FI107899B - Menetelmä ja laite rajapintapintojen muodostamiseksi - Google Patents

Description

107899

Menetelmä ja laite rajapintapintojen muodostamiseksi Tämä keksintö koskee rajapintapinnan muodostavia laitteita ja menetelmiä, joilla muodostetaan rajapintapintoja nestemassaan.

5 Monikerroksisia kalvoja on aiemmin valmistettu tai ehdotettu valmis tettavaksi käyttämällä monimutkaisia koekstruusiosyöttökappaleita, katso esimerkiksi US-patentit 3 773 882 ja 3 884 606, jotka on myönnetty Schrenkille. Nämä mutkikkaat syöttökappaleet ovat kuitenkin vaikeita ja kalliita valmistaa, eikä niitä ole helppo sovittaa erilaisiin sovellutuksiin.

10 Monikerroskalvoja on myös valmistettu tai ehdotettu valmistettaviksi yhdistelmällä, jossa on yksinkertaisempi syöttökappale yhdessä yhden tai useamman rajapintapinnan muodostavan laitteen (ISG) kanssa sarjassa, katso esimerkiksi US-patentti 3 565 985, joka on myönnetty Schrenk et al:lle. Tämä laite on helpompi ja halvempi valmistaa ja koota, ja sarjassa käytettyjen ISGiden 15 tyypin ja/tai määrän muuttaminen tekee mahdolliseksi valmistaa taloudellisesti kalvoja, joissa on kerroksia muutamista useisiin.

Aiempia ISG:tä ei ole suunniteltu kuitenkaan monikerroksisten kalvojen valmistukseen, vaan voimakkaasti viskoottisten materiaalien, sellaisten kuin erilaisten kestomuovien sulatteet, sekoittamiseen.

20 Nämä tunnetut ISG:t ovat yleensä toimineet pakottamalla viskoottiset nesteet sekoittumaan sarjassa kulkureittejä, jotka toistuvasti erottavat ja yhdis-tävät virtauksen elementit viskoottisten nesteiden virratessa laitteen läpi, tarkoi- • « * tuksen ollessa yleensä luoda rajapintapintoja jakamalla toistuvasti annetun ma- ···: teriaalin kerroksia, tai aggregaatteja yleensä.

« · : 25 Vääristymät ja katkoskohdat annetun materiaalivirran kerroksissa johtuvat sellaisista jakamisista ja uudelleenyhdistämisistä siten, että toinen ma- :T: teriaalivirta, joka lähtee jopa yhdestä ISG:stä, voi poiketa merkittävästi kerrosten halutusta luonteesta ja/tai rakenteesta syöttökappaleesta tulevassa koekstru-doidussa ensimmäisessä komposiittivirrassa. Nämä vääristyvät kertautuvat sil- ,···. 30 loin kun useita ISG:tä käytetään sarjassa, kuten voi olla välttämätöntä toisen *" virtauksen, jossa on haluttu määrä kerroksia, luomiseksi.

Julkaisu FR-A-130 87 73 (joka vastaa julkaisua GB-A-941 893) sekä M» julkaisu US-A- 323 91 97 esittävät ISG:t, jossa virtaus jaetaan useisiin osiin, jol-loin jakovälineiden tason kanssa eri tasossa olevien osien mittoja kasvatetaan ja ]·. : 35 mitoiltaan kasvatetut osat yhdistetään uudelleen. Valinnaisesti virran poikkileik- • · · kausalaa pienennetään ennen mittojen kasvattamista. Näitä ISG:tä voidaan 2 107899 käyttää keskenään vastakkaisten rajapintojen tuottamiseen komposiittivirtauk-sissa, jotka koostuvat diskreeteistä polymeerikerroksista, joista ainakin yksi ker-rospari rajaa väliinsä tasomaisen rajapinnan, joka sijaitsee suorakulmaisen koordinaattijärjestelmän x-z-tasossa, jolloin z-akseli kulkee komposiittivirran 5 suunnassa, ja x-akseli kulkee poikittaisesti komposiittivirtaan nähden määrit- tä-en rajapintakerroksen poikittaismitat, ja y-akselin kulkiessa kohtisuoraan rajaker-rospinnasta poispäin kerrosparin paksuussuunnassa.

Eräässä suoritusmuodossa komposiittivirtaus on jaettu x-akselia pitkin siten, että kerrospari ja rajapinta on jaettu ainakin kahden haaravirtauksen 10 joukosta, jolloin haaravirtaukset on paisutettu x-akselia pitkin ja kutistettu y-akselia pitkin, valinnaisesti virtauksen poikkileikkauksen pienentämisen jälkeen; ja resultanttivirtaukset on yhdistetty muodostamaan toinen komposiittivirtaus, joka käsittää suuremman määrän polymeerimateriaalia olevia rajakerroksia kuin alkuperäinen komposiittivirtaus.

15 Julkaisu JP-A-551 541 27 esittää monikerroskalvon valmistamisen jakamalla monikerrosvirtaus samanlaisiin ylempiin ja alempiin haaravirtauksiin sijoittamalla haaravirtaukset uudelleen vaakasuoraan rinnakkaisasemaan; jakamalla rinnakkaiset haaravirtaukset yhtäsuuriin ylempiin ja alempiin yhdistettyihin haaravirtauksiin; sijoittamalla yhdistetyt haaravirtaukset vaakasuoraan rin-20 nakkaisasemaan; ja ruiskupuristamalla rinnakkain yhdistetyt haaravirtaukset.

·.· Esillä olevassa keksinnössä haaravirtausten tai toisen virtauksen • · .!’* symmetrinen laajentaminen ja kutistaminen rajoittaa vääristymiä ja katkoskohtia, • · • " joita normaalisti esiintyy materiaalien komposiittivirtausten jakamisessa ja yh- • · · •••j distämisessä perinteisissä ISG:issä. Koska esillä olevan keksinnön mukaista : 25 ISG:tä voidaan käyttää perinteisiin tarkoituksiin sekoitettaessa viskooseja ainei- ta, se on erityisesti suunniteltu olemaan hyödyllinen monikerroskalvojen valmis-tamisessa ensimmäisestä komposiittivirtauksesta.

Esillä oleva keksintö tarjoaa käyttöön menetelmän rajapintapintojen muodostamiseksi ensimmäiseen komposiittivirtaukseen, joka muodostuu poly-.···. 30 meerimateriaalin erillisistä kerroksista, joista ainakin yksi pari muodostaa väliinsä tasomaisen kerrosrajapinnan, joka sijaitsee x-y-z-koordinaattijärjestelmän x-z- • · · tasossa, jossa koordinaattijärjestelmässä z-akseli osoittaa ensimmäisen kompo- siittivirtauksen virtaussuuntaan, x-akseli osoittaa kohtisuoraan komposiittivirta- ukseen nähden ja muodostaa kerrosrajapinnan kohtisuoran ulottuvuuden, ja y- !·. : 35 akseli osoittaa kohtisuorasi poispäin kerrosrajapinnasta kerrosparin paksuus- • · · suuntaan, jolloin menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: 3 107899 ensimmäisen komposiittivirtauksen jakamisen x-akselin suunnassa siten, että kerrospari ja kerrosrajapinta jaetaan ainakin kahdeksi haaravirtauk-seksi; haaravirtausten poikittaismitan laajentamisen x-akselin suunnassa ja 5 haaravirtausten paksuuden kutistamisen y-akselin suunnassa; ja haaravirtausten uudelleenyhdistämisen toisen komposiittivirtauksen muodostamiseksi, joka sisältää suuremman määrän polymeerimateriaalikerrok-sia kuin ensimmäinen komposiittivirtaus, jolle on tunnusomaista että, haaravirtaukset kerrostetaan y-akselia pitkin uudelleensijoittamalla 10 ne x- ja y-akselia pitkin, kun ne virtaavat z-akselia pitkin, uudelleensijoittelun tapahtuessa ennen laajentamista ja kutistumista ja ilman haaravirtausten poikkileikkausten oleellista muuttamista; laajentaminen on symmetrinen ja tapahtuu yksittäisissä haaravir-tauksissa ennen kutistamista tai toisessa komposiittivirtauksessa; ja 15 kutistaminen on symmetrinen ja tapahtuu yksittäisissä haaravir- tauksissa laajentamisen jälkeen tai toisessa komposiittivirtauksessa.

Keksintö koskee myös laitetta tällaisen menetelmän suorittamiseksi, jolloin laitteelle on tunnusomaista se mitä on sanottu patenttivaatimuksissa 4-6.

Kuvio 1 on kaaviomainen kuvaus esillä olevan keksinnön mukaisen 20 menetelmän tavasta muodostaa monikerroksinen virtaus ensimmäisestä kom- ···. posiittivirtauksesta, joka sisältää kaksi erillistä ja oleellisesti jatkuvaa erilaisten « ♦ .1" kestomuovimateriaalien kerrosta.

• · * 1* Kuvio 2 on isometrinen kuvaus esillä olevan keksinnön mukaisen • ♦ · ♦ ··; laitteen ensimmäisestä toteutuksesta kokonaisuudessaan.

• ♦ : 25 Kuviot 3-6 ovat kuvauksia erillisistä kanavista kuvion 2 laitteen en- simmäisessä osassa, tai osaelementissä, otettuna ensimmäisen osaelementin ··* · etupuolelta, tai myötävirtaan siitä, ja esittäen nesteiden, jotka liikkuvat laitteen läpi ja kanavien läpi, virtausteitä.

♦:··: Kuvio 7 on kuvioissa 3-6 esitetyn ensimmäisen osaelementin taka- .···. 30 kuva, tai myötävirtaan olevan sivun kuva.

Kuvio 8 on kuviossa 2 esitetyn laitteen toisen osan, tai osaelementin, » · · *···* etukuva, jossa näkyvät toisen osaelementin sisällä olevat kanavat, jotka vastaa- vat ensimmäisen osaelementin kanavia.

Kuvio 9 on yläkuva kuvion 8 toisen osaelementin sisällä olevista ka- .·. i 35 navista, jossa kuvassa näkyy nestevirtauksen suunta kanavien läpi ja toisen osaelementin läpi.

4 107899

Kuvio 10 on sivukuva toisen osaelementin kanavista esittäen jälleen nesteiden virtaustien kanavien läpi.

Kuvio 11 on takakuva kuvioissa 8-10 esitetystä toisesta osaelemen- tistä.

5 Kuvio 12 on etukuva kuvion 2 laitteen kolmannesta osaelementistä, esittäen kanavat, jotka vastaavat sisääntulojensa kohdalta toisen osaelementin kanavien lähtöjä, ja jotka konvergoivat yhteiseen lähtöön.

Kuvio 13 on kuva kuvion 12 kolmannen osaelementin kanavien kon-vergoinnin poikkileikkauksesta yhteiseen lähtöön päin, jossa kuvauksessa esi-10 tetään nuolien avulla nesteiden virtaustie kolmannen osaelementin kanavien läpi.

Kuvio 14 on tasasivun, tai myötävirtaan olevan sivun, kuva kolmannen osaelementin, joka on aiemmin esitetty kuvioissa 12 ja 13, kanavista.

Kuvio 15 esittää esillä olevan keksinnön mukaisen laitteen vaihtoeh-15 toista toteutusta, jossa tässä määritellyt kanavat ja ontelot nestevirtaukselle on esitetty kiinteillä viivoilla, jotta sitä olisi helpompi katsella.

Kuvio 16 on etukuva kuvion 15 mukaisen laitteen toisesta osaelementistä.

Kuten on esitetty yllä olevassa piirrosten yhteenvetokuvauksessa, 20 esillä olevan keksinnön mukainen laite, tai elementti, sisältää ensimmäisessä toteutuksessaan kolme toiminnallisesti erillistä, mutta ei välttämättä fyysisesti [;·* erotettavissa olevaa, osaelementtiä - yhden menetelmän mukaista jakamisen ja • · : " takaisinohjauksen, tai uudelleensijoituksen, vaihetta varten, yhden niin muo- ···· dostettujen ja uudelleensijoitettujen rinnakkaisvirtausten laajentamista varten, ja : 25 yhden haaravirtausten kutistamista varten, ja niiden yhdistämiseksi uudelleen ****: yhtenäiseksi kokonaisuudeksi.

:T: Vaikka nämä vaiheet voidaan suorittaa erikseen ja sekventiaalisesti, ymmärretään, että esimerkiksi laajennus- ja puristusvaiheet voidaan yhdistää, tai ne voivat mennä päällekkäin, haluttaessa toisessa osaelementissä, kolman-30 nen osaelementin ollessa pääasiassa sovitettu suorittamaan uudelleenyhdistä-*’] misvaiheen, joskin ehkä myös suorittamaan myöskin osan puristamistoimin- nosta tai sen kokonaan. Samalla tavoin kolmas elementti voi saattaa loppuun • · · laajennusvaiheen puristaessaan ja yhdistäessään rinnakkaisvirtauksia, tai en- :·. nen sitä.

• · · *·.; 35 Näiden kolmen osaelementin suorittamat jakamisen, uudelleensijoi- • · · * ' tuksen, laajentamisen, puristamisen ja yhdistämisen vaiheet tapahtuvat tyypilli- 5 107899 sesti ja edullisesti siten kuin kuviossa 1 on kaaviomaisesti esitetty. Kuten tuota piirrosta tarkastelemalla voidaan nähdä, kerrosrakenteinen erilaisten kestomuo-vimateriaalien erillisten ja jatkuvien kerrosten 10 ja 12 ensimmäinen komposiitti-virtaus, sellainen kuin joka voisi lähteä tavanomaisesta koekstruusiosyöttökap-5 paleesta, tulee sisään ISG:een ja jaetaan neljäksi rinnakkaisvirtaukseksi 14, 16, 18 ja 20 ensimmäisen osaelementin sisällä.

Tulee ymmärtää, että "tavanomainen koekstruusiosyöttökappale" edellä olevassa kappaleessa käytettynä käsittää monikerrossyöttökappaleen, sellaisen kuin on kuvattu US-patentissa 3 773 882, joka on myönnetty 10 Schrenk:lle. Ensimmäinen komposiittivirtaus voi siten sisältää useita kerroksia ja materiaaleja, jotka oleellisesti ylittävät kuviossa 1 esitetyt kaksi kerrosta. Kuvattu ensimmäinen komposiittivirtaus on kuitenkin valittu sen vuoksi, että yksinkertaistettaisiin mahdollisimman paljon esillä olevan keksinnön selitystä ja kuvausta.

15 Kerrosmainen ensimmäinen komposiittivirtaus muodostaa kerrosten 10 ja 12 välille tasokerrosrajapinnan 22, joka sijoittuu yleisesti x-y-z-koordinaattijärjestelmän x-z-tasoon, jossa z-suunnan käsitetään vastaavan nestevirtauksen suuntaa yleisesti laitteen läpi (esitetty nuolilla 24 kuviossa 1), x-suunta määrittelee rajapinnan 22 ja kerrosten 10 ja 12 poikittaisdimension, ja y-20 suunta on kerrosten 10 ja 12 paksuussuuntaan ja suuntautuu yleisesti kohtisuo- • ··. rasti poispäin tasokerrosrajapinnasta 22.

Ensimmäisen komposiittivirtauksen jakautuminen tapahtuu yleisesti * . x-akselia pitkin siten, että tasokerrosrajapinta 22 jakautuu yleisesti kahden tai ;*·; useamman rinnakkaisvirtauksen 14, 16, 18 ja 20 kesken riippuen kerrosten 10 • · * | 25 ja 12 paksuudesta, ja näin ollen kerrosrajapinnasta 22 x-suunnassa. Kohdassa jossa kerrokset 10 ja 12 liittyvät yhteen komposiittivirtaukseksi, kuten kuviossa 1 • · · : on esitetty, kerrosrajapinta 22 näin ollen jakaantuu kunkin haaravirtauksen 14, 16,18 ja 20 kesken.

·:··: Ainakin kaksi tai useampi rinnakkaisvirtauksista, joiden välillä raja- ·***: 30 pinta 22 jaettiin, ja edullisesti kaikki rinnakkaisvirtauksista 14, 16, 18 ja 20, uu- • •a delleenohjataan ja uudelleensijoitetaan sekä x-akselin että y-akselin suhteen ja ♦ · · toistensa suhteen niiden virratessa ensimmäisen osaelementin kanavien läpi siten, että ensimmäisen osaelementin lähdössä virtaukset 14, 16, 18 ja 20 ovat edullisesti pinottuina y-akselin suunnassa. Tai toisella tavoin ilmaistuna haara-35 virtaukset 14, 16, 18 ja 20 vihaavat ensimmäisen osaelementin läpi hajaantu- • · 6 107899 vasti siirrettyinä "y'-akselin suunnassa niiden alkuperäisistä paikoista samalla kun niitä siirretään konvergoivasti "x"-akselin suunnassa.

Toisessa osaelementissä ainakin kaksi tai useampia haaravirtauksia, ja edullisesti kukin pinotuista haaravirtauksista 14,16,18 ja 20, erikseen käyvät 5 läpi progressiivisen symmetrisen laajenemisen x-akselin suuntaisesti (suurimman mielenkiinnon kohteena olevan kerrosrajapinnan 22 tasossa) niiden poikittaisessa (tai x-) suunnassa, edullisesti siihen saakka kun haaravirtauksen poikittainen leveys on oleellisesti yhtä suuri kuin laitteeseen tulevan ensimmäisen komposiittivirtauksen leveys. Tämä laajeneminen alkaa laitteen keskikoh-10 dasta y-akselilla, ja tapahtuu yhdenmukaisesti kunkin kerroksista 10 ja 12 suhteen annetussa haaravirtauksessa esitetyllä tavalla. Edullisesti haaravirtaukset 14, 16, 18 ja 20 laajenevat myös yhdenmukaisesti toistensa suhteen esitetyllä tavalla.

Toisen osaelementin lähdössä haaravirtaukset 14, 16, 18 ja 20 me-15 nevät sisään kolmanteen osaelementtiin, jossa ainakin kaksi tai useampi haara-virtausta, ja edullisesti kukin haaravirtauksista 14, 16, 18 ja 20 erikseen, käyvät läpi samanlaisen progressiivisen symmetrisen kutistumisen, tai niiden paksuuden vähenemisen, y-akselin suuntaisesti, tai y-suunnassa, ja ne yhdistetään jälleen kerrosmaisen toisen komposiittivirtauksen muodostamiseksi. Kunkin haa-20 ravirtauksen kutistaminen tapahtuu yhdenmukaisesti x-akselia pitkin (eli kerros-rajapinnan 22 tasossa) kerrosten 10 ja 12 suhteen annetussa haaravirtauksessa *;··’ esitetyllä tavalla, ja edullisesti se tapahtuu myös yhdenmukaisesti tai yhtenäi- • · • “ sesti haaravirtauksesta toiseen.

Laite kuviossa 1 kaaviomaisesti esitettyjen vaiheiden suorittamiseksi • · : 25 voidaan ymmärtää tarkastelemalla kuvioita 2 -14, joissa ISG-laitteen ensimmäi- *:*·: nen toteutus kokonaisuudessaan on merkitty numerolla 26.

:T: Kuviossa 2 ISG 26 sisältää ensimmäisen, toisen ja kolmannen osa- elementin 28, 30 ja 32. Ensimmäinen komposiittivirtaus, joka muodostuu erilli- sistä päällekkäin menevistä erilaisten polymeeri- tai kestomuovimateriaalien ker- ,···. 30 rokeista, joista ainakin yksi pari muodostaa yleisesti tasomaisen kerrosrajapin- nan niiden väliin, joka kerrosrajapinta sijaitsee yleisesti x-z-tasossa, tulee sisään ISG:een 26 ensimmäisen osaelementin 28 säännöllisen muotoisten sisääntulo- aukkojen 34 läpi, ja virtaa elementtien 28, 30 ja 32 läpi, kuten nuolilla 36 on y] osoitettu.

• · · . 35 Tarkasteltaessa nyt kuvioita 3-6 voidaan nähdä, että näillä sisään- tuloaukoilla 34 on edullisesti oleellisesti samanlainen suorakulmainen, tai neliö- 7 107899 mainen, poikkileikkaus, ja ne on kohdistettu yleisesti x-akselin suuntaan aiemmin määritellyssä x-y-z-koordinaattijärjestelmässä. Neljä sisääntuloaukkoa 34 määritellään kolmella jakavalla seinäosalla 38 (kuvio 2), jotka voivat toimia jakajina kuvion 1 ensimmäisen komposiittivirtauksen jakamiseksi neljäksi erilliseksi 5 haaravirtaukseksi 14, 16,18 ja 20.

Ensimmäisessä osaelementissä 28 olevat haaravirtaukset 14, 16, 18 ja 20 etenevät sisäänmenoaukoista 34 ensimmäisten kanavien 40 läpi (kuviot 3 - 6). Nämä ensimmäiset kanavat 40 toimivat laitteina, jotka uudelleenohjaavat tai uudelleensijoittavat kunkin haaravirtauksista 14, 16, 18 ja 20 sekä x-akseiin 10 että y-akselin suhteen, siirtymän yleisen suunnan ja määrän kussakin kanavassa 40 ollessa osoitettu nuolilla 42 kuvioissa 3-6. Edullisesti nämä kanavat 40 ovat oleellisesti saman pituiset.

Virtauksia 16 ja 18, jotka tulevat sisään sisempien kahden sisääntu-loaukon 34 kautta, siirretään eniten y-akselin suunnassa ja vähiten x-akselin 15 suunnassa (katso kuvioita 4 ja 5). Samalla tavoin haaravirtauksia 14 ja 18 siirretään vähiten y-akselin suunnassa ja eniten x-akselin suunnassa (katso kuvioita 3 ja 6) siten, että ensimmäisen osaelementin 28 lähdössä kanaviin 40 liittyvät lähtöportit 44 ovat edullisessa toteutuksessa pinottuina yleisesti y-akselin suunnassa (kuvio 7).

20 Edullisesti yllä kuvattu uudelleensijoitus suoritetaan muuttamatta tai ···. vääristämättä oleellisesti eri haaravirtauksien poikkileikkauksia, esimerkiksi pyö- • ♦ .1" rittämällä laminaa annetussa haaravirtauksessa toisessa haaravirtauksessa ole- • 1 !’ van laminan suhteen.

«··

Kanavat 40 lähtöaukot 44 ovat edullisesti myös oleellisesti samanlai--♦ · 25 set todelliselta poikkileikkaukseltaan toisiinsa nähden ja neliömäisiin tai suora- kulmaisiin sisääntuloaukkoihin 34 nähden.

»·· *.» · Kuten kuviosta 2 voidaan nähdä, ja nyt erityisesti kuviosta 8, ensim mäisen osaelementin 28 lähtöaukot 44 ovat yhteydessä toisen osaelementin 30 ·:··: sisääntuloaukkojen 46 kanssa, jotka toiset sisääntuloaukot 46 ovat myös edulli- 30 sesti oleellisesti samalla tavoin poikkileikkaukseltaan neliömäisiä tai suorakul-maisia lähtöaukkoihin 44 ja toisiinsa nähden.

• · ♦ *·|·1 Kuljettuaan lähtöaukkojen 44 ja toisten sisääntuloaukkojen 46 läpi virtaukset 14, 16, 18 ja 20 laajennetaan edullisesti progressiivisesti ja symmetri-sesti niiden poikittaissuunnassa (x) kuljettamalla ne läpi vastaavista toisista ka- • : 35 navista 48 (katso kuvioita 2, 8, 9 ja 11).

• ♦ 8 107899

Toiset kanavat 48 on edullisesti rakennettu poikkileikkaukseltaan oleellisesti samanlaisiksi toistensa suhteen haaravirtauksien 14, 16, 18 ja 20 tasaisen laajentamisen suorittamiseksi. Tämä yleinen rakenne edullisessa muodossaan antaa vaikutelman litistetystä suppilosta, jolla on suorakulmainen lop-5 puosa (kuviot 8 ja 9) siten, että haaravirtauksilla niiden kulkiessa läpi toisista kanavista 48 on kullakin asteittain progressiivisesti suurempi poikittainen mitta x-akselin suunnassa.

Tarkasteltaessa kuviota 12, virtaukset 14, 16, 18 ja 20 yhdistetään sitten kolmannen osaelementin 32 kolmansiin sisääntuloaukkoihin 50 toisen 10 osaelementin 30 lähtöaukoista 52 (kuviot 8 ja 9), kolmansien sisääntubaukkojen 50 ollessa siten yhteydessä kanavien 48 myötävirtaan olevien päiden kanssa ja ollessa edullisesti oleellisesti samalla tavoin neliömäisiä tai suorakulmaisia todelliselta poikkileikkaukseltaan sen kanssa.

Haaravirtaukset 14, 16, 18 ja 20 kuljetetaan sitten kolmansien kana-15 vien 54 läpi, jotka symmetrisesti ja edullisesti yhdenmukaisesti kutistavat eri haaravirtauksien kokoa y- tai paksuussuunnassa (kuvio 13), ja yhdistävät jälleen virtaukset päällekkäin siten, että toisessa komposiittivirtauksessa, joka lähtee laitteesta 26, on enemmän kerroksia 10 ja 12 kuin ensimmäisessä komposiittivirtauksessa, joka tulee laitteeseen 26.

20 Kolmannet kanavat 54 ovat poikittais- tai "x"-dimensioltaan edullisesti pohjimmiltaan vakiot (kuviot 12 ja 14), ja ne kuljettavat tai suuntaavat virtaukset, • · jotka kulkevat sen läpi, kohti yhteistä lähtöaukkoa 56. Tämä yhteinen lähtöaukko ' ]’ 56, jossa laite 26 on yksi sellaisista sarjassa olevista laitteista, tulee edullisesti • · · ·/·; olemaan oleellisesti sama yleisiltä mitoiltaan x- ja y-suunnassa, kuin yhdistetyt ί 25 sisäänmenoaukot 34 (kuvio 2).

Vaihtoehtoinen laitteen toteutus monikerroksisten virtauksien, joilla *·.·* : on tämä ominaisuus, tuottamiseksi ensimmäisestä komposiittivirtauksesta, on esitetty katkoääriviivalla kuvioissa 15 ja 16, ja se on merkitty numerolla 60. To- ·:·: teutus 60 sisältyy osaan ensimmäistä osaelementtiä 62, joka, kuten kuvioiden .*··. 30 2- 14 ensimmäinen osaelementti 28, jakaa ensimmäisen komposiittivirtauksen ” haaravirtauksiksi ja uudelleensijoittaa haaravirtaukset. Ensimmäinen komposiit- ♦ · · *·“' tivirtaus, joka virtaa nuolen 36 osoittamaan suuntaan, jaetaan näin neljäksi haa- ravirtaukseksi sisääntubaukkojen 34 toimesta, jotka on suunnattu x-akselin suuntaisiksi. Nämä haaravirtaukset viilaavat sitten kanavien 40 läpi, jotka on : 35 uudelleensijoitettu toistensa suhteen ja x- ja y-akselin suhteen siten, että toisen • · 9 107899 osaelementin 66 sisääntuloaukossa 64 haaravirtaukset pinotaan samankeskiseen y-akselin suuntaisesti.

Toteutuksen 60 toinen osa-elementti 66 sen jälkeen laajentaa ja kutistaa sisääntuloaukosta 64 tulevat uudelleenyhdistetyt haaravirtaukset lähtö-5 aukkoon 68, joka on suunnattu x-akselin suuntaiseksi. Toinen osaelementti 66, joka on esitetty kuvioissa 15 ja 16, muodostaa nelitahoisen ontelon, jonka läpi uudelleenyhdistetyt haaravirtaukset voivat sitten virrata, nelitahoisen ontelon ollessa muodostettu sivujen 70, jotka yleiseltä muodoltaan ovat typistettyjä tasa-kylkisiä (tai tasasivuinen, riippuen vastaavasti sisääntuloaukon 64 ja lähtöaukon 1 o 68 mitoista y- ja x-suunnissa) leikkauspisteillä.

Yhteisesti merkittävä ominaisuus molemmissa toteutuksissa on jaettujen ja pinottujen haaravirtausten symmetrinen laajentaminen ja kutistaminen laitteessa 26, tai uudelleenyhdistettyjen haaravirtauksien muodostaman toisen komposiittivirtauksen symmetrinen laajennus ja kutistaminen laitteessa 60.

15 Symmetrinen laajentaminen haaravirtausten x- tai poikittaissuunnas- sa, tai toisen komposiittivirtauksen symmetrinen laajentaminen y-akselin suunnassa, mieluummin kuin epätasainen laajentaminen annetun laitteen oheisosasta, estää materiaalien massaa annetussa haaravirtauksessa tai toisessa komposiittivirtauksessa supistumasta tai kanavoitumasta pitkin laitteen 20 etuseinää sellaisen oheisosan suhteen. Tästä kanavoitumisilmiöstä johtuvat yksittäisten kerrosten paksuuksien vääristyminen (johtuen siitä, että virtaustie on • · lyhyempi etummaista seinää pitkin kuin takimmaista seinää pitkin) ehkäistään • [’ tällä tavoin.

• · •••j Samalla tavoin kerrosten paksuuden symmetrinen (x-akselin suun- : 25 taan) pienentäminen annetussa haaravirtauksessa tai toisessa komposiittihaa- t ravirtauksessa on suunniteltu välttämään vääristymien aiheutuminen sellaisten :T: kerrosten paksuudessa x-akselin suunnassa, tai poikittaissuunnassa, kuin myös välttämään virtauksien luonti y-suunnassa, joka voisi pyrkiä katkaisemaan haa-•j..: ravirtauksen tai toisen komposiittivirtauksen ohutkerroksisen luonteen.

.···. 30 Kutistamalla edelleen haaravirtauksia tai toista komposiittivirtausta *·* yhdenmukaisesti, kuten on edullista, ensimmäisen komposiittivirtauksen kerrok- set 10 ja 12 voidaan jakaa yhdenmukaisesti suureksi määräksi ohuita mutta jät- • · · kuvia toisen komposiittivirtauksen kerroksia, kun taas haaravirtausten epätasai- * · r." nen kutistaminen voisi johtaa joihinkin annetun materiaalin paksumpiin kerrok- : 35 siin yhdessä haaravirtauksessa epäjatkuvien kerrosten esiintyessä toisessa • · · • * 10 107899 haaravirtauksessa. Joissakin monikerroksisen kalvon sovellutuksissa, esimerkiksi monikerroksisten sulkukalvojen valmistuksessa, voi olla erityisen edullista käyttää materiaalikerroksia, jotka ovat sekä tasaisen ohuita että jatkuvia.

Laitteesta 26 tai 60 lähtevä toinen komposiittivirtaus voi itse tulla 5 syöttövirtaukseksi (eli ensimmäiseksi komposiittivirtaukseksi) esillä olevan keksinnön toiselle ISG:lle, ja niin edelleen, tai se voidaan itse muokata haluttuun muotoon jollakin sopivalla menetelmällä kestomuovimateriaalien kerroksisen virtauksen muovaamiseksi artikkeliksi, esimerkiksi lämpömuovausprosessilla.

Suunniteltaessa esillä olevan keksinnön mukaista ISG:tä on normaa-10 listi edullista käsitellä haaravirtauksia tai toista komposiittivirtausta asteittain. Mutta silloin kun laitteen tila on rajoitettu, tai jos on olemassa mahdollisuus, että ensimmäisessä komposiittivirtauksessa olevat jotkin materiaalit menettävät ominaisuuksiaan kulkiessaan syöttökappalelaitteen ja yhden tai useamman esillä olevan ISG:n läpi, esimerkiksi, eri elementtien, jotka yhdessä vaaditaan kerros-15 ten halutun määrän luomiseksi, kokonaispituus voi myös olla rajoitettu.

On olemassa useita vaihtoehtoja esillä olevan keksinnön ISG:den rakenteelle ja käytölle sellaisissa olosuhteissa, mukaanlukien esillä olevan keksinnön opetukset, mutta suuremmalla kanavamäärällä kuin tässä esimerkkinä olleilla neljällä kanavalla varustettuna rakennettujen elementtien käyttö, yhden tai 20 useamman osaelementin 28, 30 ja 32 tai 62 ja 66 lyhentäminen, syöttökappa-···. leen vaihtaminen, tai yhden tai useamman tällaisen vaihtoehdon käyttö. Tämän ;·” alan tavanomaisesti hallitseva ammattimies on varsin kykenevä valitsemaan so- • · · ‘ pivan näistä vaihtoehdoista esillä olevan keksinnön määrättyjen sovellutusten ;**; tapauksessa.

• · · j 25 Vaikkakin esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen : edulliset toteutukset on kuvattu, huomataan, että näihin toteutuksiin voidaan ··· : tehdä useita muutoksia, jotka kaikesta huolimatta ovat esillä olevan keksinnön, joka tämän jälkeen tarkemmin määritellään, sovellusalueen ja hengen mukaisia.

·:··: Esimerkiksi on tarkoitus, että tämän keksinnön opetukset sulkevat pii- ·***: 30 rinsä ja tekevät mahdolliseksi tämän keksinnön soveltamisen varustettuna ele- • « * menteillä, jotka jakavat ensimmäisen komposiittivirtauksen useiksi haaravirtauk- • · · ’•j·’ siksi mieluummin kuin vain neljäksi, mikä on esitetty esimerkkinä.

• · '···* Lisäksi vaikka on edullista, että esillä olevan keksinnön mukainen laite suorittaa sekä keksinnöllisen menetelmän laajentamisen ja kutistamisen : 35 vaiheet, muitakin menetelmiä menetelmän suorittamiseksi voidaan keksiä. Esi- merkiksi syöttölohko-laite-syöttökappale-yhdistelmässä laite voisi suorittaa laa- 11 107899 jennusvaiheen, ja kutistusvaihe voisi tapahtua syöttökappaleessa. Tai kutistus-vaihe voisi tapahtua laitteessa laajennusvaiheen tapahtuessa syöttökappaleessa.

• · · • · • « · • · • t • ·· • · · • ·· · • · • · · • · · • · · · • · • · · • · « • · · • · • · · • · • · · • · · • » · • · · • · · • · • · • 1 · • 1 • · • · • · · · • · · • · · • ·

Claims (6)

12 107899

1. Menetelmä rajapintapintojen muodostamiseksi ensimmäiseen komposiittivirtaukseen, joka muodostuu polymeerimateriaalin erillisistä kerrok-5 sista, joista ainakin yksi pari muodostaa väliinsä tasomaisen kerrosrajapinnan, joka sijaitsee x-y-z-koordinaattijärjestelmän x-z-tasossa, jossa koordinaattijär-jestelmässä z-akseli osoittaa ensimmäisen komposiittivirtauksen virtaussuun-taan, x-akseli osoittaa kohtisuoraan komposiittivirtaukseen nähden ja muodostaa kerrosrajapinnan kohtisuoran ulottuvuuden, ja y-akseli osoittaa kohtisuorasti 10 poispäin kerrosrajapinnasta kerrosparin paksuussuuntaan, jolloin menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: ensimmäisen komposiittivirtauksen jakamisen x-akselin suunnassa siten, että kerrospari ja kerrosrajapinta jaetaan ainakin kahdeksi haaravirtauk- seksi; 15 haaravirtausten poikittaismitan laajentamisen x-akselin suunnassa ja haaravirtausten paksuuden kutistamisen y-akselin suunnassa; ja haaravirtausten uudelleenyhdistämisen toisen komposiittivirtauksen muodostamiseksi, joka sisältää suuremman määrän polymeerimateriaalikerrok-sia kuin ensimmäinen komposiittivirtaus, 20 tunnettu siitä, että /'*. haaravirtaukset kerrostetaan y-akselia pitkin uudelleensijoittamalla ne x- ja y-akselia pitkin, kun ne viilaavat z-akselia pitkin, uudelleensijoittelun • · * tapahtuessa ennen laajentamista ja kutistumista ja ilman haaravirtausten poik- ; ! kileikkausten oleellista muuttamista; • · ♦ 2. laajentaminen on symmetrinen ja tapahtuu yksittäisissä haaravir- [ * tauksissa ennen kutistamista tai toisessa komposiittivirtauksessa; ja : kutistaminen on symmetrinen ja tapahtuu yksittäisissä haaravir- tauksissa laajentamisen jälkeen tai toisessa komposiittivirtauksessa. *:·*: 2 Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ·“*: 30 että haaravirtaukset kerrostetaan ja sitten laajennetaan ja kutistetaan ennen uu- ··» φ \φ delleenyhdistämistä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · *·;·' että haaravirtaukset kerrostetaan ja sitten uudelleenyhdistetään ennen niiden :*·.. laajentamista ja kutistamista. • · * · ♦ ♦ «« • · 13 107899

4. Menetelmä monikerroksisen muovituotteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää tuotteen valamisen haluttuun muotoon jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisella menetelmällä.

5. Laite rajapintapintojen muodostamiseksi patenttivaatimuksen 2 5 mukaisella menetelmällä, tunnettu siitä, että se käsittää jakolaitteen (34) ensimmäisen komposiittivirtauksen jakamiseksi haa-ravirtauksiksi x-akselin suunnassa; ensimmäiset kanavat (40) haaravirtausten uudelleensijoittamiseksi sekä x-akselin että y-akselin suunnassa; 10 ensimmäisten kanavien (40) kanssa nestekosketuksissa (44, 46) ole vat toiset kanavat (48), kunkin toisen kanavan (48) poikittaisen mitan ollessa progressiivisesti suurempi x-akselin suunnassa sen sisääntuloaukosta (46) läh-töaukkoon (52) päin, sisääntuloaukon (46) ollessa sijoitettu laitteen keskelle; toisten kanavien (48) kanssa nestekosketuksessa (50, 52) olevat 15 kolmannet kanavat (54), kolmansien kanavien (54) mitan ollessa y-suunnassa sellainen, että se tulee progressiivisesti pienemmäksi sen sisääntuloaukosta (50) lähtöaukkoon päin; ja laitteen (56) kolmansista kanavista (54) tulevien haaravirtausten uu- delleenyhdistämiseksi toisen komposiittivirtauksen muodostamiseksi.

6. Laite rajapintapintojen muodostamiseksi patenttivaatimuksen 3 ···. mukaisella menetelmällä, tunnettu siitä, että se käsittää • ♦ .’** jakolaitteen (34) ensimmäisen komposiittivirtauksen jakamiseksi haa- * . ravirtauksiksi x-akselin suunnassa; «·· ***j ensimmäiset kanavat haaravirtausten uudelleensijoittamiseksi sekä »·1 * 25 x-akselin että y-akselin suunnassa; ja kanavan, jossa haaravirtaukset yhdistetään uudelleen ja laajenne- «·» v : taan ja kutistetaan symmetrisesti, mainitun kanavan muodostaessa nelitahoisen ontelon, jonka läpi uudelleenyhdistetyt haaravirtaukset virtaavat, ontelon ollessa ·:··: muodostunut kanavan sivujen (70) leikatessa toisensa neljän tasakylkisen tai ta- .***· 30 sasivuisen kolmion yleiseen muotoon. ··· ♦ • · · ♦ · · ♦ ♦♦ « ♦ • ♦ ♦ ♦ · m · • · « · • ♦♦ ♦ • · · • · · • ♦ 14 107899