FI91504B - Menetelmä säilytysastian tai säilytysastiaksi muutettavan aihion valmistamiseksi sekä tällainen tuote - Google Patents

Description

91504

Menetelmä säilytysastian tai säilytysastiaksi muutettavan aihion valmistamiseksi sekä tällainen tuote Tämä keksintö koskee yleisesti menetelmää muovimateriaa-5 lia olevan pohjavahvisteen muodostamiseksi termoplastista materiaalia olevaan säilytysastiaan, ja tarkemmin sanottuna se koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaista menetelmää säilytysastian ja/tai säilytysastiaksi muutettavan aihion valmistamiseksi sekä vaatimuksen 6 10 johdanto-osan mukaista tuotetta, joka on säilytysastia tai säilytysastian aihio.

Termoplastista materiaalia olevia säilytysastioita on yhä lisääntyvässä määrin käytetty tuotteiden säilytykseen si-15 ten, että säilytysastiat on joko tuotteiden lisäämisen yhteydessä, tai sen jälkeen kun tuotteet on sijoitettu säilytysastiaan, saatettu lämpötilaan, joka ylittää termoplastisen materiaalin lasittumislämpötilan. Eräänä esimerkkinä tästä ovat polyetyleenitereftalaattia (PET) 20 olevat säilytysastiat.

Esim. US-patenttijulkaisusta 4 264 558 on tullut aikaisemmin tunnetuksi antaa säilytysastialle termoplastisen materiaalin nk. lämpötilastabiloinnilla ominaisuuksia, 25 jotka aikaansaavat säilytysastialle kyvyn säilyttää muotonsa silloinkin, kun se kuumennetaan suhteellisen korkeisiin lämpötiloihin. Tällainen lämpötilastabilointi suoritetaan siten, että säilytysastiat muodostetaan valmistuksen aikana puhaltamalla aihio kuumia muot-30 tiseiniä vasten (puhallusvalu) ja säilyttämällä puhallusta varten tarvittu ylipaine valetun säilytysastian sisällä ennaltamäärätty aika. Kun materiaali tukeutuu kuumiin muottiseiniin säilytysastian materiaali kuumennetaan suhteellisen korkeaan lämpötilaan samaan aikaan 35 kun säilytysastia pakotetaan pitämään muotonsa säiliön sisässä ylläpidetyllä ylipaineella. Tällöin materiaaliin sen orientoituessa syntyneet jännitykset vapautuvat samalla kun sen lämpöehtoinen kiteytyminen kasvaa. Lisäk- 91504 2 si tapahtuu säiliössä olevassa amorfisessa materiaalissa pohjaosassa ja/tai suuosassa lämpökiteytymistä. Täydellisen muotostabiliteetin saavuttamiseksi vaaditaan esim.

PET:n tapauksessa, että lämpöehtoisen kiteytymisen salli-5 taan jatkua siihen asti kunnes materiaali tulee opaa-kiksi, mikä vaatii huomattavasti pidennettyjä kuumen-nusaikoja, jotka suuruusluokaltaan ovat yleensä ainakin 60 sekuntia.

10 Pitkät viipymisajat työkaluissa merkitsevät korkeita tuotantokustannuksia, mikä on huomattava taloudellinen epäkohta tässä tarkastellun kaltaisten säilytysastioiden valmistuksessa, koska tällaisia säilytysastiota valmistetaan hyvin suurina määrinä.

15 Tällä keksinnöllä vältetään edelliset haitat. Tämä aikaansaadaan vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisella menetelmällä sekä tuotteella, jolla on vaatimuksen 6 tunnusmerkkiosan mukaiset piirteet.

20 Tämän keksinnön mukaisesti pohjaosa muodostetaan muovimateriaalista, joka pysyy mekaanisesti stabiilina, ts. säilyttää jäykkyytensä, lämpötilassa, joka on korkeampi kuin se lämpötila, jossa ympäröivä materiaali alkaa pehmetä.

25 Toisella tavalla ilmaistuna materiaalien välillä on ole-• massa jäykkyysgradientti. Eräässä suositellussa suoritus muodossa suhteellisesti jäykemmälle materiaalille annetaan levymäinen muoto, ja se muodostetaan usein olennaisesti ympyrälevyksi onton kappaleen akselin alueelle.

30 - ; Esimerkkejä muovimateriaaleista, joita tämän keksinnön “ mukaisesti voidaan käyttää lisäämään pohjaosan kykyä säilyttää mekaaninen stabiilisuutensa ja jäykkyytensä kohotetuissa lämpötiloissa, ovat polyamidi, polyesteri, 35 erityisesti polyetyleenitereftalaatti, polykarbonaatti ja polyakryylinitriili.

91504 3

On selvää, että tutustuttuaan hyvin keksintöön ja sen piirteisiin alan ammattimies kykenee valkeuksitta valitsemaan sellaiset materiaalit ja niiden yhdistelmät, jotka sopivat kuhunkin sovellutukseen. Tässä kuvatut materiaa-5 lit on tarkoitettu ainoastaan esimerkeiksi, eikä tätä keksintöä mitenkään rajoiteta vain niihin.

Epäitsenäisissä vaatimuksissa on lisäksi esitetty edullisia suoritusmuotoja.

10 Tämän keksinnön luonne ja sen eri piirteet käyvät paremmin selville seuraavasta kuvauksesta, joka suoritetaan samalla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 15 Kuva 1 on leikkauskuvanto ruiskusuukappaleesta ja siihen liitetystä muotista sen jälkeen kun sen kappaleen ruisku-valaminen on aloitettu, josta keksinnön mukainen säilytysastia sitten muodostetaan; 20 Kuva 2 on kuvaa 1 vastaava leikkauskuvanto sen jälkeen kun kappaleen ruiskuvalaminen on loppuunsuoritettu;

Kuvat 3a, 3b ja 3c ovat leikkauskuvantoja kappaleista, jotka on muodostettu kuvien 1 ja 2 laitteella; ja 25 ’·' Kuvat 4a, 4b ja 4c esittävät säilytysastioita, jotka on muodostettu kuvien 3a-3c mukaisista kappaleista.

Piirustusten kuvissa 1 ja 2 on esitetty ruiskuvalukone 30 30, joka on varustettu sisemmällä suukappaleella 31 ja : ulommalla suukappaleella 32. Ruiskuvalukone on yhdistetty ruiskumuottiin 40, joka muodostuu ulommasta muottiosasta 41 ja sisemmästä muottiosasta 42. Ruiskumuotti 40 on varustettu vastaanotto-osalla 43, johon ruiskuvalukoneen 30 35 yhdysosa 33 kiinnitetään. Yhdysosassa 33 on ensimmäinen syöttökanava 34 ja toinen syöttökanava 35, jotka sen jäl-keen kun yhdysosa 33 ja vastaanotto-osa 43 on liitetty 91504 4 toisiinsa ulottuvat yhdyskanavaan 45, joka on sijoitettu ruiskumuottiin 40. Yhdyskanava 45 johtaa ruiskumuotin muottionteloon 44.

5 Kuvissa 3a, 3b ja 3c on esitetty kappale 10a, 10b ja 10c, joka tietyissä suoritusmuodoissa muodostaa aihion, josta säilytysastia 11a, 11b, 11c muodostetaan (kuvat 4a, 4b). Tietyissä suoritusmuodoissa kappale itse muodostaa valmiin säilytysastian.

10 Säilytysastiaan kuuluu astian runko 12, suuosa 13 ja pohjaosa 20a, 20b, 20c. Kuvissa astia on esitetty suoritusmuotoina, joissa se muodostuu ensimmäisestä muovimateriaalista 15 ja toisesta muovimateriaalista 16. Kuvien 3b 15 ja vastaavasti 4b suoritusmuodoissa toinen muovimateriaali on suorassa kosketuksessa ympäristön kanssa pohjaosan ulkopinnan keskialueella 17. Kuvien 3a ja vastaavasti 4a suoritusmuodoissa toinen muovimateriaali 16 on kokonaan suljettu astian ja vastaavasti aihion ensimmäisen muovi-20 materiaalin 15 sisään. Kuvien 3c ja vastaavasti 4c suoritusmuodoissa ensimmäinen muovimateriaali 15 on kokonaan suljettu astian ja vastaavasti aihion toisen muovimateriaalin sisään. Toinen muovimateriaali on ensimmäistä muovimateriaalia jäykempää lämpötilassa, joka on korkeam-25 pi kuin ensimmäisen materiaalin pehmenemispiste. Termillä pehmenemispiste tarkoitetaan tässä pääasiassa materaalin lasittumislämpötilaa. Nopeasti kiteytyvä materiaali on erityisen sopivaa käytettäväksi kuvien 3c ja 4c suoritusmuodoissa, joissa vahvistelevyt muodostavat astian "si-30 säänpäin" ja/tai "ulospäin" olevan pohjan rajapinnan. Kuvassa esitetystä järjestelystä johtuen materiaali pääsee suoraan kosketukseen kuumien muottivälineiden kanssa lämpöenergian siirtämiseksi materiaaliin ja sen sitä seuraavaksi lämpökiteytymiseksi. Kuvatuissa suori-35 tusmuodoissa toinen muovimateriaali muodostaa levymäisen vahvistekerroksen alueelle, jota yleensä ympäröi astian ..... seisomapinta. Tämä vahvistekerros on tavallisesti keski- 5 91504 tetty astian akselille ja yleensä se muodostaa olennaisesti pyöreän levyn tai kiekon.

Kuten edellä on esitetty, toinen muovimateriaali on ter-5 moplastista ainetta, suositeltavasti polyesteriä, esimerkkeinä PET tai polyamidi.

Kuvissa esitetty levy määrää astian kyvyn kestää korotettuja lämpötiloja pohjaosastaan. Säilytysastian rungon 10 tarvittava lämpöstabiilisuus saavutetaan yleensä siten, että sen materiaali orientoitua, ja tällöin tavallisesti biaksiaalisesti. Seuraavasta lämpöstabiloinnista johtuen, joka suoritetaan kuumentamalla materiaali lämpötilaan, joka on sovitettu korkeimpaan lämpötilaan, jossa materi-15 aalia on tarkoitus käyttää, saadaan rungolle haluttu stabiilisuus. Koska astian rungon materiaalikerros on suhteellisen ohut, tämä lämpöstabiloituminen on suhteellisen helppo saavuttaa. Toisaalta astian pohjassa materiaali on vain vähäisessä määrin orientoitunut, ja lisäk-20 si se on usein suhteellisen paksua. Koska muoveilla on huono lämmönjohtavuus, materiaalin lämpökiteytyminen kestää suhteellisen kauan aikaa, mikä tuotteiden massatuotannossa - kuten säilytysastiota valmistettaessa -merkitsee kohtuuttoman suuria kustannuksia. Lisäämällä . . 25 pohjaosaan toista muovimateriaalia oleva levy saadaan pohjaosa mekaanisesti stabiiliksi ja jäykäksi myös korotetussa lämpötilassa. Koska toista muovimateriaalia oleva levy sisältää vain vähäisen määrän materiaalia, tällaisen levyn käyttäminen ei kohtuuttomasti lisää valmiin tuot-30 teen kustannuksia. Levyn materiaalin valinta määrää myös sen maksimilämpötilan, jossa pohjaosa pysyy mekaanisesti stabiilina. Siten minkäänlaista lämpökiteyttämisen kaltaista jälkikäsittelyä ei yleensä tarvita.

35 Valmistettaessa tämän keksinnön mukaista säilytysastiaa aihion muotoilu tai astian muodostus aloitetaan syöttämällä ensimmäistä materiaalia 15 ruiskuvalukoneen ulom- 6 91504 masta suukappaleesta 32 ruiskumuotin 40 muottlonteloon 44. Materiaali jäähtyy nopeammin muotin seinämiä vasten kuin keskikerroksessa, mikä tarkoittaa, että kun toista muovimateriaalia 16 syötetään sisemmän suukappaleen 31 5 kautta ruiskumuotin vastaanotto-osan yhteyskanavaan 45, toinen materiaali syrjäyttää ensimmäisen materiaalin keskikerroksesta kohti muottiontelon vielä täyttymättömiä osia (vrt. kuva 2). Tällöin muodostuu ensimmäisen materiaalin keskelle toista materiaalia oleva kerros.

10

Valitsemalla muottiontelon täyttömäärä ennen materiaalin syötön sisäsuukappaleen 31 kautta aloittamista, ja valitsemalla tämän ajankohta, voidaan valita toisen materiaalin 16 muodostaman levyn koko ja vastaavasti paksuus 15 aihiossa ja vastaavasti valmiissa astiassa. Ulommassa ja sisemmässä muottiosassa 41 ja 42 olevissa kanavissa 46-47 kulkevalla lämmönsäätöväliaineella voidaan tietyssä määrin säätää muottionteloon syötetyn muovimateriaalin jäykistymisnopeutta. Myös muottionteloon virtaavan aineen 20 nopeutta ja määrää voidaan käyttää säätämään kummankin muovimateriaalin levittymistapahtumaa. Kun muottiontelo on täynnä ja materiaali on jäähtyessään saanut halutun mekaanisen stabiilisuuden/jäykkyyden, muottiosat 41 ja 42 erotetaan toisistaan, jolloin näin muodostunut kappale 25 (aihio) tai vaihtoehtoisesti säilytysastia vapautuu ja voidaan poistaa ruiskumuotista. Yhdyskanavaan 45 liittyvä jäännösmateriaali poistetaan muodostetusta kappaleesta.

Tietyissä suoritusmuodoissa voidaan suorittaa esim.

30 pohjaosan mekaaninen jälkimuotoilu siten, että se saa vastaavasti kuvissa 4a ja 4b esitetyn muodon. Eräissä ** suoritusmuodoissa ruiskumuotin muottiontelo valitaan ja mitoitetaan siten, että pohjaosa saa jo ruiskuvalun yhteydessä lopullisen muotonsa, joka vastaa kuvissa 4a ja 35 4b esitettyä.

• · « 7 91504

On huomattava, että kuvissa esitettyjä muodostettujen kappaleiden ulkomittojen, esim. astian rungon ja pohjaosan halkaisijan, korkeuden ja materiaalipaksuuden, välisiä suhteita on liioiteltu keksinnöllisen ajatuksen 5 esittämiseksi selvemmin.

Edellisessä yksityiskohtaisessa kuvauksessa on esitelty ainoastaan rajoitettu määrä tämän keksinnön suoritusmuotoja, mutta alan ammattimiehelle on selvää, että oheisten 10 patenttivaatimusten puitteissa keksintöön sisältyy myös suuri määrä muita suoritusmuotoja.

·- · · > · ·

Claims (11)

8 91504

1. Menetelmä säilytysastian tai säilytysastiaksi (10, 10a,11a,11b) muutettavan aihion valmistamiseksi, jossa on 5 suljettu pohjaosa (20a, 20b, 20c), jonka lämpötilastabii-lisuutta on lisätty, jolloin säilytysastiassa vast, aihiossa on monikerrosrakenne, joka muodostuu ensimmäisestä muovimateriaalista (15) ja toisesta muovimateriaalista (16), ja jolloin säilytysastia (11a, 11b, 11c) 10 vast, aihio (10a, 10b, 10c) valetaan ruiskuvalukoneella (30), joka on tarkoitettu ainakin kaksikerrosruiskutusta varten, tunnettu siitä, että ruiskuvalukonetta säädetään sen muodostaessa astiaa (11a, 11b, 11c) tai aihiota (10a, 10b, 10c) siten, että se sijoittaa toisen muovimateriaa-15 Iin (16) vain pohjaosaan (20a, 20b, 20c), ja että toinen muovimateriaali (16) on jäykempää kuin ensimmäinen muovi-materiaali lämpötilassa, joka on korkeampi kuin ensimmäisen materiaalin pehmenemispiste.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen muovimateriaali sijoitetaan alueelle, joka valmiissa astiassa käsittää astian seisontapinnan sisäpuolella olevan alueen.

3. Patenttivaatimuksien 1 tai 2 mukainen menetelmä, • - w tunnettu siitä, että toinen muovimateriaali sijoitetaan olennaisesti pyöreäksi levyksi astian akselin alueelle.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel-30 mä, tunnettu siitä, että toinen materiaali on polyamidia, polykarbonaattia, polyesteriä, polyakryylinitriiliä tai niiden seoksia olevaa termoplastista materaalia.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että polyesteri on polyetyleenitereftalaattia, erityisesti nopeasti kiteytyvää polyetyleenitereftalaat-•\ tia. 9 91504

6. Tuote, joka on säilytysastia tai säilytysastian aihio, jolloin tuote on olennaisesti termoplastista materiaalia oleva säilytysastia (11a, 11b, 11c) ja jossa on suljettu pohjaosa (20a, 20b, 20c), jonka lämpötilastabiilisuutta 5 on lisätty, jolloin pohjaosa on valmistettu ainakin ensimmäistä muovimateriaalia (15) ja toista muovimateriaalia (16) sisältävän monikerrosmateriaalin yhteisruisku-valulla, tunnettu siitä, että pohjaosan keskiosaan kuuluu yksi tai useampia levyjä ja/tai ympyrälevyjä, 10 jotka muodostuvat toisesta muovimateriaalista (16), joka on jäykempää kuin ensimmäinen materiaali (15) lämpötilassa, joka on korkeampi kuin ensimmäisen materiaalin pehmenemispiste .

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tuote, tunnettu siitä, että levyt ja/tai ympyrälevyt on eristetty astian sisäosista ensimmäistä muovimateriaalia (15) käyttämällä.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tuote, tunnettu siitä, 20 että levyt ja/tai ympyrälevyt sulkevat kummaltakin puolelta ensimmäisen muovimateriaalin (15) sisäänsä, ts. sekä astian sisä- että ulkopuolelta.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tuote, tunnettu siitä, 25 että ensimmäinen muovimateriaali (15) sulkee sisäänsä toisen muovimateriaalin (16) ainakin yhdeltä puolelta mutta suositeltavasti kummaltakin puolelta.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen tuote, tun-30 nettu siitä, että levy ja/tai ympyrälevyt ovat polyami- . dia, polykarbonaattia, polyesteriä, erityisesti polyety- leenitereftalaattia, polyakryylinitriiliä, tai näiden seoksia.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 6-10 mukainen tuote, tunnettu siitä, että toinen muovimateriaali (16) on vahvistettu siten, että materiaaliin on lisätty mekaa- 10 91504 nisesti vahvistavia, esim. lasia tai hiiltä olevia kappaleita kuten kuituja, kuulia, rakeita, jne.

5 Patentkrav