FI92662C - Menetelmä ja järjestelmä muotokappaleiden valmistamiseksi puujauheesta - Google Patents

Description

1 92662

Menetelmå ja jårjestelmå muotokappaleiden valmistamiseksi puujauheesta. - Forfarande och arrangemang for framstållning av formade foremål av tråpulver.

Esillå oleva keksinto kohdistuu menetelmåån valmistaa puujau-heperusteisia muovattuja kappaleita, esimerkiksi tupakkapiipun påitå. Julkaisun FR-547.636 mukaan on jo ehdotettu valmistaa piipunpåitå muovausmenetelmållå, minkå avulla edullista piip-pupuuta, nimittåin bruyere, voidaan kåyttåå jauheen muodossa muovausseoksessa, jossa on erilaisia side- ja kovetusaineita. Tavanomaisessa piippujen valmistuksessa pelkåstå bruyere-puusta tapahtuu suurta håvikkiå ja puuta voidaan kåyttåå hyvåksi pal jon paremmin, mikåli sitå voidaan kåyttåå jauhemuodossa soveliaan muovausmateriaalin merkittåvånå aineosana piipunpåån valmistamiseksi. On huomattu kuitenkin, ettå julkaisun FR-547.636 mukaisessa menetelmåsså muovausaine sisåltåå våhemmån kuin 50 % puuta, samalla kun jåånnoskomponentit eivåt ole kovinkaan soveliaita ympåriston kannalta.

Myos US-A-2,352,201 kåsittelee piipunpåiden muovaamista yhdesså bruyere-jauheen mahdollisen kåyton kanssa mutta tuote on påå-asiassa kipsituote, mikå ei ole kovinkaan houkutteleva.

Esillå olevan keksinnon pååmåårånå on tarjota menetelmå, jonka avulla on mahdollista tuottaa muovattuja kappaleita, kuten esimerkiksi piipunpååt, joilla on hyvin korkea puujauhepitoi-suus ja jotka ovat tuotettavissa taloudel1isesti lyhyellå kå-sittelyajal1 a, esimerkiksi suuruudeltaan 30 sekuntia, kun taas julkaisussa FR-547.636 on mainittu kovettumisaika 60 tuntia.

Keksinto menee kuitenkin huomattavan askeleen eteenpåin ehdot-tamalla monien muiden pienten esineiden muovaamista puusta kuin vain piipunpåiden, tai suurempien esineiden muovaamista tåtå tarkoitusta vårten. Keksinto perustuu siihen havaintoon, ettå puun laminointitekniikassa on tapahtunut huomattavaa kehitty- 2 92662 mistå, mikå on tehnyt mahdol1iseksi erityisten sideaineiden ja kovetusmenetelmien avulla saavuttaa nopea ja hyvin tehokas sidos ohuiden puulevyjen vålillå kerrostuotteessa ja keksinnon mukaan tulisi siten olla mahdollista saavuttaa vastaava tehokas puuhiukkasten yhteensitominen muovausyhdisteesså, joka on valmistettu puujauheen ehdottomalla hal 1 itseval1a måårållå ja vain vaadittaval1a minimillå sideainetta ja kovetusainetta ja joka altistetaan vastaavaan kovetuskåsittelyyn.

On olennaista, ettå tåmån avulla on mahdollista tuottaa muovat-tuja kappaleita hyvin suurella puujauhepitoisuudel1a siten, ettå kappaleet saavat todel listen puutuotteiden tåydet ominais-piirteet, jotka esimerkiksi voidaan maalata låhes samalla tavalla kuin viereiset puuosat, esimerkiksi muovattujen huone-kalujen kådensijojen tapauksessa. Samat halvat puiset elemen-tit, kun ne on valmistettu muovaamalla, voivat jopa osoittaa 1isååntynyttå keståvyyttå, koska tuotteissa ei ole mitåån heikentåviå juonia tai kerrostumia.

Nykyaikaiset sideaineet, joita on kehitetty 1evyelementtien 1iittåmiseksi yhteen laminoiduissa puutuotteissa, ovat sekå tehokkaita ettå ympåristoyståvål1isiå ja kun esillå olevassa yhteydesså on olennaista sitoa yhteen ohuita puuhiukkasia puujauhon tai pienten lastujen muodossa, voi olla riittåvåå kåyttåå ainoastaan muutamia prosentteja sideainetta siten, ettå tuotteet voivat koostua esimerkiksi 96-prosenttisesti puusta, " s.o. ne ovat kåytånnol1isesti katsoen puhtaita puutuotteita.

Puulastujen kåyton yhteydesså muovaus johtaa esineisiin, joilla on rakenteel1inen pinta, joka ei luonnol1isestikaan ole saman-lainen luonnollisen juonellisen puupinnan kanssa mutta sen . ollessa maalaamaton se on kuitenkin vielå pal jon "elåvåmpi" kuin esimerkiksi muovattu muovipinta.

Hyvin lyhyt kåsitelyaika, jota voidaan kåyttåå hyvåksi 3 92662 keksinnon yhteydesså, perustuu suuritaajuisen kuumennuksen kåyttoon. Nykyiset, ympåristoyståvål1 iset sideaineet ovat vesipohjaisia, ja tåmån vuoksi ne ovat helposti kuumennetta-vissa kovettumista vårten suurtaajuisen kentån vaikutuksen avulla, mikå ei pidå paikkaansa ainoastaan liitettaesså puu-1evyelementtejå vaan myos liitettaesså puuhiukkasia muovaus-massassa. Tåstå syystå keksinnon yhteydesså on mahdollista toimia sellaisilla lyhyillå tuotantoajoilla, ettå on erityisen taloudel1ista tuottaa "puuelimiå" mieluummin muovaamalla kuin tavanomaisi11a muodostustekniikoilla, kuten kopiointi1eikkaus.

Tåmå voi soveltua mainittuihin pieniin puuesineisiin, kuten esimerkiksi piipunpååt tai vetolaatikon kådensijat mutta myos suurempiin esineisiin, kuten esimerkiksi puukengån pohjat, kiemurtelevat huonekalujen jalat tai kokonaiset ovilevyt.

Muovausta vårten voidaan kåyttåå muotinosia, jotka pidetåån yhdesså suurella paineella. Tåmå on tarpeen, koska halutun nopean kuumennuskåsittelyn aikana sideaineen kuumentamiseksi tapahtuu voimakas veden hoyrystyminen, minkå avulla muotinosia vaikutetaan poispåin toisistaan. Vesipitoisuuden tulee olla niin alhainen kuin mahdollista, kuitenkin riittåvå, jotta puuhiukkasten ja sideaineiden seos omaksuu pastan piirteet, jolla on riittåvån alhainen viskositeetti, jotta se voidaan ruiskuttaa muottionteloon tai onteloihin; tåmån ruiskutetta-vuuden ollessa kuitenkin parannettavissa kåyttåmållå våhåisiå mååriå 1iukuainetta, kuten esimerkiksi karboksimetyy1 isellu-loosa tai polyvinyylialkoholi, minkå avulla vielå våhemmån vettå voidaan kåyttåå. Sideaine voi sopivasti olla melamiini-liima mutta useampia liimoista, joita on kehitetty mainitun laminoidun puun valmistukseen, voidaan kåyttåå.

On tårkeåå, ettå vesipitoisuus pidetåån niin alhaisena kuin mahdollista, koska lyhyen kuumennuskåsittelyn jålkeen jåån-nosvesipitoisuuden muovauskappaleessa tulee olla alhainen, 4 92662 koska muutoin nåmå voivat pyrkiå såroilemåån.

Muotinosien, joissa muovauskappa1 eet valmistetaan, tulee olla valmistetut hyvin jåykåstå materiaalista, jol la on hyvåt diel ektrisyysominaisuudet, ja mitåån metalliosia, ei edes metallilastuja, tule olla låsnå alueessa, mihin suurtaajuus-kenttå kohdistetaan. Kenttå voidaan sopivasti levittåå elek-trodilevyjen våliin, jotka on rakennettu itse muotinosiin siten, ettå ne voidaan sijoittaa suhteellisen låhelle toisiaan muottionteloiden vastaaviin vastakkaisiin sivuihin.

Seuraavassa keksintdå kuvataan yksityiskohtaisemmin viittauk-sella piirustukseen, jossa:

Kuvio 1 on perspektiivikuvanto tyokalusta keksinnon mukaisten esineiden valmistusta vårten.

Kuviot 2 ja 3 ovat sivuttaisia 1eikkauskuvantoja nåistå tyokaluista, esitettynå hieman avatussa ja vasta'avasti tåysin suljetussa asennossa.

Kuvio 4 on perspektiivikuvanto puristeesta,

Kuvio 5 on vastaava kuvanto 1opputuotteesta, ja

Kuvio 6 on perspektiivinen rontgensådekuvanto muotista piipunpåån valmistusta vårten.

Kuviossa 1 esitetåån pari muotinosaa 2 ja 4, jotka voidaan jårjeståå juuri kuten muotinosat tavanomaisessa ruiskupuris-tuskoneessa muovia vårten, s.o. varustettuna kiinteållå muo-tinosalla 2 ja siirrettåvål1å muodostusosal1 a 4, jålkimmåisen ollessa kannatettu taaksepåin ulkonevien sauvojen 6 påållå tai avulla, jotka sauvat on liitetty mekanismiin muotinosan 4 tyontåmiseksi eteenpåin ja vetåmiseksi takaisin asentoon, misså 5 92662 se on puristettu tiukasti vasten muotinosaa 2 ja pois siitå. Kummankin muotinosan keskenåån vastakkaiset etusivut ovat varustetut yhteistoiminnassa olevilla muottionteloi11 a 8 ja muotinosan 2 takapuolelle on jarjestetty keskeinen sisåånme-noaukko 10 vastaanottamaan ruiskutuspåån 12 syottoputki 14, mihin on asennettu tavanomaisel1a tavalla syottokierå muovaus-materiaalin kuljettamiseksi ei-esitetystå syottosåi1iostå aukkoon 10. Putki 14, 12 on si irrettåvisså aksiaalisuunnassaan siten, ettå sitå voidaan siirtaå aukon 10 kanssa tartunnassa olevan ulkonevan asennon ja aukosta val in påasså olevan takai-sinvedetyn asennon vålillå.

Kuten esitetty kuviossa 2, aukko 10 jatkuu kartiomaisena keskikanavana 16 kohti muotinosan 2 etupuolta, misså se tyontyy syvennettyyn alueeseen 18, josta muottikanavat 20 ulottuvat mainittuihin muottionteloihin 8; nåistå lisåkanavat 22 ulottuvat diagonaalisesti ulospåin muotinosan nurkkia kohti. Muotinosan 4 etupuoli on muodostettu vastaavasti. Onteloiden 8 pohja-alueiden eri kohtiin on jarjestetty ilmareiåt 24, jotka on liitetty kanavien 26 kautta ulompien 1iitåntåventtii1ien kanssa paineilmaa vårten, puristeiden puhaltamiseksi ulos muottionte-1oista 8 .

Kumpikin muotinosa 2 ja 4 valmistetaan kahdesta raskaasta levyosasta 30 ja 32, jotka koostuvat hyvin vahvasta hartsima-teriaalista, varustettuna hyvillå dielektrisyysominaisuuksi11 a, levyosien ollessa kiinnitetyt yhteen metallisen valikerroksen 34 ympåri, mikå muodostaa elektrodin HF-kuumennusjårjestel-måsså, kunkin nåistå metal 1 i 1evyistå ollessa kytketty ei-esitettyyn suurtaajuusgeneraattoriin johtimen 36 kautta. Tavallisesti sellaiset elektrodi1evyt, s.o. anodit ja vastaavasti katodit, valmistetaan alumiinista, mutta keksinnon yhtey-desså on relevanttia siirtåå kyseiset korkeat paineet nåiden vålilevyjen kautta, joten on edullista sallia niiden koostua keskikovasta messingistå. Levyn kaikki reunat tulee pyoriståå, 6 92662 myos sellaiset reikåreunat, jotka esiintyvåt sisåånmenoaukon 16 ympårillå sekå yksittåisten muotinosien låpi ulottuvien kiinni-tyspulttien 38 låpireikien ympårillå.

Elektrodi1evyt 34 tulee pitåå vapaina metal 1iosista sekå niiden vålisesså tilassa ettå vastaavissa suunnissa taaksepåin noin 10 cm minimietåisyydellå. Koska liikkuva muotinosa 4 on ohjattu metal 1isauvojen 6 avulla, sen taaemman alustalevyosan 30 tulee tåten olla huomattavan paksu samalla, kun elektrodi1evyt voidaan sijoittaa melko låhelle muottionteloiden 8 pohja-aluei ta.

Vastaavasti, sikåli kun kyseesså on kiinteå muotinosa 2, taaempi alustalevy 30 tulee eriståå elektrodilevyn 34 metallisista asennuselimistå muotinosan takasivulla mutta tåållå esiintyy lisåksi se 1isåolosuhde, ettå syottoputki 14, 12 muovausmateriaalin ruiskuttamiseksi on sijoitettu aukon 10 sisåpuolel 1e, s.o. hyvin låhelle elektrodi1evyå 34. Tåmån vuoksi vaaditaan, ettå tåmå syottoputki kunkin ruiskutuksen jålkeen vedetåån takaisin muotinosan 2 takapuolesta turvalli-selle etåisyydelle elektrodi1evystå 34, ennenkuin HF-kuumennus aloitetaan. Mikåli HF-energian paikallisia keskittymiå esiintyy johtuen metalliosien låsnåolosta kentåsså tai kentån låhellå elektrodilevyjen 34 vålisså, niin muotinosamateriaalin pala-misia tapahtuu helposti.

Muovaustoiminnon toteuttamiseksi muotinosat 2 ja 4 puristetaan tiukasti yhteen ja kieråputki 14, 12 siirretåån tartuntaan aukon 10 kanssa, minkå jålkeen kieråå putkessa 14 kåytetåån annostelemaan sopiva måårå muovausmateriaalia yhdistettyyn muottiin. Ruiskutuspaine vox olla esimerkiksi 900 kp/cm2 samalla, kun putkisuutin 12 voi tarttua aukkoon 10 noin 5 tonnin paineella. Sulkupaineen muotinosien 2 ja 4 vålillå on oltava huomattavasti korkeampi, esimerkiksi noin 200 tonnia muottitilavuudelle noin 300 - 400 cm3.

7 92662

Sovelias materiaali alustalevyihin 30 ja 32 samoin kuin pultteihin, joita kåytetåån pitåmåån yhdesså nåitå osia, on G-Etronax EP 11 (Elektro-Isola, DK). Tåmå materiaali on lasi-raina/epoksituote, jolla on hyvåt dielektrisyysominaisuudet ja joka on riittåvån paineenkestava ja lammonkestava.

Muovausmateriaalin ruiskutuksen jalkeen tilanne on, kuten esitetty kuviossa 3. Riittåvå muovausmateriaali on johdettu onteloiden 8 tåyttåmiseksi kokonaan ja edullisesti tåmå on toteutettu niin pitkålle, ettå materiaali, kuten merkitty, tulee ulompien kanavien 22 ulkopåistå ulos, minkå avulla kokonaiståyttyminen voidaan varmistaa ajoittaisella visuaa-lisella tarkastuksel1 a. Ruiskutus voi tapahtua muuttaman sekunnin aikana, minkå jalkeen suutinputki 14, 12 vedetåån takaisin asentoon, jossa sen suutinaukko on poistettu esimer-kiksi 10 cm kiinteån muotinosan 2 elektrodilevystå 34.

Tåmån jålkeen HF-generaattoria kåytetåån tuottamaan tehokas kostean muovausmateriaalin kuumennus muottionteloissa siten, ettå vesi ajetaan pois voimakkaalla hoyrystymisel1å, nimittåin ulospåin avoimien kanavien 10 ja 22 kautta. Tarvittava kuumen-nusaika voi riippua puristeen paksuudesta tai ti 1avuudesta. Esitetysså esimerkisså puriste on kappale 8 huonekalukådensijan valmistamiseksi,'kuten esitetty kuviossa 5, ja tåmån kappaleen kokonaisti1avuus voi olia esimerkiksi 325 cm3. Sovelias kuumen-nusaika on 15 - 20 sekuntia, tåmån ollessa toisaalta riittåvå; on mahdollista kåyttåå vielå voimakkaampaa HF-kenttåå veden poistamiseksi vielå nopeammin mutta tåmån johdosta muovausjår-jestelmån stabiilisuus voi vaarantua, koska hyvin suuret sisåi-set hoyrynpaineet muodostuvat. Edullisesti kuumennusta ei tule jatkaa yli noin 95°C mutta yleisesti tulee kåyttåå låmpotila-• aluetta 75 - 100°C ja sovel 1ettavaa HF-tehoa tulee sååtåå vastaavasti. Muovausmateriaalin ruiskuttamisessa muottiin ei tule tapahtua mitåån huomattavaa kitkalåmmon kehittymistå, koska tåmån johdosta liima-aineen kovettuminen voi alkaa jo 8 92662 ennen muotin tåyttymistå. Tåmå voisi edellyttåå melko suuren vesiosuuden kåyttoå, esimerkiksi 20 %, mutta kuten jo mainit-tiin, vaihtoehtona on kåyttåå hyvin pientå mååråå 1iukuainetta, esimerkiksi mååråltåån 0,1 - 2 % kuivan 1iima-ainemateriaalin mååråstå.

HF-kuumennuksen jålkeen muotinosat erotetaan, minkå avulla kokonainen kovetettu muovauskappale pysyy pesåssåån yhdesså muotinosassa. Puriste, kuten esitetty kuviossa 4, puhalletaan muotinosasta ulos paineilman avulla, joka syotetåån kanavien 26 ja venttiilien 28 kautta, nåiden toimiessa tarkistusventtii-leinå tarkoituksena vastustaa muovausmateriaalin tyontymistå kanaviin, Muovauskappale leikataan sen muotinosasta poistamisen jålkeen pitkin kuviossa 4 esitettyå katkoviivaa S, minkå avulla muodostetaan yhteenså 4x2 kådensijaa 40, kuten esitetty kuviossa 5; nåmå elimet voidaan varustaa poratuilla rei'illå 42 niiden vastaavissa pååtypinnoissa. Mainitun leikkauksen avulla nåmå elimet osoittavat kokonaisuudessaan katkottomat muotti-pinnat.

Kåytetty puujauhe voi ulottua jauhosta påreiden ja sahajauhojen kautta pieniin lastuihin. Kåyttåmållå puolikookkaita hiukkasia voidaan aikaansaada elimien pinnan houkutteleva rakenne, mikå voi olla suotavaa elimille, joita ei maalata.

Liima-aineena voidaan kåyttåå ureaformaldehydijauhetta, joka on sekoitettu veden kanssa suhteessa 2:1, minkå jålkeen seos jåtetåån yon yli ja kåytetåån sitten sekoitettavaksi kuivaan puugranulaattiin suhteessa noin 1:4. On mahdollista kuitenkin kåyttåå kehittyneempiå 1iimatyyppejå våhentåmåån huomattavasti liiman kulutusta, esimerkiksi vain muutamaan prosenttiin. ί Esimerkkinå sellaisesta liimasta voidaan mainita mel ami ini 1 iima "Melurit 100" (A/S F.Hermann & Co., DK), mikå on valmistettu yhdesså kovetusaineen kanssa. Myos mainittua liukuainetta voidaan sisållyttåå siihen.

9 92662

On huomattu eduiliseksi kåyttåå seoksessa putsolaanimååråå pallomaisen lentotuhkan muodossa varustettuna pienellå hiukkaskoolla. Todennåkoisesti tåmå materiaali kåytetåån sideaineena korkean prosessipaineen avulla.

Kuvio 6 esittåå kaaviol1isesti tuotantotyokalun 44 piipunpåita vårten, varustettuna HF-elektrodi1evyi11å 46 ja keernakappaleen 48, joka on dielektristå materiaalia piipunpåån palamiskammion irmodostamista vårten. Aiemmin on ehdotettu valmistaa sellaisia påitå muovaamalla, myos kåyttåmallå bruyere-puujauhetta, mutta ennen esillå olevaa keksintoa ei ole ollut taloudel1isesti mahdollista muodostaa sellaista tuotetta kåyttåmallå muovaus-materiaalia, joka kaiken kattavasti koostuu bruyere-jauheesta siten, ettå tåsså on nyt muodostettu realistinen perusta paljon paremmalle saatavissa olevan bruyere-materiaalin hyvåksikåy-tol1e.

Edel lå esitetysså mååritetty materiaali on ollut "puujauhetta”, mutta on huomattava, ettå keksintoå ei ole rajoitettu vain puun kåyttoon, koska on myos muita kasvimateriaaleja, joita voidaan kåyttåå, esimerkiksi oikimateriaali.

I » « * « »

Claims (5)

92662 10

1. Menetelma valmistaa puujauheeseen perustuvia muovattuja kappaleita (40), minka avulla muovausmateriaali, joka sisåltaa puujauhetta, liima-ainetta ja vettå, tåytetåån muottiin ja puristetaan siihen, tunnettu siitå, ettå muovaaminen suoritetaan ruiskupuristuksena muottionteloelimiin (8), jotka on muodostettu vastakkaisiin muotinosiin (2,4), koostuen ylei-sesti kovasta, lampoa keståvåsta ja dielektrisestå materiaalis-ta, muovattu kappale altistetaan HF-kuumennuskentalle metalli-levyelektrodielimien (34) vålissa, jotka on sijoitettu vastakkaisiin tyokalun osiin, sijoitettuna muottionteloelimien (8) pohjaosien taakse, edistaen taten liima-aineen kovettumista, mika on lampovaikutteista tyyppiå, ja lisåksi edistaen kosteu-den tyontymista ulos muovatusta kappaleesta kosteuden haihdut-tamisen avulla, jolloin kyseeseen tuleva hoyry pååstetåån ulos kanavaelimien (10,22) kautta, jotka liittåvat muottionteloeli-met (8) ympariston kanssa, ja muottiosat (2,4) pidetåan ainakin aluksi yhdessa suurella paineella, joka on riittava vastusta-maan hoyrynpainetta, joka muodostuu muovauskappaleiden nopealla kuumennuksella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, tunnettu siitå, ettå lampovaikutteista liimaa kåytetåån seoksena yhdessa liukuaineen kanssa ja valinnaisesti pallomaisen lentotuhkan måårån kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, tunnettu siitå, ettå muovausprosessin kåsittelyaika pidetåån likimåårin 30 sekunnissa tai våhempånå.

4. Jårjestelmå patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmån toteuttamiseksi, johon kuuluu muotti varustettuna tarkoituk-senmukaisilla muottionteloelimillå (8) ja elimillå (12,14) muovausmateriaalin johtamiseksi paineenalaisena muottionteloelimiin (8), tunnettu siitå, ettå jårjestelmå on teollinen ruiskupuristusjårjestelmå, joka sisåltåå vastakkaiset 92662 1 1 muotinosat (2,4), jotka voidaan pitaa voimakkaasti toisiaan vasten, jotta ne måårittåvåt vålissaån mainitut muottionte-loelimet (8), nåiden muottiosien koostuessa olennaisesti kovas-ta, lampoå keståvåstå ja dielektrisestå materiaalista, kunkin ollessa varustettu metallisella HF-elektrodilevylla (34), joka on asennettu vålin pååhån vastaavan kyseessa. olevan muottionte-loelimen (8) pohjaosan taakse, muottiosien ollessa lisåksi varustettu kanavaelimillå (10,22), jotka liittåvat muottionte-loelimet ympåristoon hoyryn poistamiseksi muovatuista kappa-leista (40).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen jarjestelmå, tunnettu siitå, etta mainittujen elektrodilevyelimien (34) takasivut on påållystetty dielektristå materiaalia olevilla alustaelimillå (32). 92662 12