CZ2010696A3 - Zpusob výroby izolacních desek pro izolacní blok z kompozitního materiálu a lisovací forma k jeho výrobe - Google Patents

Abstract

Zpusob výroby izolacních desek pro izolacní blok, kdy se nejdríve dutina (2) formy (1) naplní odmereným množstvím tepelne izolacního plniva (5), nacež se do dutiny (2) formy (1) vpraví termoplast (6) v množství, které mírne prevyšuje volný objem mezi cásticemi plniva (5) a to ve stavu polymerní taveniny, nacež se razníkem (3) protlacuje termoplast (6) mezi cástice plniva (5), pricemž do doby ukoncení lisování se umožní odtok prebytku termoplastu (6) šterbinami (8) usporádanými v nejnižším míste dutiny (2) formy (1), nacež se výlisek (9) vyjme z formy (1) za soucasného odstrižení vzniklého výronku (10). Lisovací forma (1) sestává z dutiny (2), razníku (3) a dna (4) a je dále opatrena šterbinami (8) usporádanými v nejnižším míste dutiny (2) formy (1).

Description

Způsob výroby izolačních desek pro izolační blok z kompozitního materiálu a lisovací forma k jeho výrobě

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby kompozitních izolačního desek pro izolační blok z materiálu, který obsahuje velmi vysoký, tedy maximální možný objem směsi anorganických plniv a termoplastickou matrici. Vynález se také týká lisovací formy k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Vysoce plněné organické materiály jsou pro specifické účely vyráběny na bázi reaktoplastů a minerálních plniv, tzv. plastbetony. Jejich výroba je založena na prosycení specifické směsi plniv tekutými složkami reaktoplastů s velmi nízkou viskositou, která zaručí, že jsou vyplněny všechny meziprostory mezi částicemi plniva. Poté dojde k zesíťování polymemí matrice a vytvoření dílu. Při návrhu těchto dílů se přihlíží především k tuhosti a pevnosti, přičemž tepelné vlastnosti nejsou předmětem prvotního zájmu.

Plněné kompozitní materiály s polyolefinickou termoplastickou matricí, která je pro výrobu tepelně izolujícících dílů nezbytná, se obvykle vyrábějí kompaundací, přičemž se používají poměrně jemná anorganická plniva o střední velikosti částic 0,1 až 100 pm. Pro výrobu stavebních bloků s vysokým tepelným odporem je tato koncepce nevhodná, neboť tento typ plniv tepelnou vodivost zvyšuje a není možné dosáhnout potřebného stupně plnění kompozitu plnivem (směsí plniv).

Výsledná konstrukce bloku materiálu vyžaduje pro účely řešení popsaného v tomto vynálezu, aby blok byl odolný proti nasákavosti vody a měl dostatečně malou creepovou poddajnost, aby při jeho dlouhodobém zatížení nedocházelo kjeho výraznému creepovému toku, jenž je pro stavební prvek nepřípustný. Ukazuje se, že poslední podmínku obecně běžné komoditní termoplasty nesplňují a že je nutné je vyztužit. Z měření vyplynulo, že konstrukce materiálu vyžaduje použití plniva o střední velikosti částic řádově 1 až 10 mm, které se vyznačují nízkou tepelnou vodivostí a dostatečnou tuhostí a je ve výsledném materiálu uspořádáno tak, že přenáší podstatnou část tlakového zatížení interakcí mezi částicemi plniva. Jedná se tedy o vysoce plněný kompozit, kde je nutné dosáhnout prakticky limitního

- 2 * objemového zlomku plniva. Takový materiál není možné běžnými plastikářskými postupy vyrobit. Existuj^ způsoby výroby kompozitních dílců, kde se plnivo ve formě slévárenského písku smíchá s plastem a pak je v etrudéru mícháno a vytlačováno do formy. Plnivo však způsobuje značné obrušování šneku, který je třeba často měnit.

Cílem řešení je proto představit způsob, který by vedl ke zhotovení stavebního prvku, např. izolačního bloku, kterým se dosáhne potřebného minimálního zaplněni prostoru mezi částicemi vhodného plniva s nízkým koeficientem tepelné vodivosti. Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry způsob výroby izolačních desek pro izolační blok, jehož podstata spočívá v tom, že dutina formy se nejdříve naplní odměřeným množstvím tepelně izolačního plniva, načež se do dutiny formy vpraví termoplast v množství, které mírné převyšuje volný objem mezi částicemi plniva a to ve stavu polymerní taveniny, načež se razníkem protlačuje termoplast mezi částice plniva, přičemž do doby ukončení lisování se umožní odtok přebytku termoplastu štěrbinami uspořádanými v nejnižším místě dutiny formy, načež se výlisek vyjme z formy za současného odstřižení vzniklého výronku.

Ve výhodném provedení se forma temperuje na takovou teplotu, aby termoplast po tvářecí část výrobního cyklu setrvával jako tavenina.

V jiném výhodném provedení se opatří spodní plocha razníku a horní plocha dna formy výstupky a prohlubněmi, které vytvoří výstupky a prohlubně ve výlisku provedeném jako izolační deska.

V dalším výhodném provedení se na horní plochu formy dna uloží folie a teprve na ni plnivo.

Předmětem vynálezu je rovněž lisovací forma sestávající z dutiny, razníku a dna, jejíž podstat spočívá v tom, že je dále opatřena štěrbinami uspořádanými v nejnižším místě dutiny formy.

Ve výhodném provedeni jsou štěrbiny uspořádány po celém obvodu formy.

V jiném výhodném provedení jsou štěrbiny uspořádány skrze celou stěnu formy.

V dalším výhodném provedení jsou spodní plocha razníku a horní plocha dna opatřeny výstupky a prohlubněmi, které odpovídají výstupkům a prohlubním ve výlisku provedeném jako izolační deska.

V jiném výhodném provedení je dno já ve formě uspořádáno odnímatelně.

V dalším výhodném provedení jsou jednotlivé části formy opatřeny vhodnými ohřevnými prvky a chladícími kanálky.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále představen pomocí výkresů, na kterých obr.1 představuje lisovací formu podle vynálezu pro obecně plochý výlisek před závěrečným lisováním, obr.2 znázorňuje formu z obr.fl po dokončení lisování, obr.3 představuje lisovací formu v jiném provedení a to pro výrobu tvarovaných izolačních desek pro izolační bloky před závěrečným lisováním, obr.4 znázorňuje formu s výliskem z obr.3 po dokončení lisování, obr.5 představuje lisovací formu podle vynálezu pro obecně plochý výlisek s folií po dokončení lisování, na obr,6 je v detailu struktura výlisku s fólií a na obr.|7 je v detailu vidět struktura výlisku bez fólie, přičemž jako světlé částice je znázorněno stlačené plnivo a tmavou výplní je vyznačen termoplast.

Přiklad provedení vynálezu

Na obr.jí je lisovací forma 1 pro výrobu plochého výlisku. Ta obsahuje dutinu 2 a razník 3 a dno 4 o požadovaných rozměrech a tvaru ploch. V prvním kroku se dutina 2 formy 1 naplní odměřeným množstvím tepelně izolačního plniva 5, které zajistí dostatečně nízkou creepovou poddajnost výsledného výlisku. Do dutiny 2 formy 1 se poté vpraví dostatečné množství termoplastu 6, které mírně převyšuje volný objem mezi částicemi plniva 5, s výhodou ve stavu polymerní taveniny.

Forma 1 je temperována na vhodnou teplotu takovou, aby termoplast 6 po tvářecí část výrobního cyklu setrvával jako tavenina. Podstatný technický význak formy 1. spočívá v tom, že je opatřena u horní plochy dna 4 ve stěně 7 formy 1 štěrbinami 8, které umožní odtéci přebytku termoplastu 6 po aktivaci razníku 3.

Štěrbiny 8 jsou ve výhodném provedení uspořádány po celém obvodu formy 1, ale je zřejmé, že mohou být vytvořeny po obvodu formy v počtu a rozestupech dle potřeby.

Díky této možnosti odtoku přebytečného termoplastu 6 obalí zbylý termoplast 6 výlisek 9 a vyplní v něm volné prostory mezi plnivem 5 tak, že částice plniva 5 se prakticky dotýkají a tímto kontaktem pak pří aplikaci přenášejí vnější působící tlakové sily. To je vidět na obr.2, kde už je hotový výlisek 9. Jako světlé částice je znázorněno stlačené plnivo 5 a tmavou výplni je vyznačen termoplast 6. Je dobře vidět, jak přebytečný termoplast 6 zatekl ve formě výronku 10 do štěrbin 8 nebo . 4 · dokonce ven z formy 1. Po přiměřeném ochlazení se vyrobený výlisek 9 z formy 1 vyjme při teplotě, kdy už nedochází k jeho tvarovým změnám a buď volně, nebo ve formě 1 se dochladí.

Dno 4 je s výhodou oddělitelné od stěny 7 formy 1, takže po jeho odejmutí se přiměřeným rázem do výlisku výronek 10 odstřihne a štěrbiny 8 se vyčistí.

Na obr.3 a 2 je alternativní provedení lisovací formy 1 konkrétně pro výrobu izolační desky 11 pro izolační blok. Především z obr.4 je vidět, že hotová izolační k deska 11 je opatřena střídajícími se výstupky 12 a prohlubněmi 13. Těmito vzájemně do sebe zapadajícími prvky 12 a 13 se potom hotové desky 11 skládají na sebe do izolačních bloků. Forma z obr, 3 a 4 opět obsahuje dutinu 2, razník 3 a dno 4. Rozdíl je v tom, že spodní plocha razníku 3 i horní plocha dna 4 jsou opatřeny výstupky 14 a prohlubněmi 15, které vytvoří zmiňované výstupky 12 a prohlubně 13 v desce 1L V prvním kroku se dutina 2 formy 1 naplní odměřeným množstvím tepelně izolačního plniva 5, které zajistí dostatečně nízkou creepovou poddajnost výsledného výlisku, Do dutiny 2 formy 1 se poté vpraví dostatečné množství termoplastu 6, které mírně převyšuje volný objem mezi částicemi plniva 5, s výhodou ve stavu polymerní taveniny.

Forma 1 je opět temperována na vhodnou teplotu takovou, aby termoplast 6 po tvářecí část výrobního cyklu setrvával jako tavenina. Podstatný technický význak formy 1 spočívá v tom, že je opatřena u horní stěny dna 3 ve stěně 7 formy 1 štěrbinami 8, které umožní odtéci přebytku termoplastu 6 po aktivaci razníku 3.

Díky této možnosti odtoku přebytečného termoplastu 6 zbylý termoplast 6 obalí výlisek 9 a vyplní v něm volné prostory mezi plnivem 5 tak, že částice plniva 5 se prakticky dotýkají a tímto kontaktem pak při aplikaci přenášejí vnější působící z tlakové síly. To je vidět na obr.2, kde už je hotový výlisek 9. Jako světlé částice je znázorněno stlačené plnivo 5 a tmavou výplní je vyznačen termoplast 6. Je dobře vidět, jak přebytečný termoplast 6 zatekl ve formě výronku 10 do štěrbin 8 nebo dokonce ven z formy L Po přiměřeném ochlazení se vyrobený výlisek 9 z formy 1 vyjme při teplotě, kdy už nedochází k jeho tvarovým změnám a buď volně, nebo ve formě 1 se dochladí.

Dno 4 je s výhodou oddělitelné od stěny 7 formy 1, takže po jeho odejmutí se přiměřeným rázem do výlisku výronek 10 odstřihne a štěrbiny se vyčistí.

Na obr.5 je alternativní skladba výlisku 9, kdy je na dno 4 nejdříve uložena vhodná fólie 16. Folie se vkládá za účelem snížení nasákavosti výrobku.

'

Na obr. 5 je alternativní skladba výlisku 9, kdy je na dno- 4-nejdříve uložena vhodná fólie 1& Folie16.se.vkládá za účelem snížení nasákavosti: výrobku^

Na obr.6 je v detailu struktura výlisku 9 s fólií 16 a na obr;7 je v detailu vidět vnitřní struktura výlisku 9,11 bez fólie. Jako světlé částice je znázorněno stlačené plnivo 5 a tmavou výplni je vyznačen termoplast 6.

Je zřejmé, že lisovací forma 1 může být provedena tak, že jednotlivé části formy budou opatřeny vhodnými ohřevnými zařízeními a chladícími kanálky, které nejsou znázorněny, ale jsou popsány ve starších patentovaných formách tohoto či jiného typu a jsou odborníkovi známy.

Způsob výroby je založen na lisování výlisku ve formě 1, do níž je nasypána předem připravená směs plniv 5, kterou je protlačena působením razníku 3 tavenina termoplastu 6, jejíž přebytek vytéká vhodné voleným systémem štěrbin 8 z formy 1 tak, že výlisek 9,11 je vně chráněn vrstvou polymeru 6, případné je ještě vložena folie 16. a vykazuje nízkou creepovou poddajnost.

U plniva 5 jde s výhodou o směs různých frakcí s vysokým stupněm prostorového zaplnění. Jedná se o postup, kdy je mírný nadbytek polymerní taveniny zvoleného termoplastu 6 s nízkým koeficientem tepelné vodivosti vtlačen do vrstvy hustě uspořádaného plniva 5 s tím, že přebytek plastu odteče vhodně umístěnými odtokovými štěrbinami 8 formy 1 tak, že vlastní přenos vnějších tlakových sil při aplikaci konají vzájemně se opírající částice plniva 5, nikoli polymer.

Claims (10)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby izolačních desek pro izolační blok, vyznačující se tím, že dutina (2) formy (1) se nejdříve naplní odměřeným množstvím tepelně izolačního plniva (5), načež se do dutiny (2) formy (1) vpraví termoplast (6) v množství, které mírně převyšuje volný objem mezi částicemi plniva (5) a to ve stavu polymerní taveniny, načež se razníkem (3) protlačuje termoplast (6) mezi částice plniva (5), přičemž do doby ukončení lisování se umožní odtok přebytku termoplastu (6) štěrbinami (8) uspořádanými v nejnižším místě dutiny (2) formy (1), načež se výlisek (9) vyjme z formy (1) za současného odstřižení vzniklého výronku (10).

(2), razníku (3) a dna (4), vyznačující se tím, že je dále opatřena štěrbinami (8) uspořádanými v nejnižším místě dutiny (2) formy (1).

2. Způsob výroby izolačních desek podle nároku 1, vyznačující se tím, že forma (1) se temperuje na takovou teplotu, aby termoplast (6) po tvářecí část výrobního cyklu setrvával jako tavenina.

3. Způsob výroby izolačních desek podle nároku 1, vyznačující se tím, že spodní plocha razníku (3) a horní plocha dna (4) formy (1) se opatří výstupky (14) a prohlubněmi (15), které vytvoří výstupky (12) a prohlubně (13) ve výlisku provedeném jako izolační deska (11).

4. Způsob výroby izolačních desek podle nároku 1, vyznačující se tím, že na horní plochu dna (4) formy (1) se uloží folie (16) a teprve na ni plnivo (5).

5. Lisovací forma pro provádění způsobu podle nároků 1 až 4»sestávající z dutiny i

6. Lisovací forma podle nároků 5, vyznačující se tím, že štěrbiny (8) jsou uspořádány po celém obvodu formy (1).

• 7 -

7. Lisovací forma podle nároku 5, vyznačující se tím, že štěrbiny 8 jsou uspořádány skrze celou stěnu 7 formy (1).

8. Lisovací forma podle nároku 5, vyznačující se tím, že spodní plocha razníku (3) a horní plocha dna (4) jsou opatřeny výstupky (14) a prohlubněmi (15), které odpovídají výstupkům (12) a prohlubním (13) ve výlisku provedeném jako izolační deska (11).

9. Lisovací forma podle nároku 5, vyznačující se tím, že dno (4) je ve formě uspořádáno odnímatelně.

10. Lisovací forma podle nároku 5, vyznačující se tím, že jednotlivé části formy jsou opatřeny vhodnými ohřevnými prvky a chladícími kanálky.