Plasma de-flashing treatment of nylon TR90 temples for eyewear industry : a case study

Flash defects in injection moulded temples represents a serious concern for the final product quality assurance. Vibratory tumbling is the process in use to tackle the problem; however, new solutions have been sought to overcome some of its safety and environmental issues. Among the ones introduced in this work, this thesis aims at studying the effectiveness of the flash removal action of an atmospheric plasma treatment on a black plastic temple. The specific polymer is Grilamid TR-90, a special Nylon commonly used in eyewear manufacturing. Due to the lack of literature on flash removal on polymeric materials through atmospheric plasma treatments, the research has been entirely empirical and the optimal result has been reached through a three-phases experimental campaign. In particular, a first Full Factorial Design (FFD) was used as screening session to obtain the plasma parameters' general interactions; secondly, the potential optimal window was analysed via a Central Composite Design (CCD) for the definition of Response Surface models; lastly, the empirical validation of the optimal parameters proposed by the model was performed. Finally, a comparative qualitative analysis of the productivity and environmental impact of the two processes was conducted.

Le bave da iniezione plastica costituiscono una delle principali cause di scarto nel ciclo di produzione delle aste oggetto di questa tesi. Il buratto vibrante rappresenta la tecnologia con cui il problema viene attualmente affrontato; tuttavia, considerato il suo impatto ecologico ed in materia di sicurezza, il vaglio di nuovi processi di rimozione bave risulta essere necessario. Tra le varie tecnologie discusse, l’oggetto di questa tesi risulta essere l’indagine dell’efficacia nella rimozione delle bave di un trattamento al plasma atmosferico su un’asta nera in Nylon TR90. A causa della mancanza di letteratura riguardante modelli di rimozione bave tramite plasma atmosferico su materiali polimerici, la ricerca è stata realizzata in maniera totalmente empirica ed è stata condotta attraverso una campagna sperimentale di tre fasi. In particolare, si è cominciato utilizzando un Full Factorial Design (FFD) per una prima fase esplorativa, in modo da ricavare le generiche interazioni tra i parametri di processo; si è seguito con l'analisi della potenziale finestra di parametri ottimale, servendosi di un Central Composite Design (CCD) per la modellazione di una Superficie di Risposta; per ultimo, è stata condotta la verifica empirica dei parametri ottimali proposti dal modello. A conclusione del lavoro è stata proposta una comparazione in termini di produttività e impatto ambientale dei due processi.