CZ238599A3

CZ238599A3 - Tuhý barevný předmět a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ238599A3
Application number: CZ992385A
Authority: CZ
Inventors: Robert Worley Homer; Roy Stanley Pulley
Original assignee: Pulley Bros Limited
Priority date: 1997-01-03
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 1999-12-15
Also published as: IL130699A0; CN1243472A; CA2276663A1; GB2320908B; GB9700071D0; TR199901970T2; AU5334798A; PL334441A1; BR9806830A; AU721660B2; JP2001507298A; WO1998029233A1; GB2320908A; EP1011957A1; HUP0000864A2; SK91299A3

Description

Tuhý barevný předmět a způsob jeho výroby.

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby barevného tuhého předmětu a vlastního předmětu. Ačkoli může být vynález užit pro široký rozsah výrobků je zejména výhodný při výrobě dílů pro motocykly a vozidla a proto bude z tohoto důvodu popsán v souvislosti snimi s odkazem, že vynález má širší využití.

Dosavadní stav techniky

Některá vozidla, zejména těžká průmyslově využitelná vozidla, jako jsou bagry, jsou náchylná na poškození. I když mohou vozidla mít kovové díly jako vnější kryty je mnohem ekonomičtější pokud jsou díly zhotoveny z levnějšího robustnějšího materiálu. Plasty jsou obvyklými vhodnými materiály, ale nemají atraktivní barvu. Spis EP-A-0266107 popisuje výrobek použitelný jako díl automobilu a obsahující povlak z polymerní fólie zhotovené z pigmentované akrylové vrstvy připojené adhesivně k vrstvě PVC a nesené polymemí vrstvou. Díl je zhotoven vstřikováním polymeru na vrstvu umístěnou ve formě s vrstvou PVC umístěnou nejvíce uvnitř. Toto je potřeba provést při způsobu výroby tuhého nárazu odolného dílu, který má atraktivní jasné barvy.

Podstata vynálezu

Jedním aspektem vynálezu je provádění způsobu výroby barevného tuhého výrobku, tento způsob obsahuje:

i) aplikaci vrstvy nárazu odolného pigmentovaného materiálu na desku z nárazu odolného termoplastického polymeru do podoby polotovaru pláště výrobku;

• · · · ·· 4 4 • · · 4 4 4 4 4 · · · • · · · · · 4 4 4 4 ··· · ··· · 44 4 · ··

4 4 4 4 4 4 4

444 44 44 44 44 ··

-2ii) vakuové tváření vrstvené desky do předem daného tvaru odpovídajícího plášti výrobku;

iii) spojování tvarované vrstvené desky s tvarovanou skořepinou v tlaku a teplotě odolné formě s pigmentovanou vrstvou spojenou se stěnou skořepiny;

iv) přivádění směsi pryskyřice do kontaktu s otevřenou plochou desky, uzavření formy a následné volné nebo řízené vytvrzení směsi, přičemž vytvrzená směs má stejný tvar jako deska; a

v) vyjímání vytvarovaného barevného tuhého výrobku.

Plášť může být zhotoven pomocí tepelného zpracování, pod vakuem, a může mít vyhovující barvu a lesk. Plášť může být odolný povětmosti a nárazu vzdorný a je odolný ultrafialovému záření. Pokud je to požadováno, může být plášť opatřen pružnými podklady. Termoplastickou vrstvou může být akrylonitrilebutadienstyren (ABS); ester akrylonitrilestyrenakrylu (AS A); polykarbonáty a jejich deriváty; modifikovaný nezměkčený polyvinylchlorid (PVC-u); a UV záření vysoce odolný polystyren (HIPS). Nej výhodnějším odolným termoplastickým polymerem je ABS a pigmentovanou vrstvou je lesklá pigmentová vrstva v plastickém nosiči, tj. polyakrylát. Nejvýhodnější deskou a vrstvou je výlisek, který je dostupný pod ochrannou známkou „IRIDON“.

Tvářený výrobek musí být chráněn rámem nebo doprovodnými výrobky a výhodou provedení tohoto vynálezu je, že za tímto účelem mohou být pevné prvky ukotveny v tuhnoucí směsi. Skořepina může být tvarována s vystupujícími volnými konci spojovacích prvků.

Deska je s výhodou zhotovena z ABS, tj. akrylonitributadienestyrenu a polyakrylátovým nosičem pigmentů je s výhodou polymetylmetakrylát. ABS má výhodnou vysokou odolnost a vykazuje následující kombinaci vlastností: vrubovou houževnatost dle Izoda 380 až 420 J/m při 23°C; pevnost v tahu 30 až 40 MPa; měrnou hmotnost okolo 1,1 gm/cm³.

Vylisovaná deska je nejdříve vakuově tvářená, tj. tepelně zpracovávána v uzavřené formě pro získání požadovaného tvaru. Poté je vložena do skořepina, která je s výhodou • · * · » · · · ·· · «··

- J ··· • · odolná deformacím, tj. odolná tlaku a působení tepla, když je směs plastu vytvrzována ve formě. Nejlépe pokud skořepina obsahuje z poloviny vytvrzený epoxid GRP, který může být zhotoven s malou tolerancí smrštění.

Půlky skořepina jsou s výhodou umístěny ve formě, která je umístěna v tlaku odolném lisu.

Vytvarovaná deska je umístěna v polovině skořepiny s akrylátovou vrstvou směřující dolů tak, že tvarovaná deska působí jako forma pro vytvrzovaný plast. Protože tvářená deska obsahuje vnitřní vrstvu formy, forma nepotřebuje činidlo.

V nej výhodnějším provedení vynálezu jsou ve vytvrzující směsi přítomny vlákna. Vlákna mají s výhodou požadovanou pevnost a tažnost. Takováto vlákna mohou být volná, ale s výhodou jsou ve formě sítě. Ačkoli mohou být vlákna vybrána z širokého rozsahu materiálů, jako jsou kovy, nekovy, kombinace titanu, uhlíku, hliníku s křemíkem, plastů jako je polypropylen, je výhodné užít skleněná vlákna. Tato mohou být spojena dohromady do sítě pomocí emulsního lepidla, vybraného pro spolupůsobení s vytvrzovanou směsí. Vláknitým materiálem je s výhodou VETROTEX M5 dodávaný firmou Vetrotex (UK) Ltd.

Směs pryže může být vybrána podle mechanických vlastností podle konečných požadavků na užití výrobku. Vysoká pevnost k poměru hmotnosti je výhodná dohromady s kompatibilitou s dalšími prvky. Optimálně může být směs plastů vybrána pro tlumení zvuku, tekutost, umožňující odlít složitější tvary, a schopnost být pigmentovanou a barevně přizpůsobenou.

Směs pryže může být zvolena z rozsahu vhodných materiálů jako PVC, akrylový polymer, polyetylén, polyester, polyuretan a podobně. Směs je s výhodou přizpůsobena do podoby tuhé podoby, jejíž pevnost je vybrána v závislosti na požadovaném konečném užití. Nejvýhodněji je směs zvolená v podobě tvářeného polyuretanu, v tomto případě obsahuje polyolové prvky, isokyanátové prvky a katalyzátory. Další složky mohou být přítomny jako plniva, pojivá, rozpínadla, barviva a podobně. Polyol může být založen na polyesteru, polyepoxu, poloyetérech, polybutadienu; isokyanátem může být metyldiisokyanát, naftalen

9 9 9 99 9· • 9 9 9 99 9 9 9 9 · · 9999 9 9 9 9

999 9 9999 999 999

99999 9 9 9

999 99 99 99 * · 99

-4diisokyanát, tolylen diisokyanát nebo podobně. V nejvýhodnějším provedení vynálezu je požadovanou směsí polyuretan protože umožňuje výrobu pevného výrobku v krátkém časovém intervalu, tj. menším než pět minut a obvykle od 1,5 do okolo tří minut. Jako důsledek mohou být výrobky zhotoveny rychle a v masovém měřítku.

Ve výhodném provedení vynálezu je pevný prvek zakotven v pružné směsi před vytvrzováním. Takovýmto prvkem může být šroub se závitem, jehož hlava je ukotvena ve směsi. Ve výrobku může být obsaženo několik takovýchto prvků.

Vytvrzování je poté iniciováno chemicky nebo pomocí teploty nebo jiné radiace. Vypěnění může být provedeno známým způsobem.

Dalším aspektem vynálezu je způsob výroby barevného tuhého výrobku obsahující kroky umístění tvarovaného pláště s pigmentovaným povrchem do tvarované skořepina v tlaku a teplotě odolné formě s pigmentovaným povrchem připojeným ke stěně skořepiny umožňujícím vytvrzení plastu na plášti, vyznačující se tím, že plášť je vákuově tvářený výlisek z vrstvy nárazu vzdorné pigmentované vrstvy a desky z nárazu vzdorného termoplastického polymeru.

Dalším aspektem vynálezu je vytvoření tuhého tvarovaného výrobku obsahujícího vnější vrstvu pigmentovaného nárazu vzdorného materiálu, desku z nárazu vzdorného termoplastického polymeru a vnitřní vrstvu z pěněného plastu, s výhodou výrobek obsahuje vlákna rozmístěná v pěnové plastické vrstvě a výrobek s výhodou obsahuje zpevňující prvek zakotvený v pěnové plastické vrstvě.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude zřejmější z popisu provedeného na příkladném řešení s pomocí přiložených schématických výkresů.

Na obr. 1 je znázorněn výlisek ve zvětšeném měřítku.

* · 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 «9 · 9 · · 9 · · 9 • 9999 999 9 999 999

9 9 9 9 9 9 9

99999 99 99 99 99

-5Na obr. 2 je vertikální řez formou obsahující půlku skořepiny před vytvrzením směsi plastu.

Příklady provedení vynálezu

Výlisek 1 obsahující jednu vrstvu IA z akrylonitril butadien styrenu a druhou vrstvu IB z pigmentovaného tuhého modifikovaného polymetakrylátu je tepelně nebo vakuově tvářen ve vhodné neznázoměné vákuové formě při teplotě okolo 160° až 170°C do požadovaného profilu P pláště požadovaného výrobku. Výlisek je vybrán podle vlastností vyžadovaných při konečném užití; ve výhodném provedení má výlisek měrnou hmotnost okolo 1,1 gm/cm³ a tloušťku okolo 2 mm; pevnost v tahu je od okolo 30 do přibližně 40 MPa a mez pevnosti v ohybu je od okolo 50 do přibližně 55 MPa a ohybový modul je okolo 2,2 Gpa. Obvyklý výlisek má teplotu měknutí podle Vicata od okolo 97 do přibližně 101°C.

Tuhý pěnový nosný podklad B je nanesen na profil P ve formě znázorněné na obr. 1. Forma obsahuje základ 2 a horní díl 3; a má boční stěny 4. Boční stěny 4 jsou tvořeny spodní polovinou 4A a horní polovinou 4B přizpůsobenými pro nesení volných konců profilu P. Základní hmota samo tvrdnoucího plniva 5, například plněného plastu je umístěna ve spodní polovině skříně formy do podoby požadovaného tvaru M. Spodní polovina Hl skořepiny je umístěna na tuhnoucí základní hmotě. Spodní polovina Hl skořepiny má tvarovanou horní stěnu, na kterou je umístěn profil P s druhou vrstvou IB směřující dolů, a trubice 6 pro průchod ohřátého média. Polovina skořepiny je zhotovena ze skleněného epoxydového laminátu nebo materiálu s obdobnou přesností tak, že profil má přesné rozměry a nebude se pohybovat během lisování. Neznázoměná výztuž z materiálu VETROTEX je umístěna a poté je netvrzená polyuretanová směs 7 dodána na horní, tj. zadní první vrstvu IA profilu P. Vložka 8 je umístěna k jednomu konci. Horní polovina H2 skořepiny je umístěna nahoru po doplnění plniva 5 a poté je přiložen horní díl 3. Tento celek je vložen do neznázoměného hydraulického lisu. Horká voda prochází trubicemi 6 pro dodání tepla způsobujícího vypěnění a vytvrzení polyuretanové směsi. Toto probíhá okolo dvou minut. Voda je vypuštěna a tvar M je vyjmut z lisu a rozebrán. Profil P s tuhou pěnovou výplní s vysokou titi titi • titi ti • ti · ti ti titititi • ti ti • ti titi • ti • · ti · • titi ti ··· tititi • · « ti ti ·

-6měrnou hmotností je vyjmut a upraven do požadovaného tvaru a velikosti. Takto může být zhotoven díl s vysokou pevností s lesklým barevným povrchem a při nízkých nákladech. Poloviny skořepin jsou použitelné opakovaně.

Vynález není omezen pouze na popsané řešení. Výlisek může mít tvar obklopující vrstvu pěny.

Claims

Způsob výroby barevného tuhého výrobku, vyznačující se tím, že obsahuje:

i) aplikování vrstvy nárazu odolného pigmentovaného materiálu na desku z nárazu odolného termoplastického polymeru do podoby polotovaru pláště výrobku;

ii) vakuové tváření vrstvené desky do předem daného tvaru odpovídajícího plášti výrobku;

iii) umístění tvarovaného polotovaru pláště do tvarované skořepiny tlaku a teplotě odolné formy s pigmentovanou vrstvou připojenou k stěně skořepiny;

iv) přivádění směsi pryskyřice do kontaktu s otevřenou plochou desky, uzavření formy a následné volné nebo řízené vytvrzení směsi, přičemž vytvrzená směs má stejný tvar jako deska; a

v) vyjímání vytvarovaného barevného tuhého výrobku z formy.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstva a deska jsou vytvořeny jako výlisek.
3. Způsob podle nároku lnebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje další alespoň jeden výztužný prvek pro vyztužení sestavy, přičemž výztužný prvek je ukotven ve vytvořeném výrobku.
4. Způsob podle kteréhokoli z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že obsahuje krok dodávání vláken do tuhnoucí směsi.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že vlákna jsou povlečena pojivém.
6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že vlákna jsou skleněná, kovová nebo obdobná.

• to to · to· ·· to· • ·· · · · · · • ·· to * <···

9 9 · to 9999 toto· <·· ···· to to · toto »· ·· ·· ··

-87. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že vlákna jsou ve formě síťové výztuže.
8. Způsob podle kteréhokoli zvýše uvedených nároků, vyznačující se tím, že směs pryskyřice je přizpůsobena do podoby pěny.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že směs pryskyřice je přivedena do podoby polyuretanové pěny.
10. Způsob podle kteréhokoli zvýše uvedených nároků, vyznačující se tím, že směs pryskyřice je přivedena do podoby pěny a vytvrzována méně než pět minut.
11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že směs pryskyřice je přivedena do podoby pěny a vytvrzována od okolo jedné do okolo třech minut.
12. Způsob podle kteréhokoli z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že skořepina je zhotovena z GRP nebo obdobně.
13. Způsob podle kteréhokoli z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že skořepina je umístěna v tlaku odolné formě.
14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že forma je zhotovena z odlévaného hliníku.
15. Způsob výroby barevného tuhého výrobku obsahující kroky umístění tvarovaného pláště s pigmentovaným povrchem do tvarované skořepiny v tlaku a teplotě odolné formě s pigmentovaným povrchem připojeným ke stěně skořepiny umožňujícím vytvrzení plastu na plášti, vyznačující se tím, že plášť je vákuově tvářený výlisek z vrstvy nárazu vzdorné pigmentované vrstvy a desky z nárazu vzdorného termoplastického polymeru.

·« »· ·· ·· • ft 9 9 9 9 9 ftftftft

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 • ft ft · · ftftft · ··· ftftft ftftft 9 9 9 9 9

999 ftft ftft ftft ftft ·· • ftftft

-916. Tuhý tvarovaný výrobek, vyznačující se tím, že obsahuje vnější vrstvu pigmentovaného nárazu vzdorného materiálu, desku z nárazu vzdorného termoplastického polymeru a vnitřní vrstvu z pěnového plastu.
17. Tuhý tvarovaný výrobek podle nároku 16, vyznačující se tím, že obsahuje vlákna rozmístěná v pěnové plastické vrstvě.
18. Tuhý tvarovaný výrobek podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že obsahuje výztužný prvek ukotvený v pěnové plastické vrstvě.