FI91225B - Menetelmä ja laitteisto levymäisten kappaleiden pinnoittamiseksi muovikalvolla - Google Patents

Description

91225

Menetelmä ja laitteisto levymäisten kappaleiden pinnoittamiseksi muovikalvolla.

Keksinnön kohteena on menetelmä levymäisten kappa-5 leiden pinnoittamiseksi muovikalvolla, jossa menetelmässä levymäisen kappaleen pinnalle levitetään lämpöaktivoituvaa liimaa, muovikalvo lämmitetään siitä matkan päässä olevalla lämpösäteilijällä, muovikalvo asetetaan pinnoitettavan kappaleen päälle ja saatetaan painautumaan pinnoitettavan 10 kappaleen pintaa vastaan imemällä kappaleen ja muovikalvon välistä ilmaa niin kauan, että se liimaantuu kiinni pinnoitettavan kappaleen pintaan.

Edelleen keksinnön kohteena on laitteisto levymäisten kappaleiden pinnoittamiseksi muovikalvolla, joka lait-15 teisto koostuu seinä- ja katto-osien muodostamasta lämpö-kuvusta, lämpökuvun yläosaan sijoitutusta lämpösäteilijäs-tä, sekä alipainepöydästä kalvon painamiseksi pinnoitettavan kappaleen pintaan.

DE-julkaisussa 38 19 434 on tunnettu ratkaisu, jos-20 sa muovikalvo lämmitetään lämmityskammiossa sauvamaisilla lämpösäteilijöillä, joiden pintalämpötila on hyvin korkea, jolloin myös niiden emittoima lämpösäteilyn aallonpituus on erittäin lyhyt. Edelleen lämmityskammion pohjalle on sijoitettu muotti, jonka päälle lämmitetty muovikalvo läm-25 pösäteilijöiden puolelta syötettävän ylipaineen avulla ja vastaavasti muotin puoleiseen osaan aiheutetun alipaineen avulla imetään muottiin kiinni. Kyseinen laitteisto on erittäin kallis ja raskas ratkaisu. Lämmityskammion ylipaine voi kohota jopa 10 bariin ja vastaavasti alipaine 30 lähentelee tyhjiötä. Tällöin lämmityskammion seinämät on tehtävä hyvin paksuiksi ja tukeviksi. Lämmityskammion avaaminen ja muotin päältä poistettavan lopullisen tuotteen käsittely on erittäin vaivalloista, koska lämmitys-kammion paksut seinämät nostavat laitteiston massan hyvin 35 suureksi. Edelleen laitteiston vaatimat yli- ja alipaine- 2 kompressorit lisäävät kokonaiskustannuksia huomattavasti. Koska käytettävän lämpösäteilyn aallonpituus on hyvin lyhyt ja lämmitysprosessi erittäin nopea, on lämmitysproses-sin säätäminen erittäin vaikeata ja hankalaa. Tästä aiheu-5 tuu muovikalvon epätasainen lämpeneminen ja pahimmassa tapauksessa lämpösäteilyn jakaantuessa epätasaisesi polttaa se muovikalvoon reiän, jolloin kyseinen kappale joutuu linjalla hylkyyn.

DE-julkaisuissa 32 20 416 ja 32 23 171 sekä 32 25 10 533 on esitetty laitteisto että laitteiston jatkokehitel miä, joissa muovimateriaali lämmitetään sauvamaisilla läm-pösäteilijöillä, joiden pintalämpötila on erittäin korkea. Lämmitetty muovilevy asetetaan muotin päälle, jonka jälkeen se alipaineen tai vastaavasti ylipaineen avulla pai-15 netaan muottiin kiinni. Näin muotoillun muovilevyn jäähdyttyä irrotetaan se muotista jatkokäsittelyä varten. On siis huomioitavaa, että kyseisellä laitteistolla ei pinnoiteta materiaalia, vaan muotoillaan muovimateriaalista tarvittavat esineet. Kyseisissä DE-julkaisuissa on esitet-20 ty kuinka kyseisen muovimateriaalin muotoilu saadaan tapahtumaan tehdasmaisesti ja kehitetty tuotantolinjaa teollisuuteen sopivaksi. Edelleen lämmitysprosessi on sen nopeuden vuoksi erittäin hankala säätää ja säädön vaikeuden vuoksi muovimateriaalin tasainen lämpeneminen on käytän-25 nössä katsoen mahdotonta.

DE-julkaisussa 27 45 395 on esitetty laitteisto, jossa lämmitetty muovimateriaali pakotetaan muotin muotoiseksi alipaineen avulla ja muotoon saattamisen jälkeen irrotetaan muotista. Edelleen julkaisussa on esitetty muo-30 tin kierrätysjärjestelmä, jolla tuotanto saadaan joustavaksi ja helpoksi.

EP-julkaisussa 179 374 on esitetty laitteisto, jonka avulla erilaisia kumipintoja voidaan muotissaan vul-kanoida toisiinsa ja mahdollisesti muun muassa pinnoittaa 35 autonrenkaita. Julkaisun ratkaisu kohdistuu vain kumimate- 3 91225 riaalin käsittelemiseen.

DE-julkaisussa 22 40 769 on esitetty laitteisto, jossa yli- ja alipainetta hyväksikäyttäen muotoillaan pinnoitteesta muotin mukainen ja jonka jälkeen pinnoitteen ja 5 muotin väliin ruiskutetaan joustava aine kuten esimerkiksi polyuretaani, jolloin kyseisellä laitteistolla voidaan valmistaa esimerkiksi autonistuimen pehmusteita. Edelleen julkaisussa on kuvattu laitteisto, jolla kyseisten tuotteiden tuotanto voidaan teollistaa autoteollisuuden vaati-10 musten mukaisiksi.

Tämän keksinnön tarkoituksena on luoda menetelmä ja laitteisto, joka mahdollistaa levymäisten kappaleiden pinnoittamisen muovikalvoilla sekä mahdollistaa laitteiston kevyen rakenteen. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön 15 mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että muovikalvo lämmitetään olennaisesti muovikalvon lämmitettävän pinnan kokoisella tasomaisella lämmityselementillä, jolloin lämmitetty muovikalvo aktivoi kappaleen pinnalla olevan liiman ja tarttuu kiinni pinnoitettavaan kappalee-20 seen.

Edelleen keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, muovikalvon lämmittävä lämpösäteilijä on levymäinen olennaisesti muovikalvon lämmitettävän pinnan kokoinen lämmityselementti.

25 Keksinnön olennaisena ajatuksena on, että muovikal voa lämmittävien lämpösäteilijöiden pintalämpötila on niin alhainen, että säteilijän synnyttämä aallon pituus on riittävän suuri, jolloin muovikalvon lämpösäteilyn absorp-tiokyky on erittäin hyvä. Tällöin muovikalvo lämpiää ta-30 saisesti kauttaaltaan. Edelleen olennaisena ajatuksena on, että lämmityskupu muodostetaan sisäpinnaltaan sellaiseksi, että se absorboi mahdollisimman vähän lämpösäteilyä, jolloin se heijastaa lämpösäteilyn haluttuun kohteeseen, tässä tapauksessa muovikalvoon. Edelleen olennaisena ideana 35 on valmistaa lämpöelementtien muovikalvoa vastaan oleva 4 pinta lämpösäteilyn hyvin emittoivasta aineesta ja vastaavasti lämpöelementtien muovikalvosta pois päin oleva pinta lämpösäteilyä huonosti emittoivasta aineesta, jolloin lämpösäteily saadaan suunnattua suoraan muovikalvolle. Edel-5 leen olennaisena ajatuksena on jättää lämpökuvun korkeimpaan kohtaan ilmanvaihtoaukko tai ilmanvaihtoaukkoja, joista lämmityselementtien lämmittämä ilma pääsee vaihtumaan silloin, kun muovikalvo ei ole kiinnittyneenä lämmi-tyskupuun. Olennaisena ajatuksena on myös, että muovikalvo 10 lämmitysvaiheessa kiinnittyy kupuun kuvun reunoilta alipaineen avulla, jonka jälkeen lämmityselementit lämmittävät muovikalvon ja vasta tämän jälkeen lämmitetty muovikalvo siirretään levymäisen pinnoitettavan oven tai muun vastaavan päälle, jolloin levymäistä esinettä ei tarvitse 15 turhaan lämmittää. Tämän jälkeen muovikalvo imetään tiivisti pinnoitettavan levymäisen esineen päälle alipaineella, jolloin levyn ollessa huokoista alipaine imee muovikalvon kiinni koko pinnoitettavan levyn alueelta. Edelleen levymäisen kappaleen pinta on käsitelty siten, että lämmön 20 vaikutuksesta mahdollistaa se muovikalvon liimaantumisen kappaleen pintaan.

Keksinnön olennaisena etuna on, että lämmitettäessä muovikalvoa matalammalla lämpötilalla, lämpö jakautuu tasaisemmin muovikalvoon eikä näin ollen polta kalvoon rei-25 kiä tai aiheuta sen liiallista venymistä. Käytettäessä matalampaa lämpötilaa muovikalvon lämmittämiseen on mahdollista säätää muovikalvon lämpötila tasaiseksi ja varmistaa muovikalvon tarkka lämpötila. Edelleen olennaisena etuna on, että lämmityskupu voidaan tehdä hyvin kevyeksi 30 ja näin ollen helposti siirreltäviksi, koska kupua ei tarvitse paineistaa. Koska lämpökuvun seinämät on valmistettu lämpösäteilyä huonosti absorboivasta materiaalista, heijastaa se lämpösäteilyn tasaisesti muovikalvolle. Huomattavaa on myös, että kyseisellä laitteella lämmitetään vain 35 muovikalvo eikä esinettä, jonka päälle muovikalvo kiinni- 5 91225 tetään. Tällöin vältytään levymäisten aihioiden vääntämisiltä.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa kuvioissa, joissa 5 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitteistoa si vulta nähtynä ja kuvio 2 esittää erästä edullista lämpöelementin poikkileikkausta.

Kuviossa 1 on esitetty laitteisto 1 muovikalvojen 10 lämmittämiseksi, joka koostuu lämpökuvusta 2, lämmitysele-menteistä 3, alipainepöydästä 4 sekä alipainepöydän 4 päällä olevasta pinnoitettavasta levymäisestä kappaleesta 5. Lämpökupu 2 koostuu seinäosista 6a ja 6b sekä katto-osasta 6c. Seinä- ja katto-osat 6a - 6c on valmistettu 15 siten, että niiden sisäpinnat 7a, 7b ja 7c on valmistettu sellaisesta aineesta, joka absorboi mahdollisimman vähän lämpösäteilyä, kuten esimerkiksi kiillotetusta alumiinile-vystä. Sisäpinnan päälle on asetettu lämpöäeristävä kerros, jolla estetään turha lämmönjakautuminen tehdashalliin 20 tai muuhun vastaavaan. Seinäosissa 6a ja 6b on alipaineosa 8a ja 8b, joissa on urat 8a' ja 8b' sekä tiivistyselimet 9a ja 9b. Edelleen kuviossa 1 on esitetty PVC-muovikalvo 10 sekä ilmanvaihtoaukot 11a ja 11b. Tilanteessa, jossa lämpökupuun 2 ei ole kiinnitetty PVC-muovikalvoa 10, pää-25 see lämpökuvun 2 sisällä oleva lämmityselementtien 3 lämmittämä kuuma ilma virtaamaan pois ilmanvaihtoaukkojen 11a ja 11b kautta, jolloin kiinnitettäessä uutta PVC-muovikalvoa lämpökupuun 2 alipaineurien 8a' ja 8b' avulla, ei lämpökupuun ole jäänyt liiaksi kuumentunutta ilmaa, joka mah-30 dollisesti polttaisi PVC-muovikalvoon 10 reikiä. Kalvon 10 kiinnittyessä lämpökupuun 2 alipaineosien 8a ja 8b avulla, ilmanvirtaus ilmanvaihtoaukkojen 11a ja 11b kautta loppuu. Kalvon 10 ollessa riittävän lämmin, lasketaan se alipainepöydän 4 ja pinnoitettavan kappaleen 5 päälle. Kappaleen 5 35 pinta on käsitelty liimalla, joka aktivoituu lämmöstä, 6 jolloin kuuman kalvon 10 osuessa liimaan, se saa liiman hetkeksi tartuntakykyiseksi. Liima jäähdyttäessä kalvoa 10 tarttuu kalvo 10 samalla kiinni, jolloin levylle muodostuu kiinteä pinnoite. Kalvon saamiseksi painautumaan mahdolli-5 simman tehokkaasti levymäistä kappaletta 5 vasten, imetään sen alta alipainepöydän 4 avulla ilmaa, jolloin ilmakehän paine painaa kalvon 10 mahdollisimman tiukasti pinnoitettavaa levymäistä kappaletta 5 vasten. Lämmitystä voidaan haluttaessa jatkaa, jolloin kalvo 10 tarttuu levymäisen 10 kappaleen 5 jyrkkiin tai teräviin kulmiin.

Kuviossa 2 on esitetty esimerkinomaisesti yksi edullinen lämmityselementin 3 mukainen laite, joka koostuu lämmitysvastuksista 12a - 12c sekä kahdesta toisiaan vastaavasta osasta 14a ja 14b, joihin on vastuksia 12a-12c 15 varten jyrsitty poikkileikkauksiltaan neliönmuotoiset urat 13a - 13c. Edelleen osien 14a ja 14b pinnat on käsitelty siten, että se puolikas, jonka pinta on muovikalvoa 10 kohti, on valmistettu hyvin lämpösäteilyä emittoivaksi tyypillisesti mustaksi ja vastaavasti toinen muovikalvosta 20 10 poispäin oleva pinta on valmistettu lämpösäteilyä hyvin huonosti emittoivaksi eli käytännössä jätetty kirkkaaksi. Tällöin lämpösäteily suuntautuu suoraan muovikalvolle 10. Edelleen lämmityselementin puolikkaat 14a ja 14b voidaan edullisesti valmistaa alumiinista, jonka lämmönsiirtokyky 25 on erittäin hyvä, jolloin vastusten 12a - 12c lämmetessä jakaantuu lämpö mahdollisimman tasaisesti puolikkaisiin 14a ja 14b. On kuitenkin huomioitava, että lämmityselemen-tistä 3 lämpösäteilyä emittoi pääasiassa toinen pinta, jolloin säteily tapahtuu vain halutun pinnan kautta. Edul-30 lisimmillaan käytettävä lämpötila 200 - 300 eC, jolloin lämpösäteilyn aallonpituus on suurempi kuin 4 pm. Lämmi-tyselementti voi olla luonteeltaan myös lämmönvaihdintyyp-pinen, jolloin lämmityselementtiin voidaan johtaa esimerkiksi kuumaa öljyä, joka on lämmitetty lämmityskuvun ulko-35 puolella ja johdettu lämmityksen jälkeen putkistoa pitkin 7 91225 lämmityselementtiin. Edelleen väliaineena lämmönsiirrossa voidaan käyttää muitakin mahdollisia nesteitä. Lämmi-tyselementin pinta on mahdollista tehdä poikkileikkaukseltaan esimerkiksi sahalaitaiseksi, jolloin lämpösäteily 5 siirtyy seinäosien pinnoituksen kautta heijastumalla muovikalvolle. On kuitenkin otettava huomioon, että lämmi-tyselementti on pinnaltaan oleellisesti suora, tasomainen levy, jolloin lämpösäteily on tasaista.

On huomattava, että kyseinen menetelmä on helppo 10 tuotannollistaa, koska esimerkiksi PVC-muovikalvoa voidaan vetää tarvittava pituus lämpökuvun alle rullalta, jonka jälkeen kalvo lämmitetään ja tämän jälkeen alipainepöydän 4 päälle siirretään pinnoitettava levymäinen kappale. Tällöin prosessista saadaan nopea ja tehokas.

15 Kuviot ja niihin liittyvät selitykset on tarkoitet tu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta ja yksityiskohdiltaan voi keksintö vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä eräissä tapauksissa lämmityselementtinä voi olla alumiinilevy, jonka päälle lämmitysvastukset on 20 sijoitettu. Olennainen ajatus on kuitenkin siinä, että lämpöä säteilevän esineen pintalämpö on riittävän alhainen. Edelleen on huomattava, että kuvio 1 on vain poikkileikkaus kyseisestä laitteesta ja että todellisuudessa laitteisto on kolmiulotteinen myös syvyyden huomioonottava 25 laite, jolloin laitteisto muistuttaa kulmasta katsottuna kuutiota. Lämmityselementti on kaavamaisesti esitetty kuviossa yhdeksi kappaleeksi, mutta se voidaan muodostaa useasta levymäisestä elementin osasta niin, että ne yhdessä muodostavat olennaisesti muovikalvon lämmitettävän pin-30 nan suuruisen levymäisen säteilijän.

Claims (13)

1. Menetelmä levymäisten kappaleiden (5) pinnoittamiseksi muovikalvolla (10), jossa menetelmässä levymäisen 5 kappaleen (5) pinnalle levitetään lämpöaktivoituvaa liimaa, muovikalvo (10) lämmitetään siitä matkan päässä olevalla lämpösäteilijällä, muovikalvo asetetaan pinnoitettavan kappaleen (5) päälle ja saatetaan painautumaan pinnoitettavan kappaleen (5) pintaa vastaan imemällä kappa-10 leen (5) ja muovikalvon (10) välistä ilmaa niin kauan, että se liimaantuu kiinni pinnoitettavan kappaleen (5) pintaan, tunnettu siitä, että muovikalvo (10) lämmitetään olennaisesti muovikalvon lämmitettävän pinnan kokoisella 15 tasomaisella lämmityselementillä (3), jolloin lämmitetty muovikalvo (10) aktivoi kappaleen (5) pinnalla olevan liiman ja tarttuu kiinni pinnoitettavaan kappaleeseen (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovikalvo (10) lämmitetään seinä- 20 ja katto-osien (6a, 6b) muodostaman tilan yläosaan (6c) sijoitetulla lämmityselementillä (3).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovikalvo asetetaan lämmitystä varten mainitun tilan seinäosien (6a, 6b) alareunaa 25 vasten ja sitä kannatetaan lämmityksen aikana imemällä seinäosiin (6a, 6b) muodostettujen kanavien kautta ilmaa niin, että muovikalvo painautuu kiinni seinäosien (6a, 6b) alapintaa vasten, jolloin muovikalvo (10) on lämmityksen aikana olennaisesti saman matkan päässä lämmityselementis-30 tä (3).

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kappaleen (5) pinnoituksen jälkeen seinä- (6a, 6b) ja katto-osien (6c) muodostaman tilan (a) kuumentunut ilma vaihdetaan katto-osan (6c) il- 35 manvaihtokanavien kautta. 91225

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmityselementin (3) pintalämpö pidetään 200 - 300 °C lämpötilassa niin, että sen säteilemän lämpösäteilyn aallonpituus on noin 4 - 5 10 pm.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovikalvoa (10) lämmitetään sen painautuessa pinnoitettavan kappaleen (5) pintaa vasten.

7. Laitteisto levymäisten kappaleiden (5) pinnoi ttamiseksi muovikalvolla (10), joka laitteisto koostuu seinä- (6a, 6b) ja katto-osien (6c) muodostamasta lämpöku-vusta (2), lämpökuvun (2) yläosaan sijoitutusta läm-pösäteilijästä, sekä alipainepöydästä (4) kalvon (10) pai-15 namiseksi pinnoitettavan kappaleen (5) pintaan tunnet t u siitä, että muovikalvon (10) lämmittävä lämpösäteili-jä on levymäinen olennaisesti muovikalvon (10) lämmitettävän pinnan kokoinen lämmityselementti (3).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto t u n n e t t u siitä, että lämmityselementti (3) on levymäinen taso, jonka pintaan muovikalvon (10) vastakkaiselle puolelle on kiinnitetty lämmitysvastukset.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laitteisto tunnettu siitä, että lämmityselementti (3) on valmistettu ainakin kahdesta osasta (14a, 14b), joista muovikalvon (10) vastakkainen puoli on lämpösäteilyä huonosti emittoiva ja muovikalvon (10) puoleinen puoli on lämpösä-10 teilyä hyvin emittoiva ja että lämmitysvastukset on asen nettu lämmityselementin (3) osien (14a, 14b) väliin muodostettuihin uriin (13a - 13c).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen laitteisto tunnettu siitä, että lämmityselementin (3) 15 pintalämpötila 200 - 300 oC, jolloin lämpösäteilyn allonpi-tuus on 4-10 pm.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen laitteisto tu nnettu siitä, että seinä- (6a, 6b) ja katto-osien (6c) sisäpinnat (7a, 7b, 7c) on valmistettu kiiltävästä materiaalista, jolloin ne absorboivat lämpösäteilyä huonosti.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 7-11 mukainen lait teisto tunnettu siitä, että lämpökuvun (2) katto-osassa (6c) on ilmanvaihtoaukot (11a, 11b) kuuman ilman poistamiseksi lämpökuvusta (2).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 7-12 mukainen lait-10 teisto tunnettu siitä, että seinäosien (6a, 6b) alapinnassa on alipaineosat (8a, 8b) muovikalvon (10) kiinnittämiseksi seinäosien (8a, 8b) alapintaan sen lämmittämisen ajaksi. 91225