NO843546L - Fremgangsmaate og apparat for stoeping - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område og bakgrunn

Oppfinnelsen angår støping av skumgjenstander under anvendelse av reaktantkjemikalier som danner skumplaster,

som polyurethaner.

Det er tidligere blitt foreslått å forme plastgjen-stander ved støpeprosesser under anvendelse av såvel åpne som stengte former og istand til å gi bl.a. tredimensjonale gjenstander som anvendes for innpakking, for dekorativ virkning og for konstruksjonsmessige formål. Et stadig problem ved slike støpeprosesser og -apparater som anvendes ved praktiseringen av slike metoder, er å kunne oppnå en glatt overflatefinish for en støpt gjenstand samtidig som det også skal oppnås lett frigjøring av den støpte gjenstand fra formen. Spesielt hva gjelder visse skummaterialer, hvorav de varmtherdnende kjemisk blåste skum, isocyanurater og polyurethaner er eksempler, har utilgjengeligheten av regulerte overflatefinisher og lett frigjørende former alvorlig begrenset nytten av disse materialer.

Forsøk er tidligere blitt gjort på å angripe visse slike problemer ved å anvende former som er blitt sprøytebe-lagt med slippmidler. Slike slippmidler har vist seg å ha begrenset levealder, hvilket skyldes dannelsen i de påsprøytede belegg av mikroskopiske sprekker i hvilke materialene som støpes trenger inn. Når slike sprekker dannes og det materi-alet som støpes trenger inn, er det ikke lenger mulig med lett frigjøring av formede gjenstander, og formens nyttige levealder vil hurtig opphøre.

Kortfattet beskrivelse av oppfinnelsen

Under spesiell hensyntagen til de problemer og vanskeligheter som hittil er blitt påtruffet, er det et formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe støping av tredimensjonale gjenstander av kjemiske skum i overensstemmelse med metoder som gjør det mulig å oppnå regulerte overflatefinisher. Ved realiseringen av dette formål ved den foreliggende oppfinnelse blir en form hvori en skummaterialgjenstand skal dannes, foret med en foring av en fluorcarbonpolymerfilm. Filmer av den spesifiserte type har meget glatte overflater og gjør det mulig å oppnå høy overflatefinish på skum som er blitt formet mot en slik formoverflate. Ved anvendelse i overensstemmelse med denne oppfinnelse som beskrevet senere blir den mikrosprekkdannelse som påtreffes ved kjente sprøyte-belegg fullstendig unngått, og den nyttige levealder for en form i henhold til oppfinnelsen kan mer fullstendig realiseres.

Det er et ytterligere formål ved oppfinnelsen å

oppnå lett frigjøring av en støpt skumgjenstand fra formen hvori skummet formes til ønsket form. Ved realiseringen av dette formål ifølge den foreliggende oppfinnelse hindrer den anvendte fluorcarbonpolymerforing vedheftning av det støpte skum til formen, hvorved den ferdige gjenstand lett kan frigjøres. I overensstemmelse med visse utførelses-former av oppfinnelsen som mer detaljert beskrevet nedenfor oppnås fjernelse av den støpte artikkel eller gjenstand fra formen ved åutst>re foringen med fluidumtrykk.

Det er et ytterligere formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe et støpeapparat for anvendelse ved utførelsen av de ovenfor beskrevne metoder og hvori en fluorcarbonpolymerforing er blitt vakuumdannet til den form og stilling som er nødvendig for at apparatet skal funksjonere korrekt. Ved realiseringen av dette formål ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en støpeform, en foringsfilm av den beskrevne type tilveiebringes, og foringen formes efter formens utformning. I overensstemmelse med visse utførelsesformer av oppfinnelsen som påpekt mer fullstendig nedenfor kan foringen utspres med fluidumtrykk. I overensstemmelse med andre ut-førelsesf ormer kan foringen bli heftet fast i bruksstillingen og fornyes efter behov for å opprettholde støpeapparatets effektivitet. Dessuten kan de anvendte støpeformer være åpne med i det vesentlige ubegrenset skumdannelse eller stengt med begrenset og trykksatt skumdannelse.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Enkelte av formålene ved oppfinnelsen er blitt angitt, og andre formål vil fremgå av den nedenstående beskrivelse i forbindelse med de ledsagende tegninger, hvorav Fig. 1 er en perspektivskisse av et støpeapparat ifølge oppfinnelsen og viser ett trinn av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen,

Figur 2 er skjematisk oppriss, delvis i snitt,

gjennom apparatet ifølge Fig. 1 og viser et annet trinn av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen,

Figur 3 er et lignende oppriss som på Figur 1 og

viser et annet trinn ved en fremgangsmåte i overensstemmelse med oppfinnelsen, og

Figur 4 er en utspilt perspektivskisse av apparatet ifølge Figurene 1-3 og viser et annet trinn av en fremgangsmåte i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Selv om den foreliggende oppfinnelse vil bli mer fullstendig beskrevet nedenfor under henvisning til de ledsagende tegninger på hvilke en foretrukken utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse er vist, vil det forstås at når den nedenstående beskrivelse begynner, vil fagfolk innen de angjeldende tekniske områder kunne modifisere den her beskrevne oppfinnelse og fremdeles oppnå de gunstige resultater ved oppfinnelsen. Beskrivelsen som følger skal derfor forstås derhen at den er en bred, belærende beskrivelse rettet til fagfolk innen de angjeldende tekniske områder og ikke begrensende for den foreliggende oppfinnelse.

Under henvisning mer spesielt til den ledsagende tegning er et apparat vist som på sin side viser en utførelses-form av den foreliggende oppfinnelse, og en fremgangsmåte i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i forbindelse med det viste apparat. Alternative utførelsesformer av apparatet og fremgangsmåtene vil bli klarere nedenfor efterhvert som disse nevnes. Det spesielt viste apparat har en formkasse 10 i hvilken en formdel 11 er anordnet. I den viste form er kassen 10 generelt kvadratisk og avgrenser et formhulrom med denne form, og delen 11 er konveks eller hva som kan betegnes som en formhanndel. Det vil nedenfor bli påpekt at den tredimensjonale artikkel eller gjenstand som fremstilles i formkassen 10 har en konkavitet for å motta en viss gjenstand som skal innpakkes. Det tas sikte på at oppfinnelsen som her beskrevet kan anvendes i forbindelse med andre typer av utformede former, hvilket vil bli beskrevet.

Formkassen 10 har utstyr for å vakuumdanne en fluorcarbonfilmforing som i den viste utførelsesform innbefatter en lufthåndteringsinnretning 12. Formkassen og delen 11 i denne har uttatte kanaler for strømning av luft, som generelt kjent for fagfolk innen det tekniske område vakuumdanneIse av polymerfilmer.

I overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse anvendes en fluorcarbonpolymerfilm 14 som foring for formhulrommet som er avgrenset i kassen 10. Polymerfilmen blir i overensstemmelse med oppfinnelsen dannet fra en polymer bestående av polyklortrifluorethylen, polytetrafluorethylen, fluorplast, polyvinylidenfluorid eller en copolymer med en carbon-fluorhovedkjede og polyfluoralkoxysidekjeder. Slike filmer har de egenskaper til felles at de er de glatteste av alle faste materialer, i det vesentlige kjemisk inerte og har god mekanisk styrke. Filmenes mekaniske styrke byr på betydelig motstand mot gjentatt bøynings- eller brettingspåkjenning og letter dermed unngåelsen av mikrosprekkdannelse som nevnt ovenfor. Slike filmer kan om egnet etses og vakuumdannes under anvendelse av metoder som er i det vesentlige kjente for fagfolk innen formningsteknikk med påført vakuum.

Ved praktiseringen av den foreliggende oppfinnelse anbringes filmen 14 over en åpen side av kassen 10 og holdes på plass ved en egnet anordning, som kantklemmer 15. Andre former for klemmer kan anvendes og vil være kjente for fagfolk innen vakuumformning. Filmen 14 blir derefter oppvarmet og trukket inn i hulrommet som tilveiebringes av kassen 10, ved å fjerne luft fra dette ved hjelp av innretningen 12. Oppvarming kan oppnås ved hjelp av et konveksjonsluftopp-varmingsapparat 16 som blåser varmluft mot filmen, eller ved hjelp av en varmestrålingskilde, som velkjent for fagfolk innen vakuumformning. Når foringen er blitt vakuumformet til formen, får filmen den utformning som formhulrommet har og gir en

glatt høyfinishoverflate for hulrommet.

Formen blir således tilberedt for innføring av skumreaktanter, og dette oppnås ved å avlevere slike kjemikalier gjennom et egnet munnstykke eller en pistol 18. Arten av

de anvendte kjemikalier og avleveringen av disse på en slik måte at de blandes med hverandre og igangsetter en skumnings-reaksjon er velkjent innen den kjemiske industri og vil her ikke bli detaljert beskrevet. Det tas sikte på at apparatet og fremgangsmåtene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for et hvilket som helst slikt skumdannende, kjemisk system. Det er imidlertid kjent at den foreliggende oppfinnelse er av spesiell verdi i forbindelse med kjemiske systemer som det hittil har vært umulig å tilpasse til formnings-metoder som her beskrevet. Spesielt er ett skumsystem som hittil har funnet anvendelse for visse formål, urethanbasert. Selv om uréthanskum er økonomisk tiltrekkende, er det ikke blitt anvendt for visse emballerings- og konstruksjonsformål på grunn av vanskeligheter med å oppnå en egnet overflatefinish og med å oppnå frigjøring av de formede produkter fra de anvendte former. Ved den foreliggende oppfinnelse løses begge disse problemer, hvorved utnyttbarheten for uréthanskum blir betydelig utvidet.

I visse slike skummende systemer er det ønskelig å regulere det trykk under hvilket skumningen foregår. Med et slikt system kan formningsapparatet ifølge oppfinnelsen ha et lokk 19 (Figur 3) som på hvilken som helst egnet måte kan regulere trykket under reaksjonen og således skummets densitet. Som antydet på Figur 3 vil reaktantene som er innført i. formen, danne en formet artikkel eller gjenstand 20 i denne.

I det viste apparat kan gjenstanden 20 fjernes

eller støtes ut fra formen ved å utspre filmforingen 14, som antydet på Figur 4. Der er lufthåndteringsinnretningen 12 blitt anvendt for å blåse opp foringen 14 ved å tilføre fluidumtrykk mellom foringen og formkassen 10. Efterhvert som filmen blir utspredd, blir gjenstanden 20 formet ved formningsprosessen fjernet fra formen. Formen blir således tilberedt for en gjentagelse av trinnene med å trekke foringen i stilling ved hjelp av vakuum, innføring av reaktantene for

å danne skum, formning av en gjenstand og utstøtingen av gjenstanden fra formen. En rekkefølge av gjenstander kan således formes, og alle med den ønskede gode overflatefinish.

Selv om de anvendte fluorcarbonfilmer har god mekanisk styrke, vil foringen til slutt svikte på grunn av bøye-påkjenning efterhvert som formningssyklusene fortsetter.

Ved svikt kan foringen lett erstattes i overensstemmelse med de metoder som er beskrevet angående dette punkt, og formnings-operasjonene kan fortsette.

I overensstemmelse med andre utførelsesformer av den ovenfor beskrevne oppfinnelse kan formning i en form med åpme side utføres både med og uten utspredning av filmforingen for å fjerne den formede gjenstand fra formen. Den anvendte form kan være en hannform eller enn hunnform som gjør at de formede gjenstander får en konkav, konveks eller sammensatt utformning. Når en form med åpen side skal anvendes uten å utspre foringen, kan foringen etses på en overflate og klebes på plass for anvendelse og derefter fjernes fra formen skulle en utskiftning være nødvendig. Ved hjelp av slike metoder blir formers nyttige levealder betydelig forlenget, og former kan lages av mindre kostbare materialer. Dessuten tillater slike metoder foringen som er adskilt fra eller ikke danner ett stykke med formkonstruksjonen, å tilpasse seg til variasjoner i varmeutvidelse og -kontraksjon mellom foringen og formkonstruksjonen som støtter foringen under formningen. Denne tilpasning antas å bidra til unngåelsen av mikrosprekkdannelse .'hvilket er kjent som et særtrekk ved denne oppfinnelse.

Ifølge ytterligere andre utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse kan foringen formes til denønskede form ved andre metoder enn ved vakuumformning. Som et eksempel kan foringen dannes ved kokillestøping, blåse-formning, pressing, sprøytestøping eller ekstrudering så lenge den ønskede utformning som er avpasset i forhold til den bærende formkonstruksjon, oppnås'samtidig som foringen fritt kan bevege seg adskilt fra eller fjernes fra formkonstruksjonen. Mens vakuumformning godt kan være en foretrukken fremgangsmåte for å danne foringen, vil det således forstås at denne bare er ett av de tilgjengelige midler.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av formede skumartikler, karakterisert ved de trinn at en formforing av en fluorcarbonpolymerfilm som er blitt formet til en utformning slik at den tett passer til en formdel, bringes i inngrep med formdelen/ hvorefter reaktanter for å danne skum avsettes på den forede formdel, og en skumartikkel formavpasset i forhold til formdelen formes, og derefter fjernes artikkelen fra formdelen og foringen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den dessuten omfatter de trinn at formforingen av fluorcarbonpolymerfilm formes til en utformning slik at den er tett tilpasset til formdelen, og derefter blir på den forede formdel gjentatte ganger reaktanter avsatt for dannelse av skum og formning av en rekke på hverandre følgende skumartikler som er formavpasset i forhold til formdelen, og derefter fjernes foringen fra formdelen og trinnene med formning og anbringelse av en fluorcarbonformforing i inngrep med formdelen gjentas for å forberede en fortsettelse av trinnet med formning av en rekke på hverandre følgende skumartikler.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at trinnet med å forme formforingen omfatter vakuumformning av en fluorcarbonpolymerfilm over en formdel, og ytterligere at trinnet med å fjerne artikkelen fra formdelen og foringen omfatter utspredning av foringen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at trinnet med å fjerne gjenstanden fra formdelen og foringen omfatter påføring av fluidumtrykk på foringen for å utspre foringen og fjerne artikkelen fra formningsformen og foringen, og ytterligere de trinn at foringen ved anvendelse av vakuum bringes i stilling på formhanndelen, og trinnene med å avsette skumreaktanter, påføring av fluidumtrykk og stillingsanbringelse av foringen under vakuum gjentas.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller krav 4, karakterisert ved at trinnet med å danne en foring omfatter montering av en film nær formdelen, oppvarming av filmen til en forhøyet temperatur for at den skal bli fø yelig, og trekking av et vakuum mellom filmen og formdelen for å formavpasse filmen tett til formdelen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at trinnet for oppvarming av filmen omfatter at en strøm av oppvarmet luft rettes mot filmen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at trinnet med å oppvarme filmen omfatter å rette strålingsenergi mot filmen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller krav 4, karakterisert ved at trinnet med å utspre fSringen omfatter at trykkfluidum avleveres i et volum som er avgrenset mellom formdelen og filmforingen.

9. Apparat for formning av skummaterialer, karakterisert ved at det omfatter en form-:formningsanordning som avgrenser et formvolum for å motta og holde på skumreaktanter, og en fluorcarbonpolymerfilmform-foringsanordning formet til en utformning slik at den er tett tilpasset til formformningsanordningen når den befinner seg i inngrep med formformningsanordningen og samarbeider med formformningsanordningen for å bevirke lett frigjøring av formede skumartikler fra formformningsanordningen, idet formforingsanordningen bibringer skinnprodukter formet i apparatet den samme form som formformningsanordningen.

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at formforingsanordningen kan beveges mellom en formningsstilling hvor den befinner seg i tett inngrep med formformningsanordningen, og en frigjørings-stilling som er fjernet fra formformningsanordningen, idet formforingsanordningen i den nevnte formningsstilling bibringer skumprodukter formet i apparatet den samme form som formformningsanordningen, og ved bevegelse til den nevnte fjernere frigjøringsstilling bevirker separering av formede produkter fra formformningsanordningen.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at formformningsanordningen omfatter en formdel med en spesiell utformning og ytterligere at formforingsanordningen omfatter en film som på stedet er blitt vakuumformet efter formdelens spesielle utformning.

12. Apparat ifølge krav 9 eller krav 10, karakterisert ved at filmforingsanordningen for formen er dannet av en film bestående av polyklortrifluorethylen, polytetrafluorethylen, fluorplast, polyvinylidenfluorid eller en kopolymer med en carbon-fluorhovedkjede og polyfluoralkoxysidekjeder.

13. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at formformningsanordningen og formforingsanordningen er avtettet i forhold til hverandre og dessuten omfatter en fluidumstrømforbindelsesanordning som operativt står i forbindelse med et volum som er avgrenset mellom formformningsanordningen og formforingsanordningen; for å styre fluid som strømmer fra det nevnte volum og til det nevnte volum, for derved å vakuumforme formforingsanordningen til formformningsanordningen og dessuten for derved å bevege formforingsanordningen mellom formnings- og frigjørings-stillingene. j

14. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at formforingsanordningen forbigående hefter til formformningsanordningen.