NO314764B1 - Komposittprodukt og fremgangsmate til fremstilling av dette - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av et kompositt produkt, som fortrinnsvis kan benyttes som møbelelement slik som f.eks et stolsete og/eller stolrygg. Oppfinnelsen angår også selve komposittproduktet og dets oppbygging.

Det er vanlig kjent teknikk å fremstille et komposittprodukt som skal anvendes som møbelelement ved formstøping. I en slik formstøpingsprosess benyttes det en kjerne som innstøpes i skumplastmateriale. Kjernen plasseres i en støpeform og kjemikalier som ved reaksjon danner skumplastmaterialet fylles i støpeformen og bringes til skumming. Skumblandingen ekspanderer omsluttende omkring kjernen til skummet fyller støpeformen og det ferdige komposittproduktet fremkommer.

Det skal i denne forbindelse vises til følgende publikasjoner:

US 5542747 og US 5400490 som begge viser et bilsete der et rammelement med et støtteelement formstøpes slik at et skumplastmateriale med en tetthet som er lavere enn tettheten til rammelementet og støtteelementet.

JP 06182915 viser en pute som er fremstilt av polyuretan skummateriale med et integrert lag, der materialet som utgjør dette laget har lavere elastisitet enn det omkringliggende skummaterialet.

Skumplastmaterialet som inngår i komposittproduktet er ofte polyuretan skumplast, men også andre typer skumplastmaterialer kan anvendes. Kjernen som inngår i komposittproduktet vil ofte være et bærende element som et stivt plateformet legeme av eksempelvis tre, metall eller plast. Det vil være opp til fagmannen å avgjøre hvilke type kjerne materiale som egner seg best i det enkelte tilfelle.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å redusere andelen av polyuretan skumplast i det ferdige komposittproduktet. Med dette oppnås både en miljømessig og en økonomisk gevinst. Andelen polyuretan skumplast i det ferdige komposittproduktet kan reduseres ved at en del av skumplasten erstattes med et annet egnet fyllmateriale. Når behovet for fremstilling av polyuretan skumplast avtar, reduseres belastningene på miljøet som en konsekvens av dette ved at utslippene til atmosfæren avtar og bruken av kjemikalier reduseres. Dette er både gunstig for miljøet og er kostnadsbesparende for bedriften. De kjemikaliene som benyttes i fremstilling av polyuretan skumplast er kostbare og en reduksjon av kostnadene i dette leddet, vil medvirke til betraktelige besparelser sett i forhold til totalkostnaden for fremstilling av hele kompostittproduktet.

Når det fremstilles komposittprodukter der polyuretan skumplast benyttes som skumplastmateriale, frigjøres en del karbondioksyd som slippes ut i atmosfæren. Ved fremstilling av polyuretan skumplast er dannelse av karbondioksyd endel av prosessen for å bevirke skumming av materialet. Mengden av karbondioksyd som dannes i fremstillingen har en direkte sammenheng med tettheten til det ferdige skumplastmateriale. Dersom det er ønskelig med polyuretan skumplast med lav vekt og stort volum krever dette at store mengder karbondioksyd tilsettes. I et slikt tilfelle vil det være nødvendig å benytte store mengder karbondioksyd, derav blir karbondioksydutslippene til omgivelsene større, slik at miljøet belastes i større grad.

Ved at det er funnet spesielt gunstige kostnadsmessige og miljømessige betingelser ved å erstatte en del av polyuretan skumplasten med et annet rimeligere og mer miljøvennlig alternativ, skal det fremheves at mange ulike typer materialet vil egne seg som fyllmateriale i følge oppfinnelsen. Dette fyllmaterialet kan utgjøres av ferdigprodusert skumplast med en tilsvarende eller en annen kvalitet enn polyuretan skumplast. Avskjærsrester etter bearbeiding av skumplastmaterialer, kasserte skumplastprodukter, ulike typer skumplast som er limt sammen eller på annen måte sammenføyd til et legeme, samt ulike typer plastmaterialer vil også egne seg som fyllmateriale i dekkelementet.

Sammenlignet med et tradisjonelt fremstilt møbelelement, vil man altså ved den fremstillingsmetoden som her er beskrevet, oppnå å fremstille et møbelelement som både er mer miljøvennlig og er kostnadsmessig konkurransedyktig.

Det er derfor hensikten med foreliggende oppfinnelse å fremstille et komposittprodukt i overensstemmelse med innledningen til det selvstendige patentkrav 1, og med kjennetegnende trekk som angitt i karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere utførelsesformer for fremgangsmåte for fremstilling av komposittproduktet finnes i de uselvstendige patentkravene 2-7. Videre er det en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å frembringe et formstøpt komposittprodukt angitt overensstemmende med innledningen til det selvstendige krav S, og videre kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriserende delen av krav 8. For ytterligere utførelser for komposittmaterialet skal det vises til de uselvstendige kravene 9-10.

Komposittproduktet i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse vil kunne frembringes ved at det benyttes formstøping. Det benyttes da en kjerne som kan være en stiv plateformet del av tre, metall eller plast eller annet egnet materiale hvortil det festes et dekkelement. Dekkelementet består av et fyllmateriale som kan være av en hvilken som helst plasttype. Dekkelementet festes til kjernen ved liming, eksempelvis punktliming. Det vil her være nærliggende for fagmannen å benytte også andre egnede former for heftemetoder som kan forhindre forskyvning mellom kjernen og dekkelementet under formstøpingen. Kjernen med dekkelementet plasseres i en støpeform og et skumprodukt fylles i støpeformen. Skumproduktet ekspanderer og fester seg omsluttende til dekkplaten og deler av kjernen. Dekkelementet vil fortrinnsvis ha en størrelse som tilsvarer størrelsen til kjernen. Når skumproduktet har ekspandert og fylt ut formverktøyet, vil det dannes et ferdig produkt der polyuretanskummet hovedsakelig danner ytterveggene til komposittproduktet og kjernen og dekkmaterialet utgjør store deler av komposittproduktets indre.

Dekkelementet vil i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen utgjøres av et plastmateriale med en tetthet som er større enn tettheten til det omkringliggende plastmaterialet. Dekke] em enet kan i en spesielt miljøvennlig versjon være fremstilt av resirkulert materiale, materialsammensetning for dekkelementet er flertallige slik det er beskrevet ovenfor. Det som imidlertid er viktig er at dekkplaten er kompatibel med det omkringliggende skumplastmaterialet. Med dette menes at det er avgjørende for det ferdige komposittproduktet at det oppnås en god heft mellom dekkelementet og det omkringliggende skumplastmateriale.

Det vil også være mulig å variere tettheten og dermed hardheten i skumplasten som omhyller kjernen og dekkmaterialet ved at kjemikalietilsatsen i skumplastfremstillingen varieres.

Hardheten til kjernen og dekkplaten kan varieres slik at komposittproduktet fremstår med materialegenskaper som er foretrukket innenfor det anvendelsesområdet produktet skal benyttes.

Dersom det er ønskelig vil det innenfor oppfinnelsens ramme være mulig å fremstille et komposittprodukt som er utstyrt med en kjeme hvor det på begge sider av kjernen er festet et dekkelement. Skumplastmateriale kan arrangeres slik at det omslutter dekkelementene fullstendig. Dersom det er et krav til det ferdige møbelementet at det skal utstyres med vendbare komponenter som har sider av ulik hardhet, kan de to dekkelementene utgjøres av to forskjellige materialer eller av samme materialer med ulik hardhet.

Det plastmaterialet som omhyller kjernen og dekkplaten er fortrinnsvis av type polyuretan skumplast. Polyuretan skumplast fremstilles ved at reaktantene polyether polyol og isosyanat blandes sammen og fylles i støpeformer med tilsats av vann. Som en reaksjon mellom isosyanat og vann vil det dannes karbondioksyd som forårsaker oppskumming av skumblandingen. Mengden av vann som tilsettes i denne fasen er avgjørende for mengden av utviklet karbondioksyd. Tilstedeværelse av store mengder karbondioksyd er avgjørende dersom det er ønskelig å utvikle et skum som skal være lett. I formstøping fylles små mengder av kjemikalier diskontinuerlig i former. Volumet på de innfylte kjemikalene øker ca. 30 ganger. Reaksjonen starter etter 5-7 sekunder og putene er ferdig ekspandert etter 5 minutter.

I en foretrukket anvendelse vil møbelelementet benyttes som stolsete. Kjernen utgjør da stolsetets underside hvortil man kan feste stolens understell. Komposittproduktet eller møbelelementet vil da fortrinnsvis fremstå med en flate av kjernen som hovedsakelig er fri for skumplast mot omgivelsene.

Ved en annen anvendelse av møbelelementet vil det vil også være mulig å benytte et stålmateriale i kjernen slik at man får en direkte innstøpning av f.eks et bøyelig stållegg til anvendelse som nakkestøtte.

Fig. 1 viser et oversiktsriss av kjernen med dekkelement før innstøping.

Fig. 2 viser det nødvendige utstyret som benyttes i formstøpeprosessen.

Fig. 3 viser komposittproduktet ferdig støpt.

Fig. 1 viser kjernen 1 festet til et dekkmateriale 2, før disse delene er anbrakt i formverktøyet for støping. Det sees av figuren at kjernen 1 er tilpasset overflaten til dekkmaterialet 2. Kjernen 1 er i dette utførelseseksempelet utstyrt med gjennomgående hull, disse hullene 1' er anordnet for feste til understellet til en stol. Fig. 2 viser et anlegg for formstøping. Formverktøyene vises anordnet på et transportbånd. Den på fig. 1 viste anretning av dekkplate og kjerne 1 vil plasseres i et formverktøy 4 som vist på fig. 2. Polyether polyol og isocyanat vil slik det er vist på figuren overføres fra hver sin beholder henholdsvis 5, 6 til et blandningskammer 7 hvor reaktantene føres sammen. Fra blandingskammeret fylles kjemikaliene i formverktøyet 4. Blandingen vil i formverktøyet ved tilsats av vann skumme opp omkring dekkplaten 2 og tildels også kjernen 1. Skumblandingen vil imidlertid ikke dekke overflaten til kjernen 1 fullstendig. Det er karbondioksydet som dannes som en reaksjon mellom isocyanat og vann som forårsaker denne oppskummingen av skumproduktet.

Når formstøpingsprosessen er ferdig vil produktet fremstå som vist på fig. 3. Her vises ikke dekkelementet, da det er innstøpt i skumplastmaterialet. Kjernen 1 og dekkplaten 2 utgjør med de omkringliggende ytterveggene av polyuretan skummateriale 3 det ferdige komposittproduktet.

Fremstillingen av komposittproduktet er beskrevet ifølge den foretrukket utførelsesformen av oppfinnelsen i forhold til fremstillingen av polyuretan skumplast. Det er klart at andre typer skumplastmaterialer som er forenbare med dekkplaten og kjernen vil være aktuelle å anvende som omhyllingsmateriale i komposittproduktet.

I en videre utføringsform av oppfinnelsen kan det være aktuelt å la bestanddeler som inngår i støpeformen fungere som kjerne under støpingen av komposittproduktet. Dekkelementet anordnes da direkte til de av støpeformens bestanddeler som egner seg brukt til kjerne, eksempelvis kan støpeformen være utstyrt med oppragende elementer der pigger som er ordnet til elementenes ender passer godt som fastholdingselementer/støtteelementer for dekkeelementet. Etter at komposittproduktet er ferdig støpt frigjøres det fra støpeformens fastholdingselementer. Komposittproduktet vil i denne utføringsformen omfatte dekkplate og omhyllingsmateriale av skumplast.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et komposittprodukt, slik som et møbelelement, hvor en kjerne innstøpes og omsluttes av et oppskummet plastmateriale i en støpeform, karakterisert ved at det som kjerne benyttes et bærende element som enten blir integrert i komposittproduktet eller tas ut, alternativt kan kjernen utgjøres av støtteelementer i støpeformen, videre at det til kjernen festes en dekkplate fremstilt av resirkulert materiale og at dekkplaten omsluttes av skumplastmateriale ved formstøping.

2. Fremgangsmåte i følge krav 1, karakterisert ved at det resirkulerte materialet er oppkappede, kasserte skumplastprodukter eller avskjær fra bearbeiding av skumplastprodukter, som eventuelt er sammenføyd til et legeme.

3. Fremgangsmåte i følge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det til minst en side av kjernen festes en dekkplate av et plastmateriale med større tetthet enn skumplastomhyllingen, og at dekkplaten og i hvert fall deler av kjernen omsluttes av skumplastmateriale ved formstøping.

4. Fremgangsmåte i følge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det til begge sider av kjernen er festet hver sin dekkplate, der de to dekkplatene utgjøres av to forskjellige materialer eller av samme materiale med ulik hardhet/tetthet.

5. Fremgangsmåte i følge et av kravene 1-4, karakterisert ved at kjernen med dekkplaten anbringes i støpeformen og reaktantene polyether polyol og isocyanat bringes sammen i støpeformen med tilsats av vann, hvorpå karbondioksyd dannes i blandingen som en reaksjon mellom isocyanat og vann og forårsaker oppskumming, i det skumblandingen ekspanderer opp omkring dekkplaten og hefter seg til denne slik at komposittproduktet fremstår med en yttervegg av polyeuretan skumplast.

6. Fremgangsmåte i følge et av kravene 1-5, karakterisert ved at dekkplaten limes fast til kjernen ved punktliming og/eller at dekkplaten har en størrelse tilsvarende kjernens størrelse.

7. Formstøpt komposittprodukt, eksempelvis et møbelelement, med en plateformet stiv kjerne innstøpt i et legeme av skumplast, karakterisert ved at det til kjernen er festet minst en dekkplate fremstilt av et resirkulert materiale.

8. Formstøpt komposittprodukt i følge krav 7, karakterisert ved at den minst ene dekkplaten har større tetthet enn det omkringliggende skumplastmaterialet.

9. Formstøpt komposittprodukt i følge krav 7 eller 8, karakterisert ved at det til begge sider av kjernen er festet hver sin dekkplate, der de to dekkplatene utgjøres av to forskjellige materialer eller av samme materiale med ulik hardhet/tetthet.

10. Formstøpt komposittprodukt i følge et av kravene 7-9, karakterisert ved at komposittproduktet skal utgjøre et stolsete hvor kjernens ene flate utgjør stolsetets underside.