FI77808C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av skumplastkroppar. - Google Patents

Description

1 77808

Menetelmä ja laite vaahtomuovikappaleiden valmistusta varten

Keksintö koskee vaahtomuovikappaleen valmistusmene-5 telmää, johon kuuluu vaahdotettavan muovin suulakepurista-minen yhtäjaksoisena toimintona suulakepuristimesta alennetun paineen vyöhykkeeseen, joka ympäröi puristeaihiota, puristeaihion paisuntavalaminen ja jäähdytyskovettaminen; sekä vaahtosuulakepuristuslaitteistoa, joka käsittää alenit) netussa paineessa olevan kammion, johon puristeaihio suu-lakepuristetaan, jolloin muodostuu yhtäjaksoinen vaahdotettu puristeaihio.

Termoplastiset vaahtomuovikappaleet valmistetaan yleensä ruiskuttamalla tietty paisutin suulakepuristimessa 15 olevaan sulaan muovimassaan ja jäähdyttämällä ja vaivaamalla näin saatu seos suulakepuristimessa, jolloin saadaan yhtenäinen massa, jonka sulatusviskositeetti sopii sen vaah-dottamiseen ja suulakepuristamiseen asianomaisesta suutti-mesta ympäröivään ilmaan, niin että sula muovi vaahtoaa 20 paisuttimen höyrynpaineen ja ilmakehän paineen välisestä erosta johtuen.

Tällaisella tavanomaisella menetelmällä valmistettujen vaahtomuovikappaleiden paisuntasuhde on tavallisesti n. 1,5 - 38-kertainen. Kappaleilla, joita on vaahdotettu 25 tai paisutettu vielä enemmän, ei ole sanottavaa kaupallista arvoa, esimerkiksi siitä syystä, että niissä on avonainen solurakenne, niiden soluhalkaisijät ovat erilaisia ja ne kutistuvat ja vääntyvät helposti. Tämän tavanomaisen menetelmän toisena epäkohtana on, että käyttäessä taval-30 lista enemmän paisutinta raaka-ainekustannukset nousevat, mikäli halutaan valmistaa sellaisia tuotteita, joilla on hyvät paisuntasuhteet, esim. noin 36 - 38-kertaiset, myös edellä mainitulla alueella.

Näiden epäkohtien eliminoimiseksi paisuntatehoa on 35 yritetty parantaa suulakepuristamalla vaahdotettava muovi alhaisemman paineen omaavaan vyöhykkeeseen JP-patenttijul- 2 77808 kaisun 18 779/1961, JP-patenttihakemuksen 2045/1980 ja US-patenttijulkaisun 4 199 310 mukaisesti. Tämän keksinnön tekijä on kuitenkin tutkinut perusteellisesti nämä ratkaisut ja todennut niissä seuraavat epäkohdat.

5 JP-patenttijulkaisussa 18 779/1961 esitetään menetel mä, jossa käytetään suulakepuristimen suuttimen eteen sijoitettua paisuntavalulaitetta. Siinä on poikkileikkaukseltaan lopullista tuotetta vastaava tila ja sen sisäpinnassa on lukuisia aukkoja, jotka ovat yhteydessä kaasunpoisto-10 laitteeseen. Tällä menetelmällä sopivan paisuttimen sisältävä sula muovi suulakepuristetaan edellä mainittuun laitteeseen, jossa se paisuntavaletaan sen mennessä laitteen läpi. Laitteen paine pidetään tällöin alhaisempana lukuisten aukkojen kautta tapahtuvan imutoiminnon avulla. Alen-15 netun paineen ylläpitäminen riippuu tällöin vaahdotetun muovin ja laitteen seinämäpinnan välisestä kosketuksesta. Kuitenkin pyrittäessä valmistamaan vaahtomuovikappaleita, joilla on erilaiset ominaispainot, käyttämällä samanlaista paisuntavalulaitetta paisuntavaluolosuhteiden optimiarvot, 20 esim. paisuttimen määrä, muovin lämpötila, suuttimen alennettu paine ovat erilaiset eri tuotteissa. Tästä on taas seurauksena, että muovi vaahtoaa eri tavalla, jolloin sen : ja laitteen seinämäpinnan välinen kosketus muuttuu siihen - saakka, kunnes toiminta stabiloituu oikeissa olosuhteissa.

25 Edellä esitetystä johtuen laitteen sisäinen paine vaihtelee, mistä on taas seurauksena tuotteen laadussa esiintyvät vaihtelut. Lisäksi tätä tekniikkaa sovellettaessa joudutaan varsin usein valitsemaan sellainen paisunta-valulaite, joka on suunniteltu ja valmistettu vain jonkin 30 tietyn tuotteen laadun ja ominaisuuksien mukaan, jolloin nämä muutokset on luonnollisesti huomioitava. Tämän vuoksi tämä menetelmä onkin teollisessa käytössä taloudellisesti hyvin epäedullinen.

JP-patenttihakemuksen 2 045/1980 mukainen keksintö 35 koskee puolestaan sellaista menetelmää, jossa käytetään kalibrointilaitetta. Siinä on kalibrointisylinteri, joka 3 77808 rajaa tietyn, alennetun paineen käsittävän vyöhykkeen, lisäksi sylinterin etupäässä oleva tiivistysosa, joka sulkee tämän vyöhykkeen, ja sylinterin ulkopuolella sitä ympäröivä jäähdytysvesikanava. Esivaahdotettu muoviseos suulake-5 puristetaan sylinteriin ja se paisuu sylinterin alennetun paineen vyöhykkeessä, minkä jälkeen se kovetetaan jäähdyttämällä.

Vaahdotetun kappaleen jäähdyttäminen muodostaa tämän menetelmän suurimman epäkohdan. Toisena huomattavana epä-10 kohtana on paisuntavaluprosessi poikkileikkaukseltaan onttoa tuotetta valmistettaessa. Vaahdotetun kappaleen jäähdyttäminen riippuu säteilylämmönsiirrosta, joka aiheutuu vaahdotetun kappaleen lämpötilan ja kalibrointisylinterin sisäseinämäpinnan alhaisemman lämpötilan välisestä erosta. 15 Sisäseinämäpinnan alhaisempi lämpötila sadaan aikaan syöttämällä jäähdytysvettä laitteen ympärillä olevan vaipan läpi. Tämän menetelmän jäähdytysteho on luonnollisesti hyvin pieni. Lisäksi sen epäkohtana on, että kalibrointisylinte-ri on jouduttu tekemään tarpeettoman pitkäksi ja vaatii 20 siis suuremman tilan, koska laitteen pituus määräytyy jäähdy tystehon mukaan, joka on kuitenkin epäolennainen tekijä varsinaisen menetelmän kannalta. Onttoa kappaletta valmistettaessa sen sisällä oleva ontto tila joutuu koko ajan olemaan ilmakehän paineessa alennetun paineen käsittävän 25 vyöhykkeen tiivistystekniikasta ja -laitteesta johtuen.

Tämä aiheuttaa sen, että tuotteen soluhalkaisija on erilainen sen sisä- ja ulkopuolella. Edelleen tämän menetelmän varjopuolena on, että tuotteen ulkonäkö riippuu hyvin paljon sen sisäpuolella olevasta ilmanpaineesta.

30 US-patentissa 4 199 310 esitetty menetelmä perustuu lähinnä paineen pitämiseen alennettuna paisuntavalulait-teessa vesilukon avulla. Tämän menetelmän epäkohtana tavanomaisiin menetelmiin verrattuna on se, että siihen kuuluva laite vaatii erittäin suuren asennustilan ja myös 35 kapasiteetiltaan hyvin suuren vastaanottotilan, koska kyseessä on tyhjö. Vaahtomuovikappale joudutaan pitämään koko 4 77808 valmistusprosessin ajan upotettuna, minkä vuoksi sen kellu-vuus kasvaa suuresti sen koon tai paisuntasuhteen kasvaessa. Toisena epäkohtana on se, että suulakepuristimen ja viimeistelylaitteen välisen korkeuseron on oltava ainakin 5 10 metriä, jotta saadaan aikaan tarvittava tyhjö.

Aikaisemmissa rakenteissa esiintyvien epäkohtien eliminoimiseksi tämän keksinnön tekijä on ennen nyt esitettävän keksinnön kehittämistä suorittanut laajan tutkimuksen. Keksinnön tarkoituksena on siis valmistaa yhtäjaksoisena 10 toimintona tietty vaahtomuovituote siten, että sen muoto ja paisuntasuhde voidaan valita, ja että valmistus tapahtuu alennetussa paineessa taloudellisesti.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että puristeaihio leikataan mainitulla vyöhykkeellä, jol-15 loin saadaan pituudeltaan etukäteen määrätty kappale, joka erotetaan jäljelle jääneestä puristeaihiosta sen tultua tiettyyn kohtaan, minkä jälkeen se palautetaan mainitussa kohdassa normaalipaineeseen ja poistetaan sitten ympäröivään ilmaan; ja keksinnön mukaiselle laitteistolle on tun-20 nustomaista, että siinä on laite puristeaihion leikkaamiseksi tiettyyn pituuteen edellä mainitussa kammiossa, laite leikatun kappaleen siirtämiseksi sitten toiseen kammioon, jossa on myös alennettu paine, sekä laite leikatun kappaleen saattamiseksi ulos toisesta kammiosta, ilman että en-25 sin mainitun kammion alennettu paine muuttuu.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin kahden esimerkinomaisen suoritusmuodon avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 on sivukaavio keksinnön mukaisesta laittees- 30 ta, ja kuva 2 sivukaavio toisesta keksinnön mukaisesta laitteesta.

Kuvassa 1 nähdään suulakepuristin 1 vaahdotettavaa termoplastista muovia varten. Puristimen 1 ulkopäähän on 35 kiinnitetty suutin 2, johon on liitetty kalibrointisuutin 3.

5 77808

Suuttimen 3 ulostulokohdassa on vastaanottoyksikkö 4. Se käsittää kaksi rullaa, jotka puristuvat suuttimesta puristettuun vaahtomuovikappaleeseen F. Kiristysrullat 5, jotka käsittävät kaksi puristusrullaa, joiden väliin kap-5 pale F puristuu, on sijoitettu vastaanottoyksikön 4 taakse sopivalle etäisyydelle siitä. Kumirullat, jotka ovat luonnon- tai tekokautsulla tai näiden yhdistelmämateriaalilla päällystettyjä metallirullia, sopivat sekä vastaanottoyksikön 4 rulliksi että kiristysrulliksi. Näiden tilalla voi-10 daan käyttää myös lamellirullalaitetta, jossa on kumihih-nat, tai vastaavaa rakennetta.

Kuljetin 6 ulottuu vastaanottoyksiköstä 4 kiristys-rullien 5 taakse ja tarkoitettu vaahtomuovikappaleen F kuljettamiseen. Kuljetin 6 on mieluimmin rullakuljetin.

15 Siinä on useita kantorullia, jotka on tuettu vaakasuunnassa suorassa kulmassa kappaleen F liikerataan nähden. Luonnollisesti voidaan käyttää myös tavallista hihna- tai verk-kokuljetinta.

Vedensyöttöputki 7 on kappaleen F yläpuolella tämän 20 siirtyessä vastaanottoyksiköstä 4 kiristysrullien 5 väliin. Putki 7 on yhdistetty jäähdytysveden syöttölähteeseen (ei esitetty kuvassa).

Putki 7 on mieluimmin rei'itetty putki, jossa on paljon aukkoja, tai sprinkler-laite, tai sumutussuuttimet kä-25 sittävä sumutin. Putkeen 7 voidaan liittää vielä toinen vesiputki, joka ruiskuttaa vettä kappaleeseen F alapuolelta.

Kuljettimen 6 takapäähän on sijoitettu leikkuri 8 kappaleen F liikerataan. Leikkurina 8 voidaan käyttää mitä tahansa jo tunnettua laitetta, esim. pyörösahaa, veitsi-30 tai nahkaleikkuria. Pituudenilmaisin 9, jossa on valokenno tai vastaava rakenne, on sijoitettu tietylle etäisyydelle leikkurin 8 takaosasta ja käynnistää leikkurin, kun kappale F tulee sen kohdalle.

Kuljettimen 6 perään on kytketty sarjaan kuljettimet 35 10 ja 10', jotka voivat olla yhtäjaksoisia tai rullakuljet- timia.

6 77808

Vaikkakaan edellä kuvattu laite, jossa on sarjana erilaisia laitteita suulakepuristimesta 1 kuljettimeen 10, ei poikkea kovinkaan paljon tähänastisista suulakepuristus-vaahdotuslaitteista, niin eräs keksinnön mukaisen yksikön 5 tärkeimpiä piirteitä on kuitenkin, että ainakin kalibroin-titerä 3 ja sen perään sarjaksi sijoitetut laitteet ovat ilmatiiviissä tyhjökammiossa 11.

Tiivistyslevy 12 tai seinämä tyhjökammion 11 etupään reunassa ja tiivistyslevy 13, jonka läpi on työnnetty suu-10 tin 2, on liitetty kiinteästi toisiinsa. Niiden välissä on tiiviste 14, niin että kammio 11 pysyy ilmatiiviinä. Edellä mainitut laitteet on sijoitettu tähän kammioon. Tyhjökammiossa 11 on kaasunpoistoaukko 15, joka on yhteydessä tyh-jöpumppuun (ei esitetty kuvassa). Lisäksi kammioon kuuluu 15 tyhjennysaukko 16, joka on yhteydessä jäähdytysveden pois-topumppuun (ei esitetty kuvassa), ja paineensäätöventtiili kammion 17 tyhjön suuruuden säätämiseksi.

Toisena keksintöön liittyvän yksikön merkittävänä piirteenä on, että siinä on laite, joka syöttää leikatun 20 vaahtomuovikappaleen F' ulos tyhjökaramiosta 11 tyhjön pysyessä tällöin ennallaan.

Tarkemmin sanottuna tyhjökammion 11 takimmaiseen *: osaan on järjestetty paineenpalautusostasto 19 väliseinän *: 18 avulla. Tämä osasto 19 käsittää kuljettimen 10' ja tyh- 25 jökammiosta 11 riippumattoman kaasunpoistoaukon 20, joka on yhteydessä tyhjöpumppuun (ei esitetty kuvassa). Lisäksi .* osasto 19 käsittää paineensäätöventtiilin 21 ja tyhjönpois- tolaitteen 22. Näillä laitteilla pystytään saamaan aikaan alennettu paine, säätämään sen taso ja poistamaan tyhjö 30 tyhjökammiosta 11 riippumatta. Paineenpalautusosastossa 19 on lisäksi avattava tuloportti 24 ja poistoportti 25, jotka sijaitsevat vastaavasti väliseinässä 18 ja osaston 19 takaseinässä 23. Porteissa 24 ja 25 on mieluimmin kääntöläppä, niin että osasto saadaan ilmatiiviiksi. Laite on varustettu . ; 35 tuloportin sijainnin ilmaisimella 26, joka on tuloportin 24 ulkopuolella, ja tuotteen sijainnin ilmaisimella 27, jo-

(I

7 77808 ka on taas kuljettimen 10' takapäässä ja ilmoittaa tuotteen sijainnin. Poistoportin 25 ulkopuolella on poistoportin sijainnin ilmaisin 28, poistoportista tulevien kappaleiden vastaanottopöytä 29 ja vastaanottoilmaisin, joka ilmaisee 5 pöydälle 29 tulleen kappaleen. Lisäksi tyhjökammiossa 11 ja paineenpalautusosastossa 19 on alennetun paineen ilmaisimet 31 ja 32, joilla mitataan kammion ja osaston alennetun paineen tasot. Tuloportti 24 ja poistoportti 25 avautuvat ja sulkeutuvat, vaahdotettu kappale F' siirtyy paineenpa-10 lautusosastoon ja sieltä ulos, ja tietty tyhjö syntyy ja loppuu osastossa 19 myöhemmin lähemmin selostettavan työvaiheen mukaan. Näillä ilmaisimilla ilmaistaan vaahdotetun kappaleen F' sijainti paineenpalautusosaston 19 uiko- ja sisäpuolella ilmakehän paineeseen ja tyhjöön nähden. Kap-15 pale F' syötetään paineenpalautusosastosta tyhjön ollessa jatkuvasti voimassa tyhjökammiossa. Portin avautumis- ja sulkeutumisliike, ilmanpaineen lisääntyminen ja aleneminen, valmiin kappaleen luovutus jne. tapahtuvat näitä liikkeitä ja toimintoja varten järjestetyillä käyttölaitteilla käyt-20 tämällä niitä automaattisesti etukäteen määrätyn ohjelman mukaan kappaleen sijainnin ilmaisevien signaalien perusteella ja edellä mainituista ilmaisimista tulevien ilmanpaineen vertailusignaalien avulla.

Sellainen keksinnön mukainen laite, jossa tyhjökam-25 mio 11 ja paineenpalautusosasto 19 on yhdistetty samaksi yksiköksi, tuetaan pohjasta alustaan 33 pyörillä. Pyörien käyttövoimana on moottori 34, joka on kiinnitetty alustaan 33 hihnalla, ketjulla tai vastaavalla voimansiirtolaitteel-la 35, joka liikuttaa laitetta vaakasuunnassa. Suulakepu-30 ristimen 1 kanssa käytettävä keksinnön mukainen laite on kiinnitetty alustaan 33 kiinnityslaitteella 36.

Vaikka nyt selostettavassa rakenteessa käytetäänkin tuloporttina 24 ja poistoporttina kääntöläppiä, niiden tilalla voidaan käyttää mitä tahansa sellaisia ovia, joilla 35 osasto saadaan ilmatiiviiksi. Paineensäätöventtiileinä 17, 21 ja tyhjöpoistoventtiilinä 22 käytetään jousen kimmomo- 8 77808 duuliin perustuvia venttiilejä. Luonnollisesti voidaan käyttää myös muita vastaavan toiminnon omaavia venttiilejä.

Seuraavassa selostetaan keksinnön mukaisen laitteen toimintaa ja keksinnön mukaista menetelmää.

5 Tyhjökammio 11 asetetaan ensiksi halutulle alennetul le paineelle säätämällä se kaasumäärä, joka tyhjöpumpun on poistettava kaasunpoistoaukon 15 kautta, säilyttämällä tällöin tasapaino paineensäätöventtiilin 17 kautta tulevan ilmamäärän kanssa. Tämän jälkeen paineenpalautusosaston 19 10 alennettu paine säädetään haluttuun arvoon tasapainottamalla tyhjöpumulla kaasunpoistoaukon 20 kautta poistettava kaasumäärä ja paineensäätöventtiilin 21 läpi päästettävä ilmamäärä. Näin muodostunut alennettu painetaso pidetään yllä tiivisteen 14 avulla ja pitämällä poistoportti 25 15 kiinni.

Yhtenäiseksi, vaahdotettavaksi seokseksi muodostettu termoplastimuovi suulakepuristetaan suulakepuristimen 1 suuttimesta 2 tyhjökammioon 11. Termoplastinen puristeaihio aloittaa ja lopettaa vaahdotuksen tehokkaasti alennetun 20 paineen vyöhykkeessä, joka pidetään määrätyllä painetasol-la. Aihio valetaan kappaleeksi F vetämällä se vastaanotto-yksikön 4 avulla kalibrointisuuttimen 3 läpi. Näin muodostunut kappale F siirtyy sitten kuljettimelle 6 kiristysrul-lien 5 kiristäessä sen pituussuunnassa. Kuljetustoiminnon 25 aikana kappale koskettaa vesiputkesta 7 suihkuavaan veteen ja kovettuu, kun se jäähdytetään lämpötilassa, joka alittaa muovin pehmiämispisteen. Jäähdytysvesi johdetaan tyhjennys-aukon 16 kautta vedenpoistopumppuun ja siitä edelleen asianomaiseen säiliöön. Tämä jäähdyttämiskovettamismenetelmä ta-30 kaa kappaleen tehokkaan jäähtymisen, parantaa tuntuvasti sen poikkileikkausprofiilin mitanpitävyyttä ja on sen vuoksi hyvin edullinen. Tämän jälkeen kappale F menee leikkuriin 8, jossa se leikataan kappaleeksi F', jolla on pituus-ilmaisimen 9 määräämä pituus. Tämän jälkeen kappale F1 .: 35 siirtyy kuljettimella 10 paineenpalautusosastoon 19. Tyhjö- kammio 11 vastaa nyt paineenpalautusosastoa 19 (alennet-

II

9 77808 tu painetaso), ja tuloportti 24 on auki. Kun kappaleen sijainnin ilmaisin 27 ilmoittaa, että kuljettimessa 10' oleva kappale F' on tullut määrättyyn kohtaan, kuljetin 10' pysähtyy ja tuloportti 24 menee kiinni, jolloin kappale F' 5 on käynyt läpi kaikki sille siihen mennessä tarkoitetut toimenpiteet.

Näin ollen kappaleen F' ympärillä oleva alennetun paineen käsittävän vyöhykkeen osa eli paineenpalautusosas-to 19 erotetaan vyöhykkeen muusta osasta eli tyhjökammios-10 ta 11, jolloin muodostuu täysin erillinen alennetun paineen vyöhyke.

Kun tuloportin sijainnin ilmaisin 26 ilmoittaa tulo-portin 24 olevan kiinni, tyhjönpoistoventtiili 22 avautuu ja muuttaa paineenpalautusosaston 19 alennetulta paineelta 15 normaali- eli ilmakehän paineelle. Poistoportti 25 avautuu, kun alennetun paineen ilmaisin 32 ilmoittaa, että paineen-palautusosastossa 19 on ilmakehän painetta vastaava paine. Kappale F' siirtyy nyt osastosta 19 pöydälle 29 kuljetti-mella 10'. Poistoportti 25 menee kiinni luovutusilmaisimen 20 30 ilmoittaessa kappaleen F' siirtyneen. Kun poistoportin sijainnin ilmaisin 28 on ilmoittanut poistoportin 25 olevan kiinni, tyhjönpoistoventtiili 22 menee kiinni ja paineenpalautusosaston tyhjöpumppu käynnistyy, jolloin osastoon 19 palautuu ja siihen jää haluttu alennettu paine kaasun-25 poistoaukosta 20 purkautuneen kaasun määrän ja paineensää-töventtiilin 21 kautta sisään tulleen ilmamäärän välisestä tasapainosta johtuen.

Kun alennetun paineen ilmaisimet 31 ja 32 ilmoittavat, että alennettu paine paineenpalautusosastossa 19 vas-30 taa tyhjökammion 11 painetta, tuloportti avautuu jälleen, jolloin paineenpalautusosasto 19 yhdistyy tyhjökammioon 11 kanssa ja osaston 19 painesykli päättyy. Kappale F' poistetaan osastosta 19 tyhjökammion 11 ollessa vielä tyhjöti-lassa.

35 Kuva 2 esittää toista suositettavaa rakennetta. Ku vissa 2 ja 1 käytetään samoista osista samoja viitenumerolta ja -kirjaimia.

10 7780 8 Tämän rakenteen mukainen kammio 11 käsittää erillisiä osastoja, jotka on yhdistetty toisiinsa laipalla. Jokainen tällainen osasto käsittää ainakin yhden käyttöosan, joka kuljettaa puristeaihiota tai kappaleita tai käyttää 5 leikkuria. Tästä rakenteesta johtuen käyttölaitteiden huolto on helppoa.

Leikkurin 8 käsittävän osaston 40 keskiosa 41 on levennetty. Tämän levennetyn osan 41 pohjassa on allas sahanpurua ja materiaalihiukkasia sisältävää jäähdytysvettä var-10 ten. Altaaseen 42 on yhdistetty kaksi putkea 43 ja 44 jäähdytysveden poistamiseksi. Putkessa 43 on venttiili 45 ja suodatin 46, ja putkessa 44 vastaava venttiili 47 ja suodatin 48. Putket 43 ja 44 on liitetty toisiinsa suodattimien 46 ja 48 alapuolella, niin että jäähdytysvettä varten muo-15 dostuu ejektori.

Ejektorin toiminta perustuu seuraaviin toimenpiteisiin. Putken 43 venttiili 45 avautuu ja putken 44 venttiili 47 sulkeutuu. Tähän liittyen jäähdytysvesi menee suodattimen 46 läpi, joka erottaa siinä olevan sahanpurun ja ma-20 teriaalihiukkaset. Kun suodattimen 46 teho laskee, venttiili 45 sulkeutuu ja venttiili 47 avautuu. Tällöin jäähdytysvesi siirtyy putkea 44 pitkin suodattimen 48 erottaessa sahanpurun ja materiaalihiukkaset. Tänä aikana suodatin 46 puhdistetaan. Toistamalla nämä toimenpiteet jäähdytysvesi 25 voidaan poistaa kammiosta 11 ja puhdistaa.

Tässä keksinnön mukaisessa rakenteessa vesiputket 7 : on järjestetty leikkurin 8 eteen ja taakse, siis kuljetti men 10 yläpuolelle. Kun kappale F' saa lisäjäähdytyksen leikkurin 8 takana, puristeaihiota ei tarvitse jäähdyttää 30 eikä kovetuttaa kokonaan leikkurin 8 edessä. Laite saadaan näin kompaktiksi ja sen tehollinen käyttöaika lyhenee.

Kappale F' siirretään kuljettimella 10 osastoon 19, jonka paine muuttuu painesyklin mukaan. Kappale F' siirretään osastoon 19 painesyklin alennetun paineosan aikana ja 35 se tulee ulos osastosta 19 painesyklin ilmakehän painetta vastaavan paineosan aikana. Tämän vuoksi leikattu kappale F' on siirrettävä osastoon 19 aina painesyklin päättyessä.

n 77808

Kappaleen F' oloaika osastossa 19 eli se aika, joka tarvitaan yhden painesyklin suorittamiseen, voidaan määrätä ohjaamalla kappaleen F' siirtymisnopeus kuljettimen 10 avulla suuremmaksi kuin vastaanottoyksikön 4 avulla tapah-5 tuva puristeaihion F vetonopeus. Esimerkiksi, kun yhden painesyklin edellyttämä aika on n. 16 sekuntia, vastaanottoyksikön 4 avulla tapahtuva puristeaihion vetonopeus on 6 m/min, etäisyys leikkurista 8 tuloporttiin 24 on n. 6 m, leikkaustoimintojen välinen aika on 20 sekuntia ja kappa-10 leen F' leikkauspituus on n. 2 m, kuljettimen 10 liikeno-peus säädetään niin, että se on n. 6 m/min.

Painesyklin alennettuun paineeseen liittyvä osa saadaan mieluimmin aikaan tasoitussäiliön käyttöön perustuvalla järjestelmällä. Tasoitussäiliö 50 on yhdistetty tyhjö-15 pumppuun 52 venttiilillä 51 ja tyhjöpumppu 52 on yhdistetty osastoon 19 venttiilillä 53.

Järjestelmän käyttö tapahtuu sulkemalla portti 25 ja tyhjönpoistoventtiili 22 ja avaamalla venttiilit 51 ja 53. Tasoitussäiliön 50 paine on alennettu jo aikaisemmin. Täl-20 laiseen operaatioon liittyen osaston 19 ilmanpaine aiheuttaa heti paineen alenemisen. Ensimmäisen kammion 11 ja toisen kammion 19 (osaston 19) välisen paine-eron tarkka säätö saadaan aikaan tyhjöpumpulla 52 tai avaamalla paineensää-töventtiili 21 alennetun paineen ilmaisimien 31 ja 32 il-25 moittamasta paine-erosta riippuen. Kun kammioiden 11 ja 19 paine on sama, venttiili 53 sulkeutuu. Painesyklin jatkuvan, ilmakehän painetta vastaavan paineosan aikana tasoitusäi-liöiden 50 paine alennetaan tyhjöpumpulla 52.

Tässä järjestelmässä on edullista, että tasoitussäi-30 liön 50 tilavuus vastaa suunnilleen kammion 19 tilavuutta, ja että säiliön 50 lopullinen, alennettu paine on noin puolet kammion 11 paineesta.

Tämä tasoitussäiliön 50 käyttöön perustuva menetelmä lyhentää painesykliä.

35 Tämä laite on edullisinta konstruoida niin, että tu lo- ja poistoportin avautumis- ja sulkeutumisliike, pai- i2 7 7 808 neenpalautusosaston tyhjön muodostaminen, säätö ja poistaminen sekä kappaleen kuljetus osastoon ja sen poistaminen sieltä tapahtuvat näitä toimintoja varten tarkoitetuilla käyttölaitteilla käyttämällä niitä automaattisesti etukä-5 teen suunnitellun ohjelman mukaan niiden ilmaisu signaalien perusteella, jotka tulevat ilmaisimista, jotka ilmaisevat erikseen kappaleen sijainnin paineenpalautusosaston sisä-ja ulkopuolella, tulo- ja poistoporttien sijainnit sekä paineenpalautusosaston ja tyhjökammion alennetut paineet.

10 Toistamalla nämä toiminnot tuote pystytään valmista maan niin, että sille saadaan haluttu muoto ja paisunta-suhde valmistuksen tapahtuessa alennetulla paineella, jatkuvana toimintona, luotettavasti ja teollisen valmistuksen kannalta edullisesti.

15 Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäviä termo plastisia muoveja ei ole varsinaisesti rajattu tähän tarkoitukseen, vaan niihin kuuluvat erilaiset homopolymeerit ja kopolymeerit. Polymeereistä voidaan mainita esimerkkeinä polyolefiini-, polystyreeni ja PVC-tyypin homopolymeerit 20 ja oksas-, haja- tai segmenttikopolymeerit. Näistä sopivat tähän tarkoitukseen erityisesti polyeteeni, polypropeeni, polystyreeni, akryylinitriili-styreenikopolymeeri, akryyli-nitriili-butadieeni-styreenikopolymeeri, eteeni-vinyyli-asetaattikopolymeeri, PVC jne.

25 Käytettäviä paisuttimia ei ole myöskään rajattu erik seen. Erittäin sopivia ovat seokset, jotka ovat normaalitilassa kaasun tai nesteenä, esim. metaani, etaani, propaani, butaani, isobutaani, pentaani, heksaani, metyyliklori-di, metyylifluoridi, metyleenikloridi, dikloorifluorimetaa-30 ni, trikloorimonofluorimetaani ja diklooritetrafluorietaa-ni ja lämmössä hajoavat paisuttimet, kuten atsodikarbonami-di, atsobisisobutyronitriili, natriumbikarbonaatti ja ammo-niumkarbonaatti jne.

Edellä yksityiskohtaisesti selostettujen menetelmien 35 mukaan kaikki keksintöön liittyvät toimenpiteet, kuten suu-lakepuristusvaahdotus, jäähdytyskovettaminen ja leikkaami-

II

i3 7780 8 nen, tapahtuvat alennetun paineen vyöhykkeessä, jolloin saadaan suuremman paisuntasuhteen käsittävä tuote, käyttämällä vähemmän paisutinta ja kustannusten jäädessä pienemmiksi. Koska alennettu paine vaikuttaa polymeeripuriste-5 aihion koko pintaan isotrooppisesti ja yhtenäisesti, saadaan vaahdotettu kappale, jossa on kauttaaltaan yhtenäiset solut ja joka on laadultaan ja muodoltaan hyvä, riippumatta siitä, onko se ontto vai tankomainen. Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on lisäksi, että tuotteen koostumukseen 10 voidaan tehdä erilaisia muutoksia, koska paisuntasuhdetta voidaan muuttaa säätämällä alennettua painetta sopivalla tavalla. Lisäksi jäähdytysmenetelmä, jossa valmistettu kappale kovetetaan jäähdytysveden avulla - vaikka sitä käytetäänkin alennetun paineen vyöhykkeessä - takaa huomattavas-15 ti paremman jäähdytystehon kuin aikaisempi menetelmä, jossa lämmönsiirto tapahtuu epäsuorana jäähdytyksenä ja säteily lämpönä. Keksinnön mukaista menetelmää soveltamalla säästyy siis tuntuvasti jäähdytystilaa, myös kappaleen poikki-leikkausprofiilin mitanpitävyys paranee huomattavasti. Ja 20 edelleen, koska valmiiden kappaleiden poisto voi tapahtua jatkuvana toimintona paisuntavaluvaiheen tyhjöä poistamatta, menetelmä mahdollistaa yhtäjaksoisen valmistuksen. Lisäksi valmistuskapasiteetti kasvaa hyvin paljon, koska valmistus tapahtuu automaattisesti ohjelmoituna toimintana.

25 Koska tyhjö voidaan pitää jatkuvasti vakiona paisuntavaluvaiheen aikana, tuotteen laatu pysyy muuttumattomana. Keksinnöllä pystytään näin ollen tuntuvasti tehostamaan valmistusprosessia ja eliminoimaan siihen liittyviä ongelmia.

Keksinnön mukaista menetelmää selostetaan vielä seu-30 raavan esimerkin avulla.

Esimerkki

Polystyreenipallot vaivattiin kaksi ruuvia käsittävässä suulakepuristimessa sylinterin lämpötilan ollessa 180°C - 230°C. Trikloorimonofluorimetaania ruiskutettiin 35 polystyreeniin sylinterin keskikohdassa suhteen ollessa tällöin 6 paino-% muovimateriaalin painosta. Näin vaahtoa- 14 77808 vaksi saatu polystyreeniseos suulakepuristettiin suulakepuristimen terästä kuvissa esitettyyn tyhjökairanioon suula-kepuristuslämpötilan ollessa 130°C ja -paineen 80 kg/cm2. Tyhjökammio pidettiin n. 300 mm Hg:n alennetussa paineessa.

5 Puristeaihio vaahtosi nopeasti ja tasaisesti alennetun paineen vyöhykkeessä, minkä jälkeen se valettiin kalibrointi-laitteella ontoksi putkeksi, jonka ulkohalkaisija oli 120 mm ja sisähalkaisija 80 mm, ja vedettiin ulos vastaanotto-yksikön avulla jännitettynä. Tämän jälkeen kappaleeseen 10 suihkutettiin vettä, jonka lämpötila oli 12°C, sen yläpuolella olevasta vesiputkesta, jolloin se jäähtyi kovettumista varten. Samanaikaisesti sitä jännitettiin edelleen pituussuunnassa kiristysrullien avulla.

Kappale leikattiin sitten pyörivällä sahalla 800 mm 15 pituiseksi.

Tämän jälkeen kappale siirrettiin paineenpalautusosas-toon, joka eristettiin tyhjökammiosta. Kun osaston ilmanpaine vastasi ilmakehän painetta, valmis kappale poistettiin poistoaukon kautta.

20 Valmiin polystyreenikappaleen pinta oli kauniin si leä. Kappaleen paisuntasuhde oli noin 38-kertainen ja suljetut solut jakautuivat siinä tasaisesti.

Claims (19)

1. Vaahtomuovikappaleen valmistusmenetelmä, johon kuuluu vaahdotettavan muovin suulakepuristaminen yhtäjak- 5 soisena toimintona suulakepuristimesta (1) alennetun paineen vyöhykkeeseen (11), joka ympäröi puristeaihiota (F), puristeaihion (F) paisuntavalaminen ja jäähdytyskovettami-nen, tunnettu siitä, että puristeaihio (F) leikataan mainitulla vyöhykkeellä (11) , jolloin saadaan pituu-10 deltaan etukäteen määrätty kappale (F1), joka erotetaan jäljelle jääneestä puristeaihiosta (F) sen tultua tiettyyn kohtaan, minkä jälkeen se palautetaan mainitussa kohdassa normaalipaineeseen ja poistetaan sitten ympäröivään ilmaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että muovi saatetaan paisuntavaluvaihee- seen vaahdottamalla ja mitoittamalla se haluttuihin mittoihin kalibrointisuuttimessa (3), minkä jälkeen sitä vedetään vastaanottoyksikön (4) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -20 n e t t u siitä, että jäähdytyskovettamisvaihe käsittää vaahdotetun kappaleen (F) saattamisen kosketuksiin veden kanssa jännittämällä sitä samanaikaisesti pituussuunnassa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotusvaihe tapahtuu syöttämällä 25 pituudeltaan etukäteen määrätty vaahdotettu kappale (F') toiseen vyöhykkeeseen (19), joka voi avautua ja sulkeutua sekä ensimmäiseen vyöhykkeeseen (11) että ympäröivään ilmaan .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, t u n -30 n e t t u siitä, että se käsittää toisen vyöhykkeen (19) paineen jaksottamisen ensin mainitun vyöhykkeen (11) ja ympäröivän ilman paineen välillä.

6. Vaahtosuulakepuristuslaitteisto, joka käsittää alennetussa paineessa olevan kammion (11), johon puriste- 35 aihio suulakepuristetaan, jolloin muodostuu yhtäjaksoinen vaahdotettu puristeaihio (F), tunnettu siitä, että 16 7780 8 siinä on laite (8) puristeaihion (F) leikkaamiseksi tiettyyn pituuteen edellä mainitussa kammiossa (11), laite (10) leikatun kappaleen (F') siirtämiseksi sitten toiseen kammioon (19), jossa on myös alennettu paine, sekä laite (10') 5 leikatun kappaleen (F') saattamiseksi ulos toisesta kammiosta (19), ilman että ensin mainitun kammion (11) alennettu paine muuttuu.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siinä on laite (50) toisen kammion 10 (19) paineen jaksottamiseksi mainitun alennetun paineen ja ilmakehän paineen välillä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laite (10) leikatun kappaleen (F') siirtämiseksi toiseen kammioon toimii alennetun painejak- 15 son aikana.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että leikatun kappaleen (F') toisesta kammiosta (19) poistava laite (10') toimii ilmakehän paineessa olevan jakson aikana.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että siinä on käyttölaitteella (34) varustettu vastaanottoyksikkö (4) vaahdotetun puristeaihion (F) vetämiseksi ja käyttölaitteella varustettu kuljetin (10) ensin mainitussa kammiossa (11) leikatun kappaleen 25 (F1) siirtämiseksi toiseen kammioon (19).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensin mainitun kammion (11) käyttölaitteella varustetun kuljettimen (10) siirtonopeus on suurempi kuin käyttölaitteella varustetun vastaanotto- 30 yksikön (4) vetonopeus.

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toisen kammion (19) alennettu paine saadaan aikaan yhdistämällä toinen kammio (19) sen ulkopuolelle järjestettyyn tyhjöntasoitussäiliöön (50).

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tasoitussäiliön (50) tilavuus 17 77808 vastaa suunnilleen toisen kammion (19) tilavuutta, ja että tasoitussäiliön (50) paine on suunnilleen puolet ensin mainitun kammion (11) paineesta.

14. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, t u n-5 n e t t u siitä, että ensin mainittu kammio (11) koostuu erillisistä osastoista, joissa jokaisessa on liikkuva osa.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että osaston keskellä, jossa on laite (8) puristeaihion (F) leikkaamiseksi tiettyyn pituu- 10 teen, on laajennettu osa (41).

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on laite (42-48) puristeaihion (F) jäähdyttämiseksi jäähdytysvedellä.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laitteisto, 15 tunnettu siitä, että puristeaihion jäähdytyslaite (42-48) on sijoitettu sekä puristeaihion pituusleikkaus-laitteen (8) eteen että sen taakse.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laajennetun osan (41) pohja- 20 osa rajaa altaan (42) jäähdytysvettä varten, jossa on jauhe- tai hiukkasmateriaalia.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että allas (42) on yhdistetty ejek-toriin jäähdytysveden poistamiseksi ja jauhe- tai hiukkas- 25 materiaalin erottamiseksi. is 7780 8