una dentatura fine con una lunga portata. Rettificatura Tutti i tipi di Elastollan possono essere rettificati. La mola non deve essere troppo larga, in modo da evitare un surriscaldamento nella zona di rettificatura. Il raffreddamento è consigliato al fine di permettere una più alta velocità di rettifica. Punzonatura La forma della superficie punzonata dipende dalla durezza del materiale. La fig. 27 rappresenta il risultato di una punzonatura con un tipo di Elastollan morbido e uno duro. Risultato punzonatura Morbido Duro Fig

26 Sistemi qualità Linee guida per la garanzia della Qualità L elemento essenziale della Gestione della Qualità è l orientamento al cliente, allo sviluppo dei processi e ai collaboratori. Le richieste dei clienti vengono regolarmente raccolte e accettate allo scopo di migliorare la soddisfazione del cliente. Con i responsabili di ogni unità funzionale si concordano obiettivi di Qualità di cui si segue costantemente il processo di realizzazione. Gli obiettivi, i metodi e i risultati della Gestione della Qualità vengono costantemente comunicati per promuovere la consapevolezza e la cooperazione di tutti i collaboratori al processo di miglioramento continuo della Qualità. Grazie alla Garanzia della Qualità si attua il principio di prevenire gli errori, anziché di correggerli in seguito. Le disposizioni di carattere organizzativo e personale devono essere orientate in modo tale da assicurare il raggiungimento degli obiettivi di Qualità. Sistemi di gestione / certificati La soddisfazione del cliente è la base per ottenere un successo commerciale duraturo. Pertanto ci poniamo l obiettivo di soddisfare le aspettative attuali e future dei clienti rispetto ai nostri prodotti e servizi. Per poter raggiungere questo obiettivo in modo affidabile BASF Polyurethanes Europe ha introdotto già da alcuni anni un sistema di Gestione della Qualità che coinvolge tutti i reparti dell azienda. Ogni processo aziendale viene regolarmente valutato sulla base di indicatori di prestazione e migliorato di conseguenza. L obiettivo è il raggiungimento di un livello di efficienza ottimale e di un perfetto coordinamento di tutte le attività e operazioni. Ad ogni collaboratore viene richiesto di contribuire con le sue capacità ed idee ad assicurare e migliorare continuamente la Qualità sul posto di lavoro. Il nostro sistema integrato di Gestione della Qualità e dell Ambiente è basato sugli standard delle seguenti norme: DIN EN ISO 9001 ISO/TS (con sviluppo prodotto) DIN EN ISO (sistema di gestione ambientale) 26

27 Indice analitico A Additivi 5, 6 Agenti antibloccanti 6 distaccanti 6 stabilizzanti UV 6 Alimentazione estrusione zona di 16 iniezione zona di 9 C Calibraggio 19, 20 Canale caldo 12 di alimentazione 12 Carota 12 tipi di 13 Coestrusione 22 Colorazione 6 Compressione estrusione rapporto di 16 estrusione zona di 16 iniezione rapporto di 9 iniezione zona di 9 Contropressione 11 D Decomposizione 8 E Essicatori 5 Essiccamento parametri 5 Estrazione 11, 13 Estrusione 16, 17, 18, 19, 20, 21 condizioni di 17, 18 guida difetti 22 metodi speciali di 22 termoplastici schiumati 22 Estrusore requisiti del 16 F Filiere 17, 18, 19, 20 Foglia 21 Foratura 24 Forno a circolazione aria 5 Fresatura 25 I Igiene e sicurezza 8 Igroscopico 4 Incollaggio 23 Iniezione pressione di 11 punto di 11, 12 velocità di 11 L Lavorazione con asportazione di trucioli 24, 25 M Mantenimento pressione di 11 tempo di 11 Massa pressione della 18 O Omogeneizzazione zona di 9 P Pellicola 21 Pirometro 10 Post trattamento 7 Procedure di finitura 23 Profilati 20 Punzonatura 25 Q Qualità sistemi di 26 R Raffreddamento 19, 20 Rettificatura 25 Ricottura 7 Rifiuti trattamento dei 8 Rigenerato utilizzo del 6 Ritiro 14 Rivestimenti 20 S Saldatura 23 Segatura 25 Soffiaggio di corpi cavi 21 Stampaggio a sandwich 15 assistito da gas 15 a più componenti 15 condizioni di 11 di inserti 14 guida difetti 15 metodi speciali 15 per iniezione 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 Stampo materiali per lo 12 per soffiaggio corpi cavi 21 sfoghi d aria nello 13 progettazione dello 12, 13 temperatura dello 13 Stoccaggio 4, 7 T Temperatura cilindro iniezione 10 del fuso 10 di essiccamento 5 di estrusione 17 di ricottura 7 dello stampo 13 ugello 10 Tempo ciclo 11 di essiccamento 5 di ricottura 7 Tornitura 25 Tubi 20 U Ugelli 9 Umidità assorbimento 4 contenuto 5 V Valvola di non ritorno 9 Vite estrusione configurazione 16 profondità filetto 16 velocità rotazione 17 Vite iniezione configurazione 9 profondità filetto 9 velocità rotazione 10 27

28 BASF Polyurethanes GmbH Grazie alla totale qualità produttiva, un servizio di assistenza rinomato per la sua efficienza e per il continuo sviluppo, Elastollan ha conquistato una posizione ben salda sul mercato in diversi settori applicativi. Con la nostra conoscenza e la nostra pluriennale esperienza vogliamo contribuire al vostro successo: con Elastollan, materiale di grande versatilità, e con le nostre soluzioni innovative su misura per le vostre esigenze. Per ulteriori informazioni sono a vostra disposizione su richiesta le seguenti brochure: Elastomero Termoplastico Poliuretanico: Elastollan Elastollan Tabella del tipi Elastollan Proprietà del materiale Elastollan Proprietà elettriche Elastollan Resistenza ad agenti chimici Queste brochure sono disponibili anche in altre lingue. BASF Polyurethanes GmbH European Business Management Thermoplastic Polyurethanes Elastogranstraße Lemförde Germany Telefono ( ) Telefax ( ) elastomere@basf.com = marchio depositato dall BASF Polyurethanes GmbH I dati contenuti nella presente pubblicazione si basano sulla conoscenza e esperienza atttuali della società. A causa della molteplicità di fattori che possono influenzare la lavorazione e l applicazione del nostro prodotto, tali dati non esentano l utilizzatore dall eseguire controlli e verifiche propri. I dati non rappresentano neanche alcuna forma di garanzia di determinate caratteristiche, né la sua idoneità per uno scopo specifico. Qualsiasi descrizione, disegno, foto, dato, proporzioni, peso ecc. indicati nel presente documento possono essere soggetti a modifiche senza il previo avviso e non rappresentano la qualità contrattuale concordata del prodotto. È responsabilità di colui che riceve i nostri prodotti accertarsi che vengano rispettati i diritti di proprietà, nonché le leggi e le legislazioni esistenti. (10/10) KU/WM, MP /10 IT