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Informazioni tecniche
Elastomeri TermoplasticiPoliuretanici (TPU)Elastollan®– tecnologie di trasformazione
2
Sommario
Informazioni generali
Stampaggio per iniezione
Estrusione
Procedure di finitura
Stoccaggio 4
Essiccamento 5
Colorazione 6
Additivi 6
Utilizzo del rigenerato 6
Post-trattamento 7
Igiene e sicurezza 8
Trattamento dei rifiuti 8
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
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
Saldatura 23
Incollaggio 23
Trattamento superficiale 23
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3
Sommario
Lavorazione con asportazione di truciolo
Sistemi qualità
Indice analitico
Parametri di lavorazione 24
Foratura 24
Tornitura 25
Fresatura 25
Segatura 25
Rettificatura 25
Punzonatura 25
26
27
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Informazioni generali
Elastollan è il marchio depositato deinostri elastomeri poliuretanici termo-plastici (TPU), che vengono usatinello stampaggio per iniezione,estrusione e soffiaggio.
Per la trasformazione d’Elastollan,bisogna rispettare i seguenti principi:
L‘Elastollan viene consegnatoincolore sotto la forma di granulicubici, cilindrici oppure lenticolari.Elastollan secco è un materialeigroscopico, ovvero quando vieneesposto all’aria libera assorbe rapi-damente umidità. L‘Elastollan abase polietere assorbe più umiditàche l‘Elastollan a base poliestere.
I diagrammi nelle fig. 1 e 2 rappre-sentano i valori di umidità assorbita.
Si raccomanda di stoccare il mate-riale in un posto secco a tempera-tura ambiente.
È consigliato portare il materialestoccato in un posto fresco alla tem-peratura ambiente prima di aprire ilfusto evitando cosi il fenomeno dicondensa.
Dopo ogni prelievo di materiale,richiudere con cura il fusto. Il granulodeve essere esposto il meno possi-bile all’aria ambientale. È inoltreimportante coprire la tramoggia diriempimento della macchina ditrasformazione. Noi consigliamo dieffettuare un essiccamento doporipetute aperture successive dellostesso fusto.
Stoccaggio
Assorbimento di umiditàTPU a base poliestere Durezza 80 Shore A – 64 Shore D
Fig. 1
1
2
1 – Clima caratteristico40°C/92% umidità relativa
2 – Clima caratteristico23°C/50% umidità relativa
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
Tempo [ore]
Um
idità
ass
orb
ita [%
]Assorbimento di umiditàTPU a base polietereDurezza 80 Shore A – 64 Shore D
Fig. 2
1
2
1 – Clima caratteristico40°C/92% umidità relativa
2 – Clima caratteristico23°C/50% umidità relativa
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
Tempo [ore]
Um
idità
ass
orb
ita [%
]
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Informazioni generali
Un granulo con un alto tasso diumidità provoca delle difficoltà ditrasformazione e una peggiorequalità del pezzo finito.
La formazione di schiuma sul mate-riale plastificato, oppure di bollicinegassose nel fuso, stanno ad indicareche il livello di umidità è troppo ele-vato. Per il processo d’estrusione, levariazioni delle portate sono spessole conseguenze di un essiccamentoinsufficiente.
Per ottenere un’ottima qualità suipezzi stampati Elastollan, è neces-sario che il materiale (vergine o rige-nerato) venga essiccato prima diessere trasformato. La percentualedi umidità nel granulato deverimanere inferiore al 0,02%.
I forni a circolazione d’aria, gli essic-catori a vuoto e gli essiccatori a ariadeumidificata sono adatti a questoscopo. Per i parametri di essicca-mento vedere la tab.1.
Lo strato di granuli nei forni a circo-lazione d’aria non deve superare 4 cm. Negli essicatori ad aria deumi-dificata, è possibile usare a pieno lacapacità esistente. Dopo l’essicca-mento, stoccare immediatamente ilgranulato in contenitori secchi chepossano essere accuratamentesigillati.
Quando si usano coloranti eadditivi, conviene assicurarsi cheanche questi vengano essiccati.
È consigliabile prima di eseguirel’essiccamento, che il tutto vengapre-miscelato affinché l’intero pro-dotto venga essiccato in egualmisura.
Essiccamento
Istruzioni per l’essicamento
Elastollan durezza Tempo Temperatura essicamentoessiccamento Circolazione d’aria Aria deumidificata
Shore A 78 � 90 2 � 3 ore 100 � 110°C 80 � 90°C
Durezza superiore Shore A 90 2 � 3 ore 100 � 120°C 90 � 120°C
Tab. 1
Diagramma di essiccamento per Elastollan
Fig. 3
Con
tenu
to u
mid
ità [%
]
0 30 60 90 120 150 180
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
Tempo essiccamento [min]
Essiccatori ariadeumidificata, 110°C
Forno circolazionearia 110°C
Forno circolazionearia, 90 °C
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Informazioni generali
Tutta la gamma dei nostri tipi diElastollan possono essere colorati. I coloranti a base di TPU sono i piùadatti a questo procedimento. Il 2%costituisce la proporzione normaleper l’addizione di coloranti, tuttaviaun tipo di Elastollan già pre-caricatodi additivi, come per esempio unritardante alla fiamma, necessita diuna percentuale maggiore per unamigliore diffusione del colore.
Non si deve escludere un rischiod’incompatibilità se si usanocoloranti non fabbricati su baseElastollan. Si constata una riparti-zione insufficiente dei pigmenti, cheprovoca una pessima colorazione,e questo può portare a difetti sullesuperfici e ad una qualità inferiore.
A seconda della qualità richiesta sulpezzo finito, si può aggiungere finoal 30% di rigenerato al materiale ver-gine. Il tipo di materiale e la durezzashore del rigenerato deve corrispon-dere al materiale vergine Elastollanutilizzato e sopratutto deve essereprivo di contaminazione.
Il rigenerato, se à possibile, deveessere incorporato secco, frantu-mato e senza strato intermediarionel processo di trasformazione.
Una materia inquinata o che hasubito danni termici non può essereritrasformata.
Ripetute trasformazioni del rigene-rato nuociono alla qualità del pezzofinito. Le norme di qualità precise,che si basano su specifiche, esclu-dono la sua utilizzazione.
Vari additivi possono essere utilizzatial fine di aumentare le proprietà deimateriali Elastollan.
Si hanno a disposizione, sotto formaconcentrata, i seguenti additiviElastollan:
● Agenti antibloccanti
● Agenti distaccanti
● Agenti stabilizzanti UV
Colorazione
Additivi
Utilizzo del rigenerato
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Informazioni generali
Le buone prestazioni meccanichedei pezzi d’Elastollan si ottengonodopo uno stoccaggio di alcune setti-mane a temperatura ambiente.
Per ottenere le migliori proprietàfunzionali sui particolari finiti in brevetempo è necessario eseguire untrattamento di ricottura.
Questo trattamento col calore si puòeffettuare in un forno ad aria circo-lante.
La tab. 2 mostra i valori tipici delElastollan temperato rapportato a quello non temperato.
I pezzi con stabilità dimensionaleridotta devono essere inseritidurante il riscaldamento, in modotale da evitare la deformazione.
I pezzi estrusi vengono trattatisoltanto in casi particolari.
Post-trattamento
Ricottura: Tempo e temperatura consigliati: 20 ore a 100°C
Effetto della tempera sulle Elastollan proprietà
Propietà Unità di DIN Tem- Non tem- Non tem- Non tem-fisiche misura perato perato perato perato
20 h 20 h 7 d 35 d100°C 23 °C 23°C 23°C
Elastollan C 90 A 55
Durezza Shore A 53505 91 91 92 92
Resistenza alla rottura MPa 53504 48 42 44 46
Allungamento % 53504 580 570 550 500
Resistenza allo strappo N/mm 53515 98 80 83 85
Abrasione mm3 53516 22 54 30 29
Cedimento permanente a compressionea 70 °C % 53517 33 60 53 50
Elastollan C 1190 A 55
Durezza Shore A 53505 90 89 91 91
Resistenza alla rottura MPa 53504 48 43 45 46
Allungamento % 53504 550 560 530 500
Resistenza allo strappo N/mm 53515 85 74 73 79
Abrasione mm3 53516 19 48 34 27
Cedimento permanente a compressionea 70 °C % 53517 36 70 65 65
Tab. 2
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Informazioni generali
L’Elastollan può essere manipolato e trasformato, a seconda del suotipo, a temperature diverse.
Come per tutte le materie organichenaturali o sintetiche, ci si puòaspettare una decomposizione oltrecerte temperature. Il grado didecomposizione dipende nellostesso tempo dalla temperatura edal tipo di materiale utilizzato.Generalmente la decomposizionecomincia a circa 230°C.
I vapori formati in queste condizionipossono causare fastidi sul posto dilavoro, particolarmente quando lafusione dell’elastomero si fa all’arialibera.
Per questa ragione si consiglia unospolveramento accurato, soprat-tutto nella zona di uscita.
Grazie alla natura dell’Elastollan,non c’è da temere un inquinamentodell’ambiente. Il rifiuti possonoessere stoccati in una discaricacomunale oppure essere trattati inuna centrale di incenerimento.Ovviamente conviene rispettare ledirettive locali concernenti il tratta-mento dei rifiuti.
Per ulteriori informazioni consultarele nostre schede di sicurezza (safetydata sheet).
Igiene e sicurezza
Trattamento dei rifiuti
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Stampaggio per iniezione
Per trasformare l’Elastollan sonoadatte le presse ad iniezione equi-paggiate di plastificatore (vite) a trezone. A causa della sensibilità a frizione del materiale, i plastificatoricon zona di compressione corta,sono sconsigliati.
In fig. 4 è illustrato il tipo di viteraccomandato per lo stampaggio adelevata produttività dell’Elastollan.
Il rapporto di compressione deveessere compreso tra 1:2 e 1:3. Nellafig. 5 sono rappresentate le profon-dità dei filetti raccomandate.
Per lo stampaggio dell’Elastollan ènecessario impiegare puntali convalvola anti-ritorno ad anello, perassicurare una pressione constantenell’impronta ed un peso uniformeda stampata a stampata.
Gli ugelli aperti e quelli a chiusurasono raccomandati per lo stam-paggio; le pareti interne devonoessere lisce e senza irregolarità incui potrebbero ristagnare residui dimateriale.
È di essenziale importanza l’elimina-zione di tutti i possibili punti di rista-gno in diverse zone quali:
– Le superfici di accoppiamento traadattatore e cilindro e tra adatta-tore e ugello.
– L’accoppiamento del gruppoperno, valvola, distanziale e dellostesso con il plastificatore.
Requisiti della pressa
Configurazione vite a tre zone
Fig. 4
L = 18–22 D
D
Relazione: Diametro vite – profondità filetto (zona di alimentazione)
Fig. 5
Pro
fond
ità fi
lett
o (z
ona
di a
limen
tazi
one
) [m
m]
Diametro vite [mm]
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
14
12
10
8
6
4
Zona di omogeneizzazione
0,25 L
Zona di compressione
0,35 L
Zona di alimentazione
0,40 L
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10
Stampaggio per iniezione
Per assicurare un’alta qualità suipezzi stampati senza alcun proble-ma di trasformazione e consistenzaè necessario che le temperaturepredisposte sul cilindro abbiano uncontrollo preciso e costante. Lezone del cilindro devono esseredotate di sistemi indipendenti diregolazione della temperatura, cosicome la temperatura dell’ugellodeve potersi regolare in modo indi-pendente.
Tra la zona di alimentazione e lazona di omogeneizzazione, latemperatura deve essere incremen-tata di circa 10–20°C. La tempera-tura dell’ugello deve essere regolatain modo tale da impedire la soli-dificazione o il gocciolamento delmateriale.
La tab. 3 indica le temperature rac-comandate del cilindro a secondadelle diverse durezze.
È consigliato verificare la tempera-tura del fuso direttamente sull’elasto-mero fuso a mezzo di un pirometroad ago; le rilevazioni dovrannoessere effettuate periodicamentedurante la produzione affinché latemperatura del fuso resti entro ilimiti raccomandati (tab. 4). La tem-peratura del fuso e la sua uniformitàsono determinate da un correttofunzionamento delle temperaturepredisposte sul cilindro di plastifica-zione.
L’Elastollan è sensibile alle sollecita-zioni tangenziali, pertanto una velo-cità troppo elevata di rotazione dellavite può danneggiare le proprietà delprodotto.
Dal grafico della fig. 6 si può ricavareil numero di giri massimo della vite(rpm) in funzione del diametro e dellasua velocità periferica.
Quando il ciclo è interrotto per unlungo periodo di tempo, il materialerimasto nel cilindro è termicamentedanneggiato. È pertanto necessarioprima di iniziare la produzione spur-gare il materiale dal cilindro.
Condizioni di stampaggio
Valori indicativi temperature del cilindro in °C
Durezza Shore Temperatura zona Temperatura dell’ugellodi riscaldamento
60 A–80 A 170–200 200–21085 A–95 A 190–220 210–22598 A–74 D 210–230 220–240
Tab. 3
Valori indicativi temperatura del fuso in °C
Elastollan durezza 60 Shore – 80 Shore A 190–205Elastollan durezza 85 Shore – 95 Shore A 205–220Elastollan durezza 98 Shore – 74 Shore D 215–235
Tab. 4
Relazione: Velocità rotazione vite – diametro vite
Fig. 6
Velo
cità
rota
zion
e vi
te [r
pm
]
Diametro vite [mm]
Velocità periferica max. 0,2 m/s
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
100
80
60
40
20
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Stampaggio per iniezione
Per trasformare l’Elastollan, bisognatenere conto dei seguenti parametridella pressa (fig. 7):
Pressione di iniezione epressione di mantenimento Questi fattori condizionano notevol-mente la qualità dei pezzi stampati.Per ottenere pezzi che presentanocaratteristiche ottimali di aspettosuperficiale, proprietà meccaniche,stabilità dimensionale e assenza di deformazioni di stampaggio, è essenziale che la pressione dimantenimento sia sufficiente e cherisulti applicata per il tempo neces-sario a permettere una buona velo-cità di cristallizazione a pressionecostante, in quanto una pressione di mantenimento troppo bassa pre-giudicherebbe le succitate caratte-ristiche. Una pressione d’iniezionetroppo elevata provocherebbe delleelevate tensioni all’interno dei pezzistampati e renderebbe l’estrazionedifficile.
ContropressioneQuesto parametro permette l’omo-geneizzazione dell’elastomero fusomigliorando notevolmente la suauniformità.
Si raccomanda di utilizzare una con-tropressione non troppo elevata acausa della sensibilità del materialea sollecitazioni tangenziali.
Velocità iniezione Una corretta velocità di iniezionedipende dalle dimensioni del puntodi iniezione, dalla geometria delpezzo finito e dalla fluidità del fuso.Essa deve essere mantenuta piùbassa possibile.
Una tipica rappresentazione delciclo dell’Elastollan è illustrata neldiagramma in fig. 7.
Tempo cicloIl tempo ciclo dipende dal processodi cristallizzazione e dall’estrazione.Il tempo di estrazione è determinatoprincipalmente dalla temperaturadello stampo, dallo spessore delpezzo e dalla durezza del materiale.
In fig. 8 è rappresentato il tempociclo in funzione dello spessore per tipi di Elastollan con differentidurezze Shore.
Condizioni di stampaggio
Configurazione della pressione interna durante lo stampaggio
Fig. 7
ps Pressione iniezione 100–1000 barpn Pressione mantenimento 100–1000 barpst Contropressione 5– 20 bar
Velocità iniezione: La più bassa possibile in funzione delpunto d’iniezione, dello spessore e dellaviscosità del materiale
ps
pn
pst
Tempo [t]
Pre
ssio
ne [p
]
Tempo ciclo in funzione dello spessore
Fig. 8
Tem
po
[s]
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Spessore [mm]1 2 3 4 5 6 7 8 9
60 Shore A
85 Shore A
64 Shore D
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Stampaggio per iniezione
Progettazione dello stampo
Sistema di canali
Fig. 9
Fig. 10
Tipi canali in sezione
Fig. 11
Rettan- Mezza Trapezoi- Trapezoi- Circolaregolare luna dale dale-
circolare
Sconsigliato Accettabile Ottimo
Materiali per la costruzione degli stampiGli stampi più comunemente uti-lizzati nello stampaggio ad iniezione,sia quelli in acciaio che in lega diacciaio, sono idonei allo stampaggiodi Elastollan. Alcuni stampi costruitiin metallo non ferroso, preferibil-mente in leghe di alluminio, menocostose, sono utilizzati senzaproblemi in particolare nell’industriadella calzatura.
Carota (materozza)Il diametro massimo della carota nondeve superare lo spessore massimodel pezzo stampato. Il diametro delforo di entrata della carota deveessere come minimo di 0,5 mm supe-riore al diametro del foro di uscitadell’ugello della pressa. Il punto diiniezione deve essere localizzatonella zona dello spessore massimo.La carota deve essere più cortapossibile; deve avere una superficieperfettamente levigata e deveraccordarsi ai canali con superficiraggiate senza discontinuità. Laconicità della carota deve esserecome minimo 6°. Il tira-materozzadeve essere progettato con cura per evitare che la carota restiappiccicata durante l’estrazione.
CanaliLe proprietà del fuso dell’Elastollanrichiede canali di larghe dimensioniin modo da evitare zone di frizionelocale e si ottiene una pressioneuniforme per il riempimento di ognicavità.
Un canale di alimentazione a sezione circolare è senz’altro il migliore, viste le caratteristichedell’Elastollan.
Se vengono utilizzati canali caldi è preferibile adottare i sistemi diriscaldamento esterno allo stessotempo sono sconsigliati i sistemi diriscaldamento interni.
Uno stampo a multi-cavità necessitadi un sistema a canali bilanciato.
Punti d’iniezionePer quanto riguarda la trasforma-zione dell’Elastollan bisogna preve-dere dei punti di iniezione di sezionemolto larga affinché la pressione dimantenimento sia sufficiente e perevitare diffetti superficiali.
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Tipi di iniezione consigliati per Elastollan
Fig. 12
Fig. 13
Fig. 14
13
Stampaggio per iniezione
Le carote che vengono di solitousate hanno la forma di coni, didiaframmi, di anelli, oppure di film. I piccoli pezzi vengono iniettati colsistema di iniezione a spillo.
Le iniezioni sottomarine sono scon-sigliate vista l’alta elasticitá e lapossibile degradazione del mate-riale. I tipi di Elastollan morbido sonoparticolarmente propensi al pro-blema con questo tipo di iniezione.
Sfoghi d’ariaDurante l’iniezione l’aria presentenelle cavità dello stampo deve poteruscire facilmente attraverso uscitepredisposte per evitare bruciaturedel materiale a causa dell’aria com-pressa (fenomeno motore Diesel). I canali di uscita per l’aria vanno pre-disposti sulla superficie di separa-zione dello stampo o sugli estrattoricon una profondità di 0,02/0,05 mm.
Superficie dello stampoPer un buon distacco del materialenello stampaggio dell’Elastollanspecialmente con i tipi più morbidi, è necessario che gli stampi abbianouna superficie sabbiata di almeno25–35 µ.
Le superfici pulite e cromate nonsono molto adatte con i materialimorbidi in quanto provocano spessodei fenomeni di aderenza almomento del distacco.
EstrazioneLa grande flessibilità di Elastollan neitipi morbidi permette estrazioni facilianche di pezzi con sottosquadra. Unbreve allungamento inferiore al 5%non provoca alcuna deformazionepermanente.
Per facilitare l’estrazione dei pezzistampati in Elastollan, suggeriamoestrattori 2 a 3 volte più grandi diquelli normalmente usati per termo-plastici rigidi. Per evitare sottovuoti,gli estrattori deveno avere canali diventilazione.
Progettazione dello stampo
Controllo temperatura dello stampoPer l’ottenimento di pezzi di buonaqualità la temperatura dello stampodeve essere regolata perfettamente;in effetti, essa incide sull’aspettodella superficie, il ritiro e la deforma-zione.
Le temperature dello stampo dipen-dono dal tipo di Elastollan e dal tipodi stampaggio, queste possonovariare da 15 a 70 °C.
Si può evitare la deformazione deipezzi stampati, con una regolazioneindipendente e differente delle duemetà dello stampo.
A diaframma
A film
A cono
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Stampaggio per iniezione
Il ritiro di stampaggio dell’Elastollandipende dai seguenti parametri:
● Geometria pezzo stampato● Spessore del pezzo● Punto di iniezione● Condizioni di stampaggio,
in particolare la temperatura delfuso, la pressione iniezione e dimantenimento, temperaturadello stampo.
Il ritiro totale è il risultato del ritiro distampaggio e del post-ritiro il qualenon accade solamente durante ilriscaldamento ma anche da unostoccaggio prolungato dei pezzi.
L’effetto coniugato di tutti questifattori rende difficile da determinareil ritiro.
La fig. 15 mostra il ritiro totale dei tipidi Elastollan non rinforzati in rela-zione allo spessore e alla durezzaShore.
I tipi di Elastollan rinforzati con fibradi vetro, dipendono dal contenutodella fibra di vetro e determinano unritiro più basso nella direzione delflusso (da 0,05 a 0,20%) che nelladirezione trasversale (da 0,1 a 0,5%)ad esso.
Ritiro
Sovrastampaggio di inserti
Ritiro in funzione dello spessore
Fig. 15
Riti
ro [%
]
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Durezza 70 Shore A
Durezza 95 Shore A
Durezza 74 Shore D
Spessore [mm]
Nello stampo possono essere inseritidegli inserti che sono sovrastampatiad iniezione senza difficoltà. Perquesto tipo di processo sono con-sigliati i tipi di Elastollan privi di lubrificanti.
Gli inserti metallici non devono essere ricoperti da grassi e devonooffrire la possibilità di un agganciomeccanico tramite buchi, sotto-squadra, scanalature zigrinate odentellature.
Si può migliorare l’aggancio di questiinserti con degli agenti adesivi.
È di aiuto riscaldare gli inserti.
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Stampaggio per iniezione
I seguenti metodi sono consigliatiper combinare altri materiali termo-plastici con l’Elastollan:
Stampaggio ad iniezione a più componentiQuesta tecnologia viene adottataper la produzione di parti con unadiversa struttura. Lo stampaggiodell’Elastollan e dei materiali plasticicompatibili su presse multicompo-nenti (con due o più unità iniezione),crea una buona adesione senzausare additivi e ancoraggi mecca-nici. I materiali a base di poliolefinesono incompatibili con l’Elastollan.
Stampaggio a sandwich(sequenziale)Questo è uno speciale metodo distampaggio di multicomponenti,dove il componente centrale è com-
binato con un diverso materialeplastico come strato esterno. Oltrealla combinazione di diversi termo-plastici è possibile utilizzare unrigenerato come materiale centrale e del vergine come strato esterno.
Stampaggio assistito da gasIn questa tecnologia si impiega alposto del secondo materiale nellostampaggio a due componenti ungas inerte, per lo più azoto. Dopo unparziale riempimento dello stampoquesto gas viene iniettato attraversol’ugello della pressa con una pres-sione sino a 300 bar; il gas sposta ilfuso alla parete dello stampo. Conquesta tecnologia si possono pro-durre pezzi stampati ad iniezionecon diversi spessori della parete,con risparmio di materiale plastico e tempi di raffreddamento ridotti.
Metodi speciali di trasformazione
Difetti nello stampaggio
Guida all’eliminazione dei difetti nello stampaggio
Tempe- Tempe- Velocità Tempo e Contro- Cuscino Pressione Tempo Sfoghi Conte- Materiale Dimen- Lubri- Temporatura 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
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Estrusione
Si consiglia per la trasformazionedell’Elastollan, di usare estrusorimonovite con un rapporto di com-pressione che può andare da 1:2 a1:3, preferibilmente con un rapportomedio di 1:2,5.
La nostra esperienza ha dimostratoche le viti a tre zone, con un rap-porto L/D da 25 a 30, sono le piùefficienti.
Le viti a tre zone hanno un passocostante di 1D.
Il gioco tra la vite e il cilindro deveessere compresso tra 0,1 e 0,2 mm.
Nella trasformazione dell’Elastollanle viti con parecchi filetti, es. viti abarriera (sottosquadra ≥ 1,2 mm)hanno dimostrato la loro potenzia-lità. Al contrario le viti corte con unrapporto di compressione alto sonosconsigliate.
I cilindri aventi una zona d’alimen-tazione con scanalature si sonoimposti nella pratica, perchè offronoi vantaggi seguenti:
● una alimentazione costante● un miglioramento della pressione● un aumento della portata.
Utilizzando zone di alimentazionescanalate è necessario raffreddarle.È anche consigliabile usare delle viti con miscelatore per migliorarel’omogeneità del materiale. Questimiscelatori devono essere progettatiadeguatamente in modo da evitareun degradamento del materiale perfrizione.
Requisiti dell’estrusore
D
Configurazione vite a tre zone
Fig. 16
Zona di compressione
0,4 L
Zona di scarico
0,3 L
Zona di alimentazione
0,3 L
L = 25–30 D
Relazione: Diametro vite – profondità filetto (zona di alimentazione)
Fig. 17
Pro
fond
ità fi
lett
o (z
ona
di a
limen
tazi
one)
[mm
]
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
14
12
10
8
6
4
Diametro vite [mm]
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17
Estrusione
Si consiglia l’utilizzo di dischi forati e di pacchetti di filtri. Ottimi risultatisono stati ottenuti dalla combina-zione di due filtri da 400 mesh/cm2
come protezione e sostegno dei dischi e due filtri fini da 900 mesh/cm2. L’applicazione di filtri fini si rende necessaria percerte applicazioni (per esempio:nella fabbricazione di film sottili).I dischi devono avere fori da 1,5 a 5 mm, in fuzione del diametro dellavite e della filiera.
Per estrudere il poliuretano termo-plastico, bisogna avere una pro-pulsione della vite con potenzamolto più elevata che in altri termo-plastici. La potenza della macchinadeve essere compressa tra 0,3 e 1 kWh/kg di rendimento in funzionedel disegno della vite.
Le pompe di fusione hanno mostratoun buon funzionamento con flussi difusione continui.
TemperaturaLa tab. 6 indica le temperature rac-comandate nel processo di estru-sione a seconda dei tipi di Elastollancon diverse durezze:
Numero di giri della viteEssendo i poliuretani termoplasticisensibili alla frizione, un numero di
giri troppo elevato rischia di danneg-giare le proprietà del prodotto.
Nella fig. 18 si può ricavare il numerodi giri massimo della vite (rpm) infunzione del diametro e della suavelocità periferica.
Requisiti dell’estrusore
Condizioni di estrusione
Relazione: Velocità rotazione vite – diametro vite
Fig. 18
Velo
cità
rota
zion
e vi
te [r
pm
]
100
80
60
40
20
Diametro vite [mm]
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Velocità periferica max. 0,15 m/s
Valori indicativi temperatura di estrusione in °C
Shore Zona di riscaldamentodurezza Cilindro Adattatore Testa Filiera
60–70 A 140–175 160–175 165–170 160–165
75–85 A 160–200 175–200 175–205 170–205
90–98 A 170–210 200–220 195–215 190–210
Tab. 6
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18
Estrusione
Pressione della massaLa pressione della massa dipendedal disegno della testa, dall’aperturadella filiera e dalla temperatura dellamassa. Normalmente la pressionemassima nell’adattatore è di 300 bar,tuttavia si può eventualmente eleva-re fino a 1000 bar alla partenza.
Per una garanzia di sicurezza, siconsiglia alla partenza di variare laforza sulla velocità della vite, ridu-cendo il volume di materiale nellabocca di alimentazione e il numerodi giri della vite.
Pulizia dell’unità di estrusioneQuando si cambia tipo di Elastollanoppure dopo parecchi giorni conti-nuativi di produzione, si consiglia dipulire l’unità di estrusione.
Per questo processo sono consi-gliati polipropilene o polietilene adalta densità il quale devono esseretrasformati a temperature elevate.Inoltre si rende necessario qualchevolta l’utilizzo di una pasta per lapulizia.
Per garantire un flusso regolare delmateriale, è importante lavorare condelle sezioni strette e senza zonemorte. Allo stesso modo è assi-curata la pulizia automatica dellafiliera. L’esperienza acquisita nellaconcezione delle filiere per l’estru-sione di altri termoplastici serveanche per l’estrusione di Elastollan.
Nella fig. 19 sono rappresentatiesempi correnti di filiere usate perl’estrusione:
Condizioni di estrusione
Concezione delle filiere
Filiera per ricopertura dei filli e cavi
Fig. 19
Filiera a pressione Filiera a tubo
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19
Estrusione
Per l’estrusione dei tubi e dei profi-lati, le filiere devono essere attrezzatedi una zona speciale, che eviterà lafrizione e garantirà una uscita del
materiale più regolare. La lunghezzadi questa zona (parte piana) deveessere di due o quattro volte il dia-metro della filiera.
Premesso che i pezzi estrusi inpoliuretano hanno una stabilitàdimensionale relativamente bassa,bisogna prevedere un buon raffred-damento e la vasca di raffredda-mento deve essere vicinissima allafiliera. Per il raffreddamento si utilizza acqua alla temperatura più bassa possibile. È possibileattrezzarsi di bagni d’acqua oppuredi vasche con spruzzatori d’acquafredda.
Le vasche di raffreddamento per itipi di Elastollan sono più lunghe diquelle per altri termoplastici; la lorolunghezza dipende in effetti dalladurezza, dallo spessore, dalla geo-metria e dalla velocità d’estrusionedel profilato.
A causa dell’alto coefficiente di fri-zione dell’Elastollan confrontato coni termoplastici usuali, il calibraggionon è possibile.
Il dispositivo di calibraggio come ilcalibraggio con dischi rappresentatoin fig. 21 ha dimostrato la sua utilitàcome supporto del materiale estruso.
È essenziale provvedere alla lubrifi-cazione con una pellicola d’acquatra la superfice del pezzo estruso e ildispositivo di calibraggio. L’umidifi-cazione del profilato estruso si fà pri-ma del passaggio nella filiera anulareche si trova all’entrata della vasca.
Nella fig. 22 è rappresentato unlayout per l’estrusione di tubi inElastollan.
Concezione delle filiere
Raffreddamento e calibraggio
Filiera per l’estrusione di tubi
Fig. 20
Boccolaentrata
Corpo Portatorpedo
Disco forato
Torpedo Perno Porta filiera
Filiera
Fig. 21
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20
Estrusione
Tubi e profilatiL’estrusione di tubi e profilati si fà disolito in forma orizzontale. I tubi emanicotti di piccolo spessore, percontro, si estrudono verticalmenteper la maggior parte, e vengonorivoltati durante il raffreddamento.
Per evitare la caduta dei tubi, ènecessaria una proiezione d’aria.
Si raccomanda l’uso del sotto vuotoper mantenere le quote nelle particon sottosquadra.
Le ruote di guida nella vasca di raf-freddamento devono essere adattealla forma dei profilati.
RivestimentiIl rivestimento di cavi, di tubi ecc. sifa normalmente tramite una testatrasversale attrezzata di filiera a pres-sione oppure a tubo (fig. 23). Il pro-dotto da rivestire deve essere seccoed esente di ogni grasso, per evitarela formazione di bollicine dopol’estrusione e garantire una buonatenuta ulteriore.
Raffreddamento e calibraggio
Tecniche di estrusione
Vasca di raffreddamento per l’estrusione di tubi
Fig. 22
Vasca diraffredamento
Pompa dell’acqua
Scambiatore di calore
Vasca sottovuoto
Pompa per vuoto
Calibraggio
Vista in sezione di una testa trasversale
Fig. 23
Boccola guida(entrata cavo)
Corpo
Disco forato Boccola entrata Porta
filieraPerno
Torpedo Filiera
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21
Estrusione
Foglia-pellicola (film)Speciali tipi di Elastollan si prestanoalla fabbricazione di fogli soffiati.
La fig. 24 rappresenta lo schema diuna testa per il soffiaggio di film.
Estrusione-soffiaggio di corpi caviÈ possibile produrre corpi cavi conspeciali tipi di Elastollan utilizzandole macchine di soffiaggio abitual-mente in uso.
Per una migliore estrazione, si con-siglia l’uso di stampi a superficierugosa (circa 35 µ). Per compensarel’allungamento del tubo preformato,bisognerà regolare lo spessore.La fig. 26 rappresenta una testa disoffiaggio con torpedo usata per ilsoffiaggio.
Tecniche di estrusione
Vista in sezione di una testaper il soffiaggio di film
Fig. 24
Filiera
Perno
Dispositivo di guida
Portafiliera
Perno ditorsione
Propulsione
Vista in sezione di una testa di soffiaggio con torpedo
Fig. 26
Unità di estrusione
Torpedo
Porta filiera
PernoFiliera
Tubopreformato
Vista in sezione di filiera a testa piana
Fig. 25
Fogli con spessore più grande pos-sono essere prodotti usando dellefiliere a testa piana (fig. 25) che pre-sentano labbra regolabili; per questatrasformazione sono adatti i normalitipi di Elastollan per estrusione.
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22
Estrusione
I seguenti metodi speciali sonoindicati per materiali Elastollan:
CoestrusionePermette di realizzare la combina-zione di proprietà di termoplasticidiversi in un unica operazione.
Per ovvie ragioni i materiali devonoessere compatibili. La compatibilitàpuò variare in caso di Elastollan abase etere o a base estere.
Estrusione di termoplasticischiumatiper avere riduzioni di peso e perottenere speciali proprietà.
Sono utilizzabili 2 metodi:
● Espansione chimica della mescola aggiungendo agentiespandenti con estrusori conven-zionali: è raggiungibile una densitàdella schiuma tra 0,4 e 1,0g/cm.
● Espansione fisica della mescola attraverso l’inie-zione di gas nell’estruso. La strut-tura della schiuma è controllata daun agente enucleante.
Metodi speciali di trasformazione
Difetti nell’estrusione
Guida all’eliminazione dei difetti nell’estrusione
Tempera- Tempera- Pressione Numero Lunghezza Omo- Contenuto Materiale Raffredda- Lubri-tura della tura della giri vite/ parte geneizza- di conta- mento ficantemassa/ della massa portata piana zione umidità minato zona dicilindro filiera alimenta-
zione
Pulsazione � � � � � � �
Superficie rugosa � � � � � �
Superficie con striature � � � � � �
Bolle o risucchi sui pezzi � � � � � � �
Linee di flusso/reticolodel 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
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23
Procedure di finitura
I seguenti processi di saldatura sonoconsigliati per fissare tra di loromanufatti stampati o semilavorati inElastollan:
I particolari stampati sono collegaticon saldature ad attrezzo caldo,ad ultrasuoni, ad attrito o ad altafrequenza.
Semilavorati e profilati vengonolavorati con i seguenti processi:saldature ad attrezzo caldo o ad attrito; ma si può anche usaresaldature a gas caldo.
Per i film, ottimi risultati sono otte-nuti con saldature a contatto ter-mico-attrezzocaldo, saldaturead impulso termico o saldaturead alta frequenza.
Elementi decisivi nella determina-zione della resistenza della salda-tura sono: la temperatura inferiorea quella di fusione che permette diavere un Elastollan sufficientementefluido e la pressione che genera ilflusso della mescola e sigilla le dueparti. Anche la pressione garantiscestabilità alla saldatura nel corsodell’operazione.
Per ogni lavoro di saldatura, bisognasorvegliare la buona aspirazione deigas (vedere a pagina 8: Igiene esicurezza).
Per facilitare l’incollaggio è consi-gliabile utilizzare tipi di Elastollanprivi di lubrificanti. L’incollaggio diparticolari finiti in Elastollan tra diloro, viene effettuato con collanti abase di poliuretano. Per l’incollaggiocon metalli o altri materiali duri ven-gono utilizzati collanti sulla base diresine epossidiche.
I prodotti appropriati si trovanofacilmente nella gamma delle colleindustriale.
Seguire le solite preparazioni primadell’incollatura.
La stampigliatura e la verniciaturasono possibili sui tipi d’Elastollannon lubrificati.
Anche i sistemi appropriati perquesto trattamento si trovano facil-mente nell’industria.
Saldatura
Incollaggio
Trattamento superficiale
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24
Lavorazione con asportazionedi truciolo
A causa della eccezionale resi-lienza e resistenza allo strappodell’Elastollan, la lavorazione amacchina può presentare alcunedifficoltà; questo dipende dalladurezza del materiale da lavorare.
Tutti gli utensili che vengono utilizzatinella lavorazione dell’Elastollandevono essere accuratamente affilati.
Durante la lavorazione dell’Elastollanbisogna evitare la formazione dicalore. Per questa ragione occorreprovvedere al raffreddamento dellazona lavorata con aria compressa o emulsione.
La tabella qui di seguito (tab. 8)riporta i valori indicativi per la lavora-zione a macchina dell’Elastollan:
Il foro si rivela generalmente piùpiccolo del diametro nominale dellapunta da trapano. La riduzione deldiametro è del 4–5% per durezzefino a 80 Shore A. Di regola i fiorettiforati eseguono fori con una buonaprecisione dimensionale.
Controllare durante la foratura che cisia un buon raffreddamento e solle-vare frequentemente la punta datrapano.
Parametri di lavorazione
Foratura
Parametri per la lavorazione a macchina dell’Elastollan
Tornitura Fresatura Foratura Rettificatura
Angolo libero · [°] 6–15 ~10 12–16 /
Angolo di lavorazione Á fino a 25 15–25 10 /
Angolo di regolazione x [°] 45–60 / / /
Angolo di punta ‰ [°] / / 80 /
Velocità di taglio 100–500 200–500 40–50 30–50 m/s
Velocità di 0,1–0,4 20–200 0,01–0,04 max. 2/3 lar-avvanzamento mm/U mm/min. mm/U ghezza mola
a rotazione
Profondità di lavorazione a [mm] fino a 15 2–8 / 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
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Lavorazione con asportazionedi truciolo
Gli utensili usati per la tornituradevono avere una lama con un pic-colo diametro, come per i metalli,questo per ridurre la forza di taglio e il riscaldamento.
La fresatura dell’Elastollan puòessere effettuata utilizzando le nor-mali fresatrici universali o fresatrici ataglio manuale. Se si utilizzano fresea denti riportati, occorre che i dentisiano poco numerosi in modo dagarantire una buona formazione deltruciolo.
La lama della sega deve avere unadentatura fine con una lunga portata.
Tornitura
Fresatura
Segatura
Tutti i tipi di Elastollan possonoessere rettificati.
La mola non deve essere troppolarga, in modo da evitare un sur-riscaldamento nella zona di rettifica-tura. Il raffreddamento è consigliatoal fine di permettere una più altavelocità di rettifica.
Rettificatura
La forma della superficie punzonatadipende dalla durezza del materiale.La fig. 27 rappresenta il risultato diuna punzonatura con un tipo diElastollan morbido e uno duro.
Punzonatura
Risultato punzonatura
Fig. 27
Morbido Duro
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26
Sistemi qualità
Linee guida per la garanzia dellaQualità ● 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 soddis-fazione del cliente.
● Con i responsabili di ogni unità funzionale si concordano obiettivi di Qualità di cui si segue costante-mente il processo di realizzazione.
● Gli obiettivi, i metodi e i risultati dellaGestione della Qualità vengonocostantemente comunicati per promuovere la consapevolezza e la cooperazione di tutti i collaboratorial 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 organiz-zativo e personale devono essereorientate in modo tale da assicurare il raggiungimento degli obiettivi diQualità.
Sistemi di gestione / certificatiLa 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 obiettivoin modo affidabile BASF PolyurethanesEurope ha introdotto già da alcuni anniun sistema di Gestione della Qualitàche 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 efficienzaottimale e di un perfetto coordinamen-to di tutte le attività e operazioni. Ad ogni collaboratore viene richiesto di contribuire con le sue capacità edidee ad assicurare e migliorare continuamente la Qualità sul posto di lavoro.
Il nostro sistema integrato di Gestionedella Qualità e dell’Ambiente è basatosugli standard delle seguenti norme:
DIN EN ISO 9001
ISO/TS 16949(con sviluppo prodotto)
DIN EN ISO 14 001 (sistema di gestione ambientale)
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
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BASF Polyurethanes GmbH
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I dati contenuti nella presente pubblicazione si basano sulla conoscenza e esperienza atttuali della società. A causa dellamolteplicità di fattori che possono influenzare la lavorazione el’applicazione del nostro prodotto, tali dati non esentano l’utili-zzatore 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 qualitàcontrattuale concordata del prodotto. È responsabilità di coluiche riceve i nostri prodotti accertarsi che vengano rispettati i diritti di proprietà, nonché le leggi e le legislazioni esistenti.(01/17) KU
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