TR201802209T4 - Çok katmanlı termoplastik levha materyaller ve bundan hazırlanan ısıl şekillendirilmiş maddeler. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş buzdolabı kabini ve kapı astarları gibi ısıl şekillendirme uygulamalarına yönelik özellikle uygun köpüklenmemiş bir yüzey katmanı A ve bir köpüklenmiş yüzey katmanı B içeren yaklaşık 0.5 ila yaklaşık 20 milimetre ("mm") aralığında bir toplam levha kalınlığına sahip çok katmanlı levha yapılar sağlar. Çevrim süresi azaltımı ve polimer ve enerji tasarrufları dahil ısıl şekillendirmede gelişmeler, sağlanır. Tercihen köpüklenmemiş termoplastik polimer yüzey katmanı (A) yaklaşık 0.25 ila yaklaşık 6 milimetrelik bir kalınlığa sahiptir ve köpüklenmiş herhangi bir polimer katman ile birlikte köpüklenmiş termoplastik polimer yüzey katmanı (B) yaklaşık en az yüzde beşlik (5) bir toplam yoğunluk azaltımına sahiptir ve herhangi bir diğer köpüklenmemiş katman ile birlikte köpüklenmemiş katman A'nın toplam kalınlığından fazla bir toplam kalınlığa sahiptir. Ayrıca ısıl şekillendirme prosesinde, ısıl şekillendirilmiş maddelerde, termal olarak yalıtkan maddeler sağlamaya ve termal olarak yalıtkan maddelere yönelik proseslerde gelişmeler sağlanır.

Description

TARIFNAME ÇOK KATMANLI TERMOPLASTIK LEVHA MATERYALLER VE BUNDAN HAZIRLANAN ISIL SEKILLENDIRILMIS MADDELER Mevcut bulus buzdolabi astarlarinin isil sekillendirmesi dahil isil sekillendirme uygulamalarina yönelik uygun çok katmanli termoplastik levha materyaller ile ilgilidir. Mevcut bulus ayrica isil sekillendirilmis buzdolabi astarlari dahil çok katmanli levha materyallerden üretilen maddeler ve bu tür çok katmanli levha materyallerden, isil sekillendirilmis buzdolabi astarlari dahil maddeler üretilmesine yönelik bir proses ile Ekstrüde termoplastik levha materyalleri, termoplastik baz reçinesinin seçimine bagli olarak, buzdolabi astarlari, küvet ve dus birimlerinin mahfazalari, çesitli banklar ve oturma birimleri, çesitli türde araçlara yönelik karoser panosu, isaret panolari ve benzeri gibi dayanikli tüketim ürünlerine yönelik parçalarin isil sekillendirmesini içeren bir dizi uygulamada kullanilir. Bir sekilde daha ince ekstrüde termoplastik levha materyaller ayrica yiyecekler, içecekler, temizlik ve çamasir ürünleri, kozmetikler ve farmasötikler gibi çok çesitli materyale yönelik ambalajlamaya isil sekillendirmeye yönelik kullanilabilir veya ayrica sürekli profillere ekstrüde edilmesi durumunda kullanilir. Ürünlerin ve bunlarin üretimine yönelik proseslerde maliyet etkinligini ve verimliligi gelistirmeye yönelik mevcut ekonomik ve çevresel ilgiler ile, üretimlerinde ve isil sekillendirilmis maddeleri üretmek üzere diger kullanimlarinda gerekli ham maddelerin miktari ve enerjinin azaltimini kolaylastiran termoplastik levha materyallerini saglama ve elde etmeye devam› eden bir ilgi vardir. Köpüklenmis termoplastik bir katman ve en az bir köpüklenmemis veya kati termoplastik katmana sahip termoplastik levhalar ayrica bilinir ve AB yapilari (tek kati kaplama ve köpük katmanlar) olarak ve ABA yapilari (iki kati kaplama katman arasinda köpük katmani) olarak refere edilirler.

US Patent 6,544,450 termoplastik bir köpük levha üretmeye yönelik bir üfleme ajani ile eriyik bir polimerin temas etmesi, bir levha ekstrüzyon hatti içinde daha düsük bir basinç bölgesine karisimin köpüklenmesi ve esit bir kalinliga sahip termoplastik bir köpük levha olusturmak üzere ekstrüdatin çekilmesi ve sikistirilmasini içeren› bir prosesi ögretir. Levha materyaller köpüklenmemis iki yüzey katman (ABA yapisi) arasinda sandviçlenen bir köpüklenmis katmana sahip olarak gösterilir. az bir kalin kati substrat katman (A) ve 0.04 ila 2 mm'lik bir kalinliga sahip en az bir ince, köpüklenmis fonksiyonel katmana (B) sahip AB yapilarina sahip kompozit katmanli levha veya filmi açiklar. Bunlar özellikle poliüretan köpük yalitiminin köpüklenmis yüzeye uygulandigi buzdolabi astarlari gibi termal olarak yalitkan kaliplar üretmede kullanima yöneliktir.

GB 1,595,128 termoplastik bir materyalden yapilan ve iki dis kati katman arasinda merkezi bir köpük katmanina (ABA yapisi) sahip agirlik olarak hafif bir boruyu açiklar. Tüp koekstrüzyon araciligiyla üretilir ve merkezi katmana yönelik materyal bir üfleme ajanidir.

GB 1,411,132 pürüzsüz ve parlak bir kaplamaya sahip bir kapali-hücre köpük çekirdeginden yapilan kaliplari açiklar.

Kaliplar bir dolgu ve bir üfleme ajani içeren bir termoplastigin ekstrüde edilmesi araciligiyla üretilir.

Ekstrüzyon kalibinin yüzeyi üfleme ajaninin dekompozisyon sicakliginin altinda bir sicaklikta tutulur.

US Patent 5,364,696 istege bagli olarak. bütün, yüksek yogunluklu bir kaplamaya sahip derin çekilmis maddelere isil sekillendirilmesine yönelik köpüklenmis polistiren levhanin kullanimini açiklar.

EP-A 0084360 köpüklenmis bir ve köpüklenmemis olmayan bir polistiren katmandan yapilan bir sirinkli ambalaj kilifini açiklar. Yeterli darbe absorpsiyonu elde etmek amaciyla köpüklenmis katmanin kalinligi 0.1 ila 1 mm'dir. Köpüklenmemis katmanin kalinligi2 ila 160 mm'dir. Basilabilirlige yönelik islev görür ve cam siselere yönelik koruyucu bir katman olarak kullanilabilir.

US Patent 4,069,934 polistiren ve etilen-Vinil asetat kopolimerden yapilan kapali-hücreli köpüklenmis bir iç katman ve polietilenden yapilmis bir köpüklenmemis dis katmandan yapilan diger bir sirinkli filmi açiklar.

Ancak, bu açiklamalarin, agirlik azaltimi dahil sekillendirilebilir levha materyallerde bazi faydalar saglamasina ragmen, isil sekillendirilmis maddelerin üretiminde gerekli ham maddelerin ve enerjinin miktarinin azaltimini kolaylastiran termoplastik. levha. materyaller elde edilmesine devani eden bir ilgi oldugu bulunmustur. Spesifik olarak, buzdolabi astarlari gibi büyük, derin isil sekillendirilmis parçalarin üretiminde, bu açiklamalarin astar ürünleri ve poliüretan köpüklerin isil sekillendirilmis levha materyallerin yüzeyine uygulandigi astar üretim prosesine yönelik gereken özelliklerin yeterli dengelerini saglamadigi bulunmustur. Bu durumda temel sorun, gereken. hani maddelerde bir azaltim elde ederken, gerekli performans, öncelikli olarak saglamlik veya katsayisinin elde edilmesidir. Alternatif olarak, baska sekilde ham maddelerinin benzer seviyeleri kullanilarak bir üründe gelismis performans elde etmek istenen olacaktir. Diger sorunlar ayrica azaltilmis termoplastik reçine ham madde kullanimina sahip levha materyaller ile çevresel gerilim çatlamasina direnci gelistirmeyi veya sürdürmeyi içerir.

Dolayisiyla, mevcut bulusa göre, bu sorunlarin bir veya daha fazlasina ve diger bir çok soruna çözüm iki yüzey katmani ve istege bagli olarak bir veya daha fazla iç katmana sahip bir Çok katmanli levha araciligiyla saglanir, söz konusu çok katmanli levha köpüklenmemis bir termoplastik polimer yüzey katmani (A), köpüklenmis bir termoplastik polimer katmani (B) ve istege bagli olarak köpüklenmemis bir termoplastik polimer yüzey katmani (C) içerir` ve en. az 0.75 ila 20 milimetrelik (“mm”) bir toplam levha kalinligina ve l'den fazla bir köpük kati kalinligi oranina sahiptir ve burada: (a) köpüklenmemis bir termoplastik polimer yüzey katmani (A) 0.75 ila 6 milimetre (“mm”) araliginda bir kalinliga sahiptir ve (b) köpüklenmis bir termoplastik polimer katmani (B) en az yüzde beslik (5) bir toplam yogunluk azaltimina sahiptir ve, istege bagli yüzey katmaninin. (C) yoklugunda. bir yüzey katmanidir.

Bir düzenlemede köpügün kati kalinligina orani en az 1.86, tercihen en az 2.33'tür.

Diger` bir düzenlemede bulusa göre çok katmanli levha en az yüzde onluk (10), tercihen en az yüzde yirmilik (20) bir yogunluk azaltimina sahiptir.

Diger bir alternatif düzenlemede, çok katmanli levhada B katmani HIPS, GPPS, ABS gruplari, bunlarin bir veya daha fazlasinin karisimlari ve bunlarin bir veya daha fazlasinin bir veya daha fazla ilave polimer ile karisimlarindan seçilen köpüklenmis bir monoviniliden aromatik polimer reçinesi içerir. Mevcut bulusa ayrica A YKB B katmanlarinin koekstrüde oldugu, A katmaninin B katmani üzere lamineli film oldugu veya A katmaninin B katmani üzerine kaplanan ekstrüzyon oldugu düzenlemeleri içerir. Diger bir alternatif düzenlemede, B katmanir bir fiziksel üfleme ajani veyar bir kimyasal üfleme ajani veya fiziksel üfleme ajani ve kimyasal üfleme ajani çekirdeklendirme ajaninin bir kombinasyonu kullanilarak köpüklenir. Diger düzenlemelerde, mevcut bulus yukarida açiklandigi üzere veya asagida açiklanan proseslere göre bir çok katmanli levhadan hazirlanan isil sekillendirilmis bir maddeyi içerir.

Mevcut bulusun bir proses düzenlemesi asagidaki adimlari içeren bir isil sekillendirme prosesidir: çok katmanli bir levhanin burada açiklandigi üzere isil yumusatilmis, isil- plastiklestirilmis bir isil sekillendirilebilen duruma isitilmasi; isil yumusatilmis, isil-plastiklestirilmis, isil sekillendirilebilen levhayi isitmak üzere gaz, vakum ve/veya fiziksel basinç uygulanmasi ve levhanin neredeyse nihai parça boyutuna esnetilmesi; vakum veya basinç araciligiyla levhanin bir kalip seklinde uydurulmasi; ve isil sekillendirilmis parçanin kaliptan ayrilmasi. Mevcut bulusun diger bir proses düzenlemesi termal olarak yalitkan kaliplanan parçanin hazirlanmasina yönelik asagidaki adimlari içeren bir prosestir: burada açiklandigi üzere üretilen isil sekillendirilmis bir parçanin köpük yüzey katmanina termal olarak yalitkan bir köpük katmaninin saglanmasi, burada tercihen termal olarak yalitkan köpük. katman. bir poliüretan köpüktür, daha Çok tercih edildigi üzere isil sekillendirilmis parça köpük yüzey katmani ile en çok tercih edildigi üzere bir buzdolabi kabini veya kapisi olan bir dis kilif veya mahfaza yapisi arasinda saglanan bir bosluk veya aralikta saglanir.

Diger* bir düzenleme yukarida açiklanan proseslerin bir veya daha fazlasina göre hazirlanan termal olarak yalitkan kaliplanan bir parçadir.

SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1 bir buzdolabinin kabin bölümüne yönelik isil sekillendirilmis bir astarin üç-boyutlu bir görünüsüdür.

Sekil 2 bir buzdolabinin kabin bölümüne yönelik isil sekillendirilmis bir astarin sematik bir görünüsüdür.

Sekil 3 bir buzdolabinin kabininde bulunan isil sekillendirilmis ve köpüklenmis bir astarin bir kesitidir.

Bu açiklamadaki sayisal araliklar herhangi bir alt deger ile herhangi bir üst deger arasinda en az iki birimlik bir ayrim olmasi kosuluyla, bir birimin artislarindan ve alt ve üst degerler dahil, bundaki tüm degerleri içerir. Bir örnek olarak, örnegin kalinlik ve yogunluk azaltimi, ve benzeri gibi bir bilesimsel, fiziksel veya diger özelligin 10'dan fazla olmasi halinde, 10, 11, 12, ve benzeri gibi tüm ayri benzeri gibi alt araliklarin açik bir sekilde numaralandirilmasi amaçlanir. Birden az olan veya birden fazla kesirli sayilari içeren (örnegin, 1.1, 1.5, ve benzeri) degerleri içeren araliklara yönelik, bir birimin uygun düsünülür. Ondan (örnegin 1 ila 5) az tek basamaklari içeren araliklara yönelik, bir birimin tipik olarak 0.1 oldugu düsünülür. Bunlar yalnizca spesifik olarak amaçlananlarin örnekleridir ve numaralandirilan en düsük deger ile en yüksek deger arasindaki sayisal degerlerin olasi tüm kombinasyonlarinin bu açiklamada açik bir sekilde açiklandigi düsünülür. Bu açiklamada sayisal araliklar, digerlerinin yaninda, kalinlik ve yogunluk azaltimina yönelik saglanir.

Mevcut bulusa göre çok katmanli levhalar genellikle isil sekillendirme uygulamalarina yönelik oldukça uygundur ve bu uygulamada kullanima yönelik, belirli isil sekillendirme uygulamasina yönelik gerekli olabilecegi nedeniyle spesifik kalinlik ve yüzey katmanlarina sahip olacaktir. Genelde, isil sekillendirilebilir levha materyaller isil sekillendirme prosesinde levhanin çekilmesi gereken derinlik ve nihai isil sekillendirilmis bir parça veya maddede gereken kalinliga bagli olarak, en az 0.75, tercihen en az 1, daha çok tercih edildigi üzere en az 12.5', daha çok tercih edildigi üzere en az l.5 daha çok tercih edildigi üzere en az 1.75 ve en çok tercih edildigi üzere en az 2 milimetrelik bir toplam kalinliga. sahip olacaktiru Ayrica. isil sekillendirme prosesi kapasiteleri ve derin çekme ve nihai parça kalinligina yönelik ihtiyaçlara bagli olarak, bu levha materyaller 20 milimetreye kadar, tercihen 14 mm'ye kadar, tercihen lZ'ye, daha çok tercih edildigi üzere lO'a, daha çok tercih edildigi üzere 8'e ve en çok tercih edildigi üzere 5 mm'ye kadar kalinliga sahip olacaktir. sekillendirme sirasinda levhanin baslangiç kalinligi genellikle isil sekillendirme adiminin çekme derinligine orantili olarak azaltilacaktir. Mevcut bulusa göre isil sekillendirilebilen levhalar, birçogu ], ila. 5 araliginda. ve genellikle 2.5 olan tipik isil sekillendirme çekme oranlari ile kullanilabilir. Levhanin baslangiç kalinligi tipik olarak isil sekillendirilmis parçadaki en ince alan ve/veya kritik noktalarda minimum bir kalinlik (örnegin, 0.5 veya 1 mm) saglama gerekliligi araciligiyla belirlenir. Asagi çekme alanlarinda Isil sekillendirilmis parçalara yönelik tipik olarak, minimum kalinlik (en ince alandaki kalinlik) en az 0.25 mm ,tercihen en az 0.5 mm'dir ve isil sekillendirilmis nihai parçanin ortalama kalinligi 0.5 ila 2 milimetre araliginda, tercihen yaklasik 1 nmi olacaktir. Mevcut. bulusa göre levha yapilari tipik olarak isil sekillendirilmis parçanin kritik ve/veya ince alanlarindaki daha iyi kalinligini sürdürerek, özellikle daha iyi asagi çekildigi bulunmustur. Her iki durumda kritik ve/veya ince alan(lardaki) daha iyi kalinlik tutmaya bagli olarak, önceki teknigin isil sekillendirilebilir levha yapilari ile karsilastirildiginda bu baslangiç levhasinda azaltilmis kalinlik veya belirli bir levha kalinligindan baslamasi halinde nihai parçada gelismelere imkan saglar.

Mevcut bulusa göre levha nateryallerinde gerekli köpüklenmis ve köpüklenmemis katmanlar uygulamalarinin gerekliliklerine bagli olarak oldukça genis bir araliktaki termoplastik polimerlerden seçilebilir. Termoplastik polimerlerin araligi monoviniliden aromatik polimerler (ayrica stirenli polimerler olarak refere edilir, GPPS, HIPS, ABS ve SAN dahil), pliolefinlerin genis bir araligi (PE, PP, LDPE, LLDPE, HDPE dahil), akrilat ve metakrilat polimerleri örnegin polimetilmetakrilat (PMMA), polikarbonat (PC), polivinil klorür (PVC), polietilen tereftalat (PET) ve bu türlerin iki veya daha fazla termoplastik polimerlerinin karisimlarini Monoviniliden aromatik polimerler mevcut bulusa göre levha materyallerde kullanima yönelik tercih edilen bir termoplastik polimerdir ve monomerik yineleme birimleri olarak nihai reçineye eklenen en az bir' monoviniliden aromatik monomerin agirlikça en az yüzde 50'si, tercihen agirlikça en az %70'i, ve daha çok tercih edildigi üzere agirlikça en az %75'i en çok tercih edildigi üzere agirlikça en az %90'ina sahip homopolimerler ve kopolimerleri içerir. Tercihen, monoviniliden aromatik monomerin formülü asagidaki sekildedir: Burada R hidrojen veya metil, Ar alkil, halo, haloalkil sübstitüsyon ile veya olmadan 1 ila 3 aromatik halkaya sahip bir aromatik halka yapisidir, burada herhangi bir alkil grubu 1 ila 6 karbon atomundan olusur ve haloalkil bir halo sübstitüe alkil grubuna refere eder. Tercihen, Ar fenil veya alkifenildir, burada alkilfenil bir alkil sübstitüe fenil grubuna refere eder, fenil en çok tercih edilendir.

Kullanilabilen tipik monoviniliden aromatik monomerler asagidaki içerir: stiren, alfa-metilstiren, vinil toluenin tüm izomerleri, özellikle paraviniltoluen, etil stirenin tüm izomerleri, propil stiren, vinil bifenil, vinil naftalen, vinil antrasen ve benzeri ve bunun karisimlari. Iki veya daha fazla monoviniliden aromatik monomerlerin karisimlari bir veya daha fazla diger kopolimerize edilebilen monomerler ile bir veya daha fazla monoviniliden aromatik monomer karisimlarinin burada polimeri etkileyebilecegi gibi monovinilideni hazirlamak üzere kullanilabilir. Bu tür kopolimerize edilebilen monomerlerin örnekleri, bunlarla sinirlandirilmaksizin, akrilik monomerler örnegin akrilonitril, metakrilonitril, metakrilik asit, metil metakrilat, akrilik asit ve metil akrilat; maleimid, fenilmaleimid ve maleik anhidriti içerir.

Ayrica, monoviniliden aromatik polimer ayrica gelismis dayaniklilik ve/veya darbe direnci saglamak üzere daginik bir kauçuksu polimer veya elastomer içerebilir, bu tür monoviniliden aromatik polimerler kauçuk-modifiye veya yüksek darbe olarak refere edilir. Kauçuksu polimer darbe modifiyeli, veya grafte kauçuk-içeren ürünler hazirlamak üzere önceden çözünmüs kauçuksu polimerin varliginda fiziksel olarak karistirma araciligiyla veya monoviniliden aromatik monomerin polimerizasyonu araciligiyla eklenebilir. Spesifik olarak, polimer bir yüksek darbe polistiren reçinesi olabilir. Ek olarak, mevcut bulusun prosesi yukarida. bahsedilen. herhangi bir polimerin karisimi veya kombinasyonlarini kullanabilir.

Uygun monoviniliden aromatik polimerlerin örnekleri genel amaçli polistiren (GPPS), yüksek darbe polistireni (HIPS), stiren kopolimeleri, örnegin poli(stiren akrilonitril) (SAN) ve ABS olarak refere edilen bunun bütadiyen kauçuk modifiyeli versiyonudur.

Poliolefinler ayrica tercih edilen bir termoplastik polimerdir ve vinil asetat, metilakrilat, etil akrilat, metil metakrilat, akrilik asit, itakonik asit, maleik asit ve Haleik anhidrit dahil diger alfa olefinler ve bilinen çesitli kopolimerize edilebilen monomerler dahil bunlarin bir veya daha fazla ek kopolimerize edilebilen monomerleri dahil, etilen, propilen, l-büten, izobütilen, penten-l, 3-metil-1-büten, l-hekzen, 3,4- dimetil-l-büten, l-hepten, okten ve 3-metil-1-hekzan, ve benzeri gibi çesitli alfa olefin monomerlerinin homopolimerleri ve kopolimerlerini içerir. Poliolefinler polietilen, polipropilen, lineer düsük yogunluklu polietilen, düsük yogunluklu polietilen, yüksek yogunluklu polietilen, olefinik kopolimerler örnegin etilen-okten kopolimerleri ve benzerini içerir. Tercih edilen bir poliolefinde, tercih edilen bir olefin monomeri etilen veya propilendir ve en çok tercih edilen bir poliolefin polipropilendir.

Mevcut bulusa göre çok katmanli levha materyal genellikle levha veya bundan hazirlanan parça/maddenin görünüsü veya estetik tarafini saglamak üzere seçilen köpüklenmemis bir termoplastik polimer yüzey katmani A'ya sahiptir. Katman genellikle nispeten ince olmak üzere ve nihai uygulamada spesifik herhangi bir performans veya görünüs açilarin yönelik ihtiyaç duyulabilen bir materyalden hazirlanir. Örnegin, bu tür materyal yukarida açiklanan termoplastik polimerler araligindan seçilebilir ve parlaklik, renk, basilabilirlik, boyanabilirlik, hava sartlarina dayaniklilik, UV direnci, sertlik, ve benzerinin istenen kombinasyonlarini saglamak üzere ekli herhangi bir katki maddesi/bilesen ile kombine edilebilir.

Köpüklenmemis termoplastikr polimer yüzey katmani genellikle çok katmanli levha materyalinde nispeten ince bir katman üzerine saglanir ancak yalnizca köpüklenmis bir levha materyal hazirlanirken tipik olarak kendiliginde olusacak bir kaplama katmani veya bazen köpük levha materyali üzerinde saglanan film katmanlarindan (50 ila 100 um sirasinda) farkli ve daha kalindir. Bu levha materyallerde köpüklenmemis termoplastik polimer yüzey katmani A'nin kalinligi tipik olarak, tercihen genellikle 6 mm'den az, tercihen 5 mm'den az, daha çok tercih edildigi üzere 3 mm'den az ve en çok tercih edildigi üzere 2 mm'den az katman kalinligi ile ham madde ve isil sekillendirme prosesi enerjisinde maksimum tasarruf saglamak. üzere mümkün oldugu kadar çok azaltilir. Mevcut bulusa göre tanimlanan çok katmanli levha materyallerin, istege bagli olarak mevcut bulusa göre levha materyal yapilari yapmak üzere kullanilabilen koekstrüzyon veya film laminasyonu teknolojisine bagli olarak, içeride-konumlanan bir köpüklenmemis termoplastik polimer yüzey katmani içerebilecegi ve/veya yüzey katmaninin bir veya daha fazla alt-katmanlar ve/veya ince bir film yüzeyi katmaninin olusabilecegi ayrica anlasilmalidir. Tercih edilen bir düzenlemede, çok katmanli levhadaki köpüklenmemis termoplastik polimer katman(larinin) toplam kalinligi, köpüklenmemis yüzey katmani ve diger herhangi bir köpüklenmemis katmanlar dahil, konumlandirildigi herhangi bir yerde, köpüklenmis termoplastik polimer katman(larinin) toplam kalinligindan azdir. Ancak, tercihen, ürün maliyetlerinin tasarrufu ve optimum proses verimliligi ve kolayligina yönelik, köpüklenmemis termoplastik polimer yüzey katmani istege bagli örtü katmani ve/veya yapiskan alt-katmana sahip tek bir termoplastik polimer katman, en çok tercih edildigi üzere tek bir termoplastik polimer yüzey katmandir.

Köpüklenmis termoplastik polimer katmaninin hazirlanmasina iliskin, birçok teknoloji bilinir ve kullanilabilir. Mevcut bulusun çok katmanli köpüklenmis katmani vakum köpüklenme araciligiyla, eriyik termoplastik reçine bilesimi karisiminin fiziksel çalkalama araciligiyla veya polimer bilesimine bir üfleme ajaninin eklenmesi araciligiyla üretilebilir. Tercih edilen bir düzenlemede bir üfleme ajani köpüklenebilen bir ara ürün polimer bilesimi saglamak üzere termoplastik polimer bilesiminin içine eklenir.

Fiziksel üfleme ajanlari genellikle düsük kaynama noktalarina sahip sikistirilmis gazlar ve sivilardir. Kimyasal üfleme ajanlari genellikle nitrojen, amonya veya karbon dioksit gibi gaz ayristiran ve üreten kati kimyasal bilesiklerdir.

Köpüklenebilen ara ürün akabinde köpüklenebilen ara ürünün bir düsük basinç bölgesine ekstrüzyonu üzerine gaz-üreten kimyasal üfleme ajaninin isi aktivitesi ve/veya düsük kaynama noktali gazli fiziksel üfleme ajaninin genislemesi araciligiyla genislemesi (diger bir deyisle, “köpüklenmesi”) saglanir.

Kullanilabilen üfleme ajan(lari) bilinen fiziksel üfleme ajanlari, kimyasal üfleme ajanlari veya bunun bir kombinasyonunu içerir.

Uygun fiziksel üfleme ajanlari bunlarla sinirlandirilmaksizin karbon dioksit (COZ), nitrojen (N2), su (HZO), alifatik hidrokarbonlar, örnegin propan, bütan, izobütan, pentan, neopentan, izopentan ve hekzan, alisiklik hidrokarbonlar, örnegin siklobütan, siklopentan ve silohekzan, ve halojenize hidrokarbonlar, örnegin metil klorür, metilen klorür, dikloroflorometan, trikloroflorometan ve diklorodiflorometan içerir. Tercih edilen bir fiziksel üfleme ajani karbon dioksit içerir. Karbon dioksit gazinin ayrica kabul edilebilmesine ragmen, karbon dioksit. tercihenr mevcut bulusun 'uygulamasinda bir sivi olarak kullanilir. Herhangi bir formun kabul edilebilmesine ragmen, su tipik olarak bir sivi olarak kullanilirken nitrojen tercihen bir gaz olarak kullanilir.

Kimyasal. üfleme ajanlari. sodyuni bikarbonat, amonyuni karbonat ve amonyum hidrojen karbonat, sitrik asit veya sitratlar, örnegin sodyum sitrat, sodyum glutaminat, ftalik anhidrit, benzoik asit, benzoatlar, örnegin alüminyum benzoat, azodikarbonamid, azoizobütironitrit ve dinitropentametilen içerir. Tercih edilen kimyasal bir üfleme ajani bir pellet formunda sitrik asit ve sodyum, bikarbonatin. bir karisimini içeren bir konsatrate olan ticari olarak Bergen International tarafinda temin edilebilen CBA marka Foamazol 72 dahil, sodyum bikarbonat ve sitrik asitin karisimlarini içerir. Üfleme ajani genellikle köpük katmaninda yogunluk azaltiminin istenen miktarini saglamak üzere gerekli olabilen miktarlarda kullanilir. “Yogunluk azaltimi” ifadesi ve yogunluk azaltimi yüzdesi kimyasal ve/veya fiziksel üfleme ajani kullanilarak köpük katmani ve/veya levha yapisinda yogunluk yüzdesinin azaltildigi anlamina gelir. Örnegin, 1 g/cc'lik bir baslangiç polimeri (katil levha) yogunlugundan 0.9 g/cc'ye yogunluk azaltimi %lO'luk bir yogunluk azaltimi, 0.85 g/cc'ye %lS'lik bir yogunluk azaltimidir. Maliyet etkinligi ve levha performansinin bir kombinasyonuna sahip olmak amaciyla, köpüklenmis termoplastik polimer katman, baslangiç termoplastik polimer yogunluguna bagli olarak, istenen bir sekilde en az yüzde (“%”) 5'lik, tercihen en az %lO'luk, en çok tercih edildigi üzere en az %l5'lik bir yogunluk azaltimina sahiptir. Levha performans özellikleri ve isil sekillendirilebilirligi sürdürmek amaciyla, köpüklenmis termoplastik polimer katmani istenen bir sekilde, baslangiç termoplastik polimer yogunluguna bagli olarak, yüzde (“%”) 40'dan fazla olmayan, tercihen %35'e kadar, daha çok tercih edildigi üzere %30'a kadar, en çok tercih edildigi üzere %25'e kadar bir yogunluk azaltimina sahiptir. Tercihen bu yogunluk azaltim araliklari ve seviyeleri nihai çok katmanli levha yapisinda saglanir.

Yogunluk azaltiminin istenen bir seviyesini saglamak üzere köpüklenebilen bilesime eklenen aktif kimyasal üfleme ajaninin agirlikça miktari belirli üfleme ajaninin verimliligi ve etkililigine baglidir ancak genellikle kimyasal üfleme ajani aktif içerik maddesinin toplam agirligina bagli olarak en az 0.016, tercihen en az 0.02 ve daha çok tercih edildigi üzere en az 0.16'1ik agirlik yüzdesi miktarlarinda ve kimyasal üfleme ajani aktif' içerik maddesi ve köpüklenebilen. polimer bilesiminin toplam agirligina bagli olarak 0.8, tercihen 0.4 ve daha çok tercih edildigi üzere 0.36'lik agirlik yüzdesi miktarlarina kadar eklenir.

Bir köpük ekstrüzyon prosesinde gaz-üreten sivi veya diger fiziksel üfleme ajanlarinin kullanimina iliskin, köpüklenebilen bilesime eklenen fiziksel üfleme ajaninin eklenen miktari yogunluk azaltiminin istenen seviyesine ve belirli üfleme ajaninin verimliligi ve etkililigine baglidir ancak fiziksel üfleme ajaninin toplam agirligina bagli olarak en az 0.0001, tercihen en az 0.001, daha çok tercih edildigi üzere en az 0.01 ve daha çok tercih edildigi üzere en az 0.063'lük agirlik yüzdesi miktarlarinda ve fiziksel üfleme ajaninin toplam agirligina bagli olarak 0.7 agirlik yüzdesine, tercihen 0.3'e, daha çok tercih edildigi üzere 0.2'ye ve en çok tercih edildigi üzere 0.128 agirlik yüzdesi miktarlarina kadar kullanilmasi uygun bulunmustur.

Köpüklenebilen termoplastik polimer bilesimi istege bagli olarak köpük hücrelerin boyutunu kontrol etmek amaciyla bir çekirdeklendirme ajani içerebilir. Tercih edilen çekirdeklendirme ajanlari ince bölünmüs inorganik maddeleri, Örnegin baryum sülfat, baryum karbonat, kalsiyum sülfat, kalsiyum karbonat, kursun sülfat, silika, silikon dioksit, silikatlar, örnegin kalsiyuni silikat, kil alüminyuni dioksit, alüminyum silikatlar, sülfürler, titanyuni dioksit, magnezyum oksit, magnezyum karbonat, kil, karbon, metal tozu, çinko oksit, asbest, cam lifi, baryum stearat ve diyatomlu topragi içerir. Ince bölünmüs inorganik maddeli çekirdeklendirme ajanlarinin partikül boyutlari genellikle 0.005 ila 10 mikrometre ("um" veya "mikron"), tercihen 0.01 ila 1 mikrondur. Istege bagli bir ince bölünmüs inorganik çekirdeklendirme ajani içerik maddesi agirlikça yüz parça polimer reçinesi basina agirlikça en az 0.001 parça, tercihen bir polimer reçinesinin agirlikça 100 parçasi basina agirlikça en az 0.02 parçalik miktarlarda kullanilabilir. Genelde istege bagli çekirdeklendirme ajani polimer reçinesinin agirlikça yüz parçasi basina agirlikça lO parçadan az, agirlikça yüz parça polimer reçinesi basina agirlikça. 2 parçadan az Iniktarlarda kullanilmalidir.

Ancak, bir kimyasal üfleme ajaninin büyük oranda yogunluk azaltimi üretmek üzere yetersiz küçük miktarlarinin, fiziksel olarak üflenen termoplastik polimerde çekirdeklenme saglayabilecegi ayrica bulunmustur. Aktif içerik. maddesi ve etkililigine bagli olarak, bu istege bagli çekirdeklendirme ajanlari agirlikça yüz parça polimer reçinesi basina agirlikça en az 0.0004 parça, tercihen en az 0.008 parça, daha çok tercih edildigi üzere en az 0.04, ve daha çok tercih edildigi üzere bir polimer reçinesinin agirlikça yüz parçasi basina agirlikça en az 0.08 parçalik miktarlarda kullanilabilir.

Genelde bu istege bagli çekirdeklendirme ajani polimer reçinesinin agirlikça yüz parçasi basina agirlikça 0.2 parçadan az, tercihen 0.15'den az, daha çok tercih edildigi üzere 0.14'ten az ve daha çok tercih edildigi üzere agirlikça yüz parça polimer reçinesi basina agirlikça 0.12 parçadan az miktarlarda kullanilmalidir.

Yukarida bahsedildigi üzere, köpüklenmemis termoplastik polimer katman yukarida listelenenler arasindan seçilen ayni veya farkli polimerden hazirlanabilir. Mevcut bulusa göre levha yapilarin katmanlari tercihen optimum katman uyumlulugu ve adezyonu saglamak ve hurda ve nihai ürünleri geri kazanma sansini maksimuma çikartmak üzere ayni polimer veya ayni polimer türünden hazirlanir. Tercihen, buzdolabi astari uygulamalarina yönelik, tercihen en iyi çevresel gerilim çatlamasi direnci sagladigi bilinenler arasindan seçilen köpüklenmis katman ile katmanlarin ikisi de termoplastik monoviniliden aromatik polimerlerdir.

Ayrica çok katmanli levhanin iki veya daha fazla köpüklenmis termoplastik katmanlar içerdigi durumlar olabilir. Köpüklenme bir iç köpük katmaninda maksimum ve/veya etkili yogunluk azaltimi amacina yönelik optimize edilebilir ve farkli bir köpüklenmis termoplastik katman bir yüzey katmani olarak kullanilabilir ve poliüretan veya diger yalitkan köpük bilesenine adezyonu gelistirmek açisindan optimize edilen yüzey özelliklerini elde etmek üzere uygun hale getirilebilir.

Dolayisiyla, köpüklenmemis katman(lar) ile oldugu gibi, mevcut bulusa göre çok katmanli levha köpüklenmis termoplastik yüzey katmaninar ek olarakr veya bir parçasi olarakr bir veya daha fazla istege bagli katman içerebilir. Burada kullanildigi üzere, çok katmanli levhadaki “köpüklenmis” termoplastik polimer katmanin toplam kalinligi, konumlandirildigi herhangi bir yerde köpüklenmis tüm katmanlari içerir. Ancak, tercihen, ürün maliyet tasarruflari ve optimuni etkililik ve kolayliga yönelik, çok katmanli levha yalnizca köpüklenmemis yüzey katman(lari) ve köpüklenmis termoplastik polimer katman olarak istege bagli bir köpüklenmemis yapiskan alt-katman ile tek bir köpüklenmis termoplastik polimer yüzey katmani, en çok tercih edildigi üzere, yalnizca tek köpüklenmis termoplastik polimer yüzey katmanini içerir.

Mevcut bulusa göre çok katmanli levha yapilar ayrica yukarida bahsedildigi üzere termoplastik polimerlerin herhangi birinde hazirlanabilen ancak tercihen köpüklenmemis yüzey katmani (A) ile ayni veya benzer olan istege bagli bir köpüklenmemis yüzey katmani (C) içerebilir. Kullanilmasi halinde, bu katman köpüklenmis katmana (B) bir örtü veya kaplama saglar ve bir ABA. yapisi olarak refere edilen yapiyi saglar. Kullanilmasi halinde, istege bagli köpüklenmemis yüzey katmani (C) köpüklenmemis yüzey katmanininkinden (A) daha az, genellikle yaklasik en az 0.03 milimetre, tercihen en az 0.05 mm, ve daha çok tercihi edildigi üzere en az 0.07 mm ve en çok tercih edildigi üzere 0.5 mm'den az bir kalinliga sahip olacaktir.

Termal olarak yalitkan maddeler üretilmesine yönelik mevcut bulusa göre çok katmanli levhalara diger yalitkan köpük katmanlarin uygulanmasina yönelik, istege bagli köpüklenmemis yüzey katmaninin (C) yüzey islemlerinin yalitkan köpüge yönelik yeterli adezyon ve yüzey kaplamasi elde etmek amaciyla gerekli olabilecegi anlasilmalidir. Mevcut bulusun bir düzenlemesinde köpüklenmis katman (B) çok katmanli levhanin ikinci yüzey katmanini saglar ve istege bagli köpüklenmemis Mevcut bulusun tercih edilen bir düzenlemesinde, istenen ham madde ve isil sekillendirme prosesi enerji tasarruflari elde etmeye yönelik, mevcut bulusa göre çok katmanli levhalarin köpüklenmis katmani veya katmanlari köpüklenmemis veya kati termoplastik polimer katman(larinkinden) daha kalin bir toplam kalinliga sahiptir. Köpüklenmis ve köpüklenmemis katman kalinligi arasindaki iliski bir “köpügün kati kalinlik oranina orani" olarak refere edilir ve toplam köpük katmani kalinliginin toplam kati katman kalinligindan fazla olmasi durumunda, l'den fazla bir “köpügün kati kalinliga orani” olarak refere edilir. Tercihen köpüklenmis polimer katman(larin) göreceli kalinligi çok katmanli levha materyalin kalinliginin %SO'sinden fazla, daha çok tercih edildigi üzere 55'inden fazla, daha çok tercih edildigi üzere %60'indan fazla, daha çok tercih edildigi üzere %65'inden fazla ve en çok tercih edildigi üzere %70'inden fazladir. Tercih edilen kalinliklar sirasiyla tercihen l'den fazla, daha çok tercih edildigi üzere 1.22'den fazla, daha çok tercih edildigi üzere l.50'dan fazla, daha çok tercih edildigi üzere yaklasik 1.86'dan fazla ve en çok tercih edildigi üzere 2.33'ten fazladir.

Yukarida-bahsedilen katmanlari ve göreceli katman kalinliklarinin elde edilmesi sartiyla, koekstrüzyon, ekstrüzyon kaplama ve/veya film laminasyonu dahil katmanlarin hazirlanmasi 'veya çok katmanli levhaya uygulanmasina yönelik bilinen birçok yöntem ve proses vardir Bu proseslerin tamami ve katmanli levha materyaller saglamak üzere bunlarin kullanimi genellikle termoplastik polimer levha materyaller yapma ve kullanma alaninda bir uygulayici tarafindan iyi bilinir ve mevcut bulusta saglanan göreceli katman kalinliginin açiklamasinin kullanilmasi, mevcut bulusa göre kolay› bir sekilde çok katmanli levha materyaller` hazirlamak üzere kullanilabilir. Genel olarak buraya referans araciligiyla eklenmis ilgili bölümlere sahip olan William Andrew Publishing/Plastics Design Library tarafindan 2005 yilinda yayimlanan The Definitive Processing Guide and Handbook,Giles, Harold F. Jr., Wagner, John R. Jr. and Mount, Eldridge içine bakiniz: Part VI: Co extrusion sayfa 391; Part VII Sheet and cast film sayfa 435; ve Part VII: Extrusion coating and lamination, sayfa 465. Örnegin, mevcut bulusa göre köpüklenmis ve köpüklenmemis katmanlarin bir kombinasyonunu saglamak üzere uyarlanabilen bir koekstrüzyon prosesi ayrica USP 6,544,450 içinde açiklanir. USP 6,589,646 içinde köpüklenmemis bir termoplastik polimer katmani üzerine köpüklenmis bir katman film saglamak üzere bir film laminasyonu prosesi gösterilir.

Mevcut bulusun tercih edilen düzenlemelerinde, mevcut bulusa göre çok katmanli levha gelismis bir isil sekillendirme proses ve gelismis isil sekillendirilmis maddeler saglamak üzere kullanilir. Isil sekillendirme isil sekillendirilebilen bir termoplastik levha materyalden sekillenmis parçalar veya maddeler saglamaya yönelik genellikle iyi bilinen bir teknolojidir Isil sekillendirilmis parçalar veya maddeler bir poliüretan köpük gibi ilave bir yalitkan köpük katmaninin ayrica uygulamasi araciligiyla özellikle termal olarak yalitkan kaliplar, örnegin nakliyat kasalari, isi akümülatörleri, sogutucu veya dondurucu ekipmani veya bilesenleri, özellikle buzdolabi kapilarinin üretilmesine yönelik uygundur. örnegin :Technology of Thermoforming"; Throne, James; Hanser Publishers; 1996; pp. 16-29 içinde açiklandigi üzere birçok sekilde gerçeklestirilebilir. “Pozitif” bir isil sekillendirme prosesinde bir gaz veya gaz basinci yumusatilmis levhaya uygulanir, levha akabinde esnetilir ve bir kabarcik gibi çekilir ve bir erkek kalip içeriden “kabarcigin” içine geçirilir. Akabinde ayrica çekme üzere vakum uygulanir ve parça erkek kalip yüzeyine uydurulur. Bu isil sekillendirme prosesinde çift eksenli esneme/yönelim yumusatilmis levhaya uygulanan bir gaz veya hava basincinin olmasi durumunda baslica bir adimda yapilir. Kaliplama adimi akabinde fiziksel ve görünüs özelliklerinin iyi bir dengesine yönelik yönelimi levhaya dondurmak üzere vakum ve erkek kalip ile tamamlanir. fiziksel tipa isil yumusatilmis levhaya uygulanir ve levhayi neredeyse nihai boyutuna esnetir ve çeker. Akabinde, içeriden pozitif hava basinci veya disaridan ayrica dis vakum levhayi bir dis, dis kaliba dogru çeker ve uydurur, yönelim polimer içinde dondurulur ve levha maddeye sekillendirilir.

Tipik olarak buzdolabi astari ile kullanilan isil sekillendirme prosesleri türlerinde, ekstrüde isil sekillendirilebilen levhalar “pozitif” sekillendirme bölümüne gitmeden önce levhalarin ilk olarak farkli isitma bölümlerine (temasla isitma araciligiyla akabinde IR isitma araciligiyla ön isitma) aktarildigi döner veya sirali isil sekillendirme ekipmaninda sekillendirilir. Teknikte uzman kisiler tarafindan genellikle bilindigi üzere, bu ön isitma/isitma sirasinda, levhalar polimere bagli olan isil sekillendirilebilir, isil- yumusatilabilir, isil-plastiklestirilebilir bir sicakliga isitilir. Genellikle, amorf polimerlere yönelik bu cam geçis sicakliklari (“Tg”) üzerinde yaklasik 20 ila 60°C yaklasik arasinda bir sicakliktir. Genellikle polipropilen ve yari- kristalin polimerlere yönelik, bu erime sicakliklarinin hemen altindaki bir sicakliktir.

Sekillendirme bölümünde isil-plastiklestirilmis levha bir vakumun olusturulmasi ve çekilmesi araciligiyla esnetilir. Üretilen kabarcik bazen, örnegin, dondurucu bölmesini olusturmaya yönelik, bir tipa yardimci maddesi kullanimi araciligiyla gerçeklestirilir. Akabinde yükselen “pozitif” kalip üzerinde levha kaplanir ve sekillendirilir ve akabinde köseler* ve raf kilavuzlari ve Joenzeri_ bir ;vakuni uygulanmasi araciligiyla kaliba sokulur. Aletten çikartilmasi akabinde astari üretmek amaciyla gerektigi sekilde parça traslanir, delikler açilir ve köseler kesilir. üretmeye yönelik bir proseste gerçeklestirilen genel adimlar: A. bir levhanin isil yumusatilmis, isil- plastiklestirilmis isil sekillendirilebilen bir duruma isitilmasi; B. isil yumusatilmis, isil-plastiklestirilmis, isil sekillendirilebilen levhaya gaz, vakum 've/veya fiziksel basinç uygulanmasi ve levhanin neredeyse nihai parça boyutuna esnetilmesi; C. vakum veya basinç araciligiyla levhanin bir kalip sekline uydurulmasi; ve D. isil sekillendirilmis parçanin kaliptan ayrilmasidir.

Mevcut bulusa göre çok katmanli levhadan üretilen isil sekillendirilmis parçalar veya maddeler bir poliüretan köpük gibi ilave bir termal olarak yalitkan köpük katmanin tercihen köpüklenmis bir termoplastik polimer yüzey katmani üzerine ayrica uygulanmasi araciligiyla, nakliyat kasalari, isi akümülatörleri, sogutucu veya dondurucu ekipmani veya bilesenleri, özellikle buzdolabi astarlari (kapi astarlari ve iç kabin astarlari dahil) gibi termal olarak yalitkan kaliplar üretmeye yönelik özellikle uygundur. Örnegin, Sekil 3'te gösterildigi üzere, köpüklenmis bir buzdolabi kabin astari (l) durumunda, isil sekillendirilmis astar parçasi (4) buzdolabinin dis kilif veya mahfaza yapisinda (2) konumlandirilir ve termal olarak yalitkan bir köpük katmanina (3) sahiptir. Tercihen köpük astar ile köpüklenebilen bir karisima sahip dis kilif arasinda bir bosluk veya aralik araciligiyla saglanir. Örnegin, köpüklenebilen bir poliüretan karisimi isil sekillendirilmis astar parçasi (tercihen köpüklenmis bir yüzey katman tarafi ile temas halinde) ile bir buzdolabi kabin yuvasi, bir buzdolabi kapi yuvasi veya diger mahfaza dahil yuva veya diger dis nmhfaza arasindaki bosluk alanina yerlestirilebilir veya enjekte edilebilir. Termal olarak yalitkan katman ayrica bilinen diger köpükler veya köpükleme teknikleri araciligiyla saglanabilir.

Termal olarak yalitkan bir kalibin hazirlanmasi durumunda, yukaridaki isil sekillendirme adimlarini ayrica asagidaki genel köpükleme adimi takip eder: E. isil sekillendirilmis parçanin yüzeyine, bir poliüretan köpük gibi termal olarak yalitkan bir köpük katmaninin saglanmasi, ve tercihen isil sekillendirilmis parça yüzeyi ile tercihen bir buzdolabinin, bir dis kilif veya mahfaza yapisi arasinda saglananr bir bosluk veya aralikta köpüklenebilen bir karisimin saglanmasi.

Genellikle bilindigi üzere, buzdolabi astarlarinda, en önemli özelliklerden biri PU yalitiminda kullanilan üfleme ajanlarina, astarin iç kismi ile temas eden temizleme ajanlari ve yag-içeren gida maddelerine reçinenin istenen kimyasal direnci olan çevresel gerilini çatlamasi direncidir (“ESCR”).

Bir çevresel gerilim çatlamasi olarak bilinen olayda, sogutulan gidalarin yagli içerik maddelerinin yanisira poliüretan köpügün uygulanmasi ve üretilmesine dahil olan hidrokarbon üfleme ajanlari kaliplanan plastik parça yüzeyinin yüzeyini bozabilir veya zarar verebilir ve nispeten düsük kuvvet veya stres seviyelerinde çatlamasina veya hasar görmesine neden olabilir. Bu durumda, es zamanli olarak bir sivi veya buhar kimyasal gerilim çatlama ajanina maruz birakilan ve bir gerilim altinda birakilan plastikler bir kuru, hava ortaminda olacaklarindan daha düsük gerilimlerde veya daha az sürelerde hasar görmeye meyilli olur. Kaplama çatlamasi araciligiyla hasar gören HIPS gibi polimerlere yönelik, gerilim çatlama ajanlarinin yüzey hatalarinin yakininda polimeri plastiklestirilecegine inanilir. Yüzey kusurlari gerilim yogunlastiricilar olarak ve kaplama çatlamasinin baslama alanlari olarak islev görür. Uygulanan bir gerilini ve gerilini çatlamar ajaninin› her ikisinin› mevcut olmasi halinde, kaplama çatlamalari herhangi bir sivi veya buhar kimyasal gerilim çatlama ajani mevcut olmamasi halinde olacaklarindan daha düsük gerilimlerde kusurlardan baslar ;ve artar. Mevcut bulusa göre levha materyallerden hazirlanan isil sekillendirilmis parçalarin önceki teknige göre levha yapilarindan daha az polimer ve/veya üfleme ajani kullanirken oldukça iyi ESCR seviyeleri sürdürdügü bulunmustur.

Köpüklenmis termoplastiklerin ince bir katmani ile bir levha materyalin bazi maddeler hazirlamak veya köpüklenmis bir yüzey katmani saglamak üzere kullanilabileceginin bilinmesine ragmen (diger bir deyisle, US Patent 6,589,646), daha kalin bir katmana sahip bir levhanin (diger bir deyisle, "köpügün-katiya oraninin" arttirildigi) gelismis bir isil sekillendirme prosesi saglayabilecegi beklenmeyecektir.

Ancak, mevcut bulusa göre, parçalara isil sekillendirilmesi durumunda, kalin bir köpük katman ve ince kati katman içeren bir levha materyalin isil sekillendirilmis parça kalinligi dagitimi (özellikle isil sekillendirilmis parçanin kritik, ince bölümlerinde), ESCR performansi, levha sertligi ve isil sekillendirme prosesi enerji tasarruflarinin kombinasyonlari dahil özelliklerin iyi dengeleri/kombinasyonlarini sagladigi sasirtici bir sekilde bulunmustur. Dolayisiyla, mevcut bulusa göre levha yapilari ince bir köpük katmana dayali kati plastik levha ve/veya çok katmanli levha ile karsilastirildiginda isil sekillendirme prosesinde gelismis isil sekillendirilebilir levha ekstrüzyonu, gelismis derin-çekme isil sekillendirme verimliligi (çevrim süresinin azaltimi) ve bir enerji maliyeti azaltimi saglar. Bir düzenlemede, mevcut bulus üretim konfigürasyonunun mevcut bulusa göre levha yapilari ve standart, halihazirda temin edilebilen levha ekstrüzyonu ve isil sekillendirme ekipmani kullanildigi bir isil sekillendirme prosesidir. Ayrica isil sekillendirilmis parçaya uygulanan ilave bir yalitkan köpük materyale sahip, ilave yalitkan köpük materyalin, özellikle poliüretan köpügün gelismis esit uygulamasi ve adezyonuna sahip isil sekillendirilmis buzdolabi astarlari gibi gelismis isil sekillendirilmis yalitkan parçalar veya maddelerde faydalar saglanir.

Mevcut bulusa göre levha materyaller ile, köpüklenen poliüretan gibi bir köpük veya köpüklenebilen karisimin termal yalitkan bir katman saglamak üzere uygulanmasi durumunda, bir köpük yüzey katmaninin ayrica yeterli levha sertligi ve çevresel gerilim çatlamasi direncini sürdürürken iyi köpük adezyonu ile isil sekillendirilmis parçalarin köpük yüzey katmani üzerinde tam ve esit poliüretan köpük kaplamasini kolaylastirdigi bulunmustur.

Asagidaki örnekler bulusun çesitli düzenlemelerini göstermek üzere saglanir. Bunlar baska sekilde açiklandigi ve tanimlandigi üzere bulusu sinirlandirmak amaçli degildir. Tüm sayisal degerler yaklasiktir ve tüm parçalar ve yüzdeler aksi ifade edilmedikçe agirlikçadir. Asagidaki terminoloji ve/veya kisaltmalar örneklerde kullanilir. Örnekler 1 ila 4 mevcut bulusun örneklerini temsil eder.

Asagida Tablo 1'de özetlendigi üzere, 4.0 mm çok katmanli termoplastik levhalar köpüklenmemis bir termoplastik polimer yüzey katmani ve köpüklenmis termoplastik polimer yüzey katmani ile bir Reifenhauser koekstrüzyon hatti üzerinde ekstrüde edilmistir, katman CBA çekirdeklendirme ajani ile kimyasal üfleme ajani ("CBA") veya C02 fiziksel üfleme ajaninin kullanilmasi araciligiyla saglanmistir. STYRON A-TECH termoplastik polimer köpüklenmis ve köpüklenmemis katmanlarin her ikisine yönelik kullanilmistir. Iki ekstrüdere sahip bir besleme blogu koekstrüzyon prosesinde, üfleme ajani-içeren HIPS ve üfleme ajani içermeyen HIPS düz bir ekstrüzyon kalibi vasitasiyla koekstrüde edilir ve dikey olarak ayarlanmis bir üç-silindirli kümenin çekilmesi araciligiyla sogutulur. Bu 4 mm kalinliginda ve lmm'lik bir köpüklenmemis veya kati katman ile 3 mm'lik bir köpüklenmis katmana sahip mevcut bulusa göre koestrüde edilmis bir levha üretir.

Asagida Tablo 1'de gösterildigi üzere, üfleme ajani-içeren HIPS reçine katmani C02 fiziksel üfleme ajaninin belirtilen miktarlari ve/veya dispers CBA'nin belirtilen ndktarlari ile saglanmistir. Burada CBA, aktif içerik maddesinin agirlikça ortaya çikartan polistirene sahip bir plastik hammadde boyasindaki sitrik asit ve sodyuni bikarbonatin bir karisimi olan Bergen International tarafindan Foamazol 72'dir.

Asagidaki Tablo l'deki “agirlikça % CBA” ifadesi köpüklenebilen/köpüklenmis katmanin termoplastik polimerine eklenen CBA'nin agirlik yüzdesi anlamina gelir (%40'likr bir aktif içerik maddesi ana karisimi olarak) Örnegin, Deney 4'e yönelik, 0.5 gram CBA ana karisimda bulundurulan 100 gram köpüklenebilen polistiren 0.2 gram aktif CBA saglar, köpüklenebilen polistiren katmanda 0.04 C02 saglar. CBA ekstrüderde eriyik karistirma araciligiyla termoplastik polimere eklenmistir.

Köpüklenmis katmana fiziksel üfleme ajaninin eklenmesine yönelik, HIPS CO2'yi plastiklestirilmis, eriyik polimer ile karistirildigi havalandirma agzinda ekstrüzyon haznesine beslemek üzere yüksek basinçli bir piston pompasina sahip bir levha koekstrüzyon hattinin ekstrüderine beslenir. C02 fiziksel üfleme ajani eklenen sivinin “akis yukari" ittirilmesine izin verilmeden “akis asagida” hareket ederken sivilastirilmis üfleme ajani ile polimeri karistirmak üzere tasarlanan bir vida araciligiyla eriyik polimer akimina karistirilir. Asagidaki Tablo 1'de “agirlikça % C02 PBA” ifadesi termoplastik polimerin agirligina bagli olarak köpüklenebilen/köpüklenmis katmanin eriyik polimer akimina karistirilan karbon dioksit gazinin (sivisi) agirlik yüzdesine refere eder. “COZ Salimi (agirlikça %)” ifadesi levha yapilardaki termoplastik polimere bagli olarak CBA ve/veya PBA araciligiyla salinan/saglanan karbon dioksit gazinin toplam agirlik yüzdesi anlamina gelir ve ideal gaz yasasi kullanilarak eklenen üfleme ajaninin bilinen miktarlarindan hesaplanir.

Santimetre küp (g/cc) basina gram cinsinden “Levha Yogunlugu” levha agirliginin hesaplanmasi ve bunun hesaplanan levha hacmi araciligiyla bölünmesi araciligiyla hesaplanir ve asagida Tablo 1'de gösterilir. "Köpük katmani yogunlugu" (pmgm) asagidaki formül araciligiyla hesaplanir: p kopük : (p toplam toplam p kati kati . kopuk burada @wma köpük. katmanin yogunlugudur, pwphm toplam levha yogunlugudur, twphm levhanin toplam kalinligidir, puti kati katmanin yogunlugudur, tmuikati katmanin kalinligidir, ve tmm& köpük katmanin kalinligidir. ifadesi köpüklenmis termoplastigin yogunluk yüzdesi anlamina gelir ve levha yapisi kimyasal ve/veya fiziksel üfleme ajani kullanilmasi araciligiyla azaltilir ve Tablo 1'de gösterilir.

Levha nihai 4 mm `lik levha ve asagida Tablo 1'de gösterildigi üzere özelliklere sahip katman kalinligi saglamak üzere üç silindirli bir cilalama kümesi araciligiyla çekilir ve sikistirilir.

Bu levha numuneleri akabinde küçük-boyutlu bir buzdolabina (“mini buzdolabi”) yönelik astarlara `derin çekme' isil sekillendirilir. Mini buzdolabi astarlari gösterilen Deney ve Karsilastirma kati levha numunelerinden bir Illig UA-lOO laboratuvar ölçekli isil sekillendirme ünitesi üzerinde isil sekillendirilmistir. Bu isil sekillendirme testilerinden iki levha numunesi asagidaki sekilde mini buzdolaplarina isil sekillendirilmistir, isil sekillendirme prosesinin tüm proses ayarlari her iki levhaya yönelik aynidir: sicaklik ayarli IR isiticilar, kalip sicakligi, ön üfleme basinci, ön üfleme süresi ve sogutma süresi: A. bir levhanin çökmeye basladigi isil yumusatilmis, isil-plastiklestirilmis isil sekillendirilebilen bir duruma isitilmasi; B. isil yumusatilmis, isil-plastiklestirilmis, isil sekillendirilebilen levhaya gaz basinci uygulanmasi ve levhanin neredeyse nihai parça boyutuna esnetilmesi; C. vakum› araciligiyla levhaninr bir kalip sekline uydurulmasi; ve D. isil sekillendirilmis parçanin kaliptan ayrilmasi.

Ancak, asagida Tablo 2'de özetlendigi üzere, mevcut bulusa göre levhalarin daha az isitma süresi (40'a karsi 55 saniye) gerektirdigi ve dolayisiyla bir kati levha ile karsilastirildiginda proses çevrim süresinde %27'lik bir azaltim sagladigi anlasilir.

Sekiller' 1 ila 3'te gösterilen degerlendirme mini buzdolabi astar yapisi, gerçek bir tam-boyutlu buzdolabinin fiziksel boyut olarak yaklasik yarisi kadar küçültülmüs boyutlara sahip (diger bir deyisle bölme) astari olmak üzere iki bileseni temsil eder. Mini-buzdolabi astarinin tasarimi testi (isil sekillendirme ve ESCR. dahil) daha agir yapmak üzere birkaç özellige sahiptir. Bu tasarimi önemli açilari: (i) keskin köseler (8 mm yariçap, Sekil 2'de 50 olarak gösterilir), (ii) tasarimli raf kilavuzlari (3 mm yariçap, Sekil 2'de 60 olarak gösterilir), ve (iii) iki bölme arasindaki bölücünün (Sekiller 2 ve 3'te 5) oldukça derin çekme derinligi (Sekil 2'de "d" olarak gösterilir) ve isil sekillendirilebilir levhanin nispeten küçük alanina yönelik karsilik. gelen yüksek çekme orani. Derin çekilmis bölme bölümünün (Sekiller 2 ve 3'te 5) duvarinda (Sekil 2'nin 30'u) 0.6 mm'lik kritik, minimum kalinligin elde edilmesi basarili levha isil sekillendirilebilmesi ve parça isil sekillendirilmesinin belirleyicisidir ve asagidaki deneylerde kullanilan çesitli 4 milimetrelik isil sekillendirilebilen levhalar kullanilarak elde edilmistir.

Mini buzdolabi yapisindaki duvarin yapisal sertliginin test edilmesine yönelik olarak, bir MTS 810 hidrolik çerçeve spesifik bir konumda (“x” ile isaretlenir ve Sekil 2'de 100 olarak gösterilir) astarin yerini 10 mm kadar degistirmek üzere kullanilir. Ortaya çikan direnç kuvveti bir yer degistirme fonksiyonu olarak kaydedilir. Newton cinsinden kuvvet, astarin toplam sertliginin bir ölçüsüdür. Levhanin yogunlugunun etkilerini uzaklastirmak ve gram polimer basina bazda özellikleri karsilastirmak üzere, deformasyon kuvveti Tablo 1'de gösterildigi üzere gram polimer basina kaydedilen yapisal sertligi elde etmek amaciyla numune agirligina bölünür. Bu tahrip edici bir deney degildir ve nispeten yüksek derecede bir tutarlilik ve tekrarlanabilirlik göstererek her bir numune ünitesine yönelik tekrarlanmistir.

Tablo 1 -- Ekstrüde 4 mm'lik Levha ve Isil Sekillendirilmis Buzdolabi Astari Deneyleri De Biri Köpüg CBA C02 C02 Köpü Köpü Levh Levh Maksi ne ncil ün (agir PBA Salim k k a a mmm y Üfle Kati likça (agir 1 Katm Katm. Yogu Yogu Kuvve Ajan ligin Aktif %) likça Yogu Yogu u u /tekr i a Içeri %) nlug nlug Azal Azal ar Orani k u u timi timi Madde (g/c Azal (g/c (%) si c) timi c) 6 13.80 3 14.7 3 17.5 *Karsilastirmali Deney, mevcut bulusun bir örnegi degildir.

Tablo 1 sonuçlarinin analizi tanimlanan çok katmanli köpüklenmis levha yapilarin ve bunlarin üretimine yönelik köpüklenme prosesinin verimli ve etkili oldugunu ve kayda deger yogunluk ve agirlik azaltimlari sagladigini gösterir.

Mini buzdolabi sertlik deneyi sonuçlarinin analizi, beklenecegi üzere 10 mm kadar yapilari deforme etmek üzere gerekli maksimuni kuvvetlerin kati astar referans materyaline yönelik olandan daha az olmasina ragmen, bir köpük katmana sahip levha materyaller araciligiyla iyi performans gösterir.

Yukarida bahsedildigi ve mini buzdolabi astari isil sekillendirme deneylerinin yapildigi özet olan Tablo 2 araciligiyla gösterildigi üzere, bir kati levha ile karsilastirildiginda, isil sekillendirmeye yönelik mevcut bulusa göre Deney 2'nin köpüklenmis levhasinin kullanimi isitma süresini azaltir ve bir kati levha ile karsilastirildigi isil sekillendirme çevrimini %27 kadar azaltir.

Bu isil sekillendirme testlerin iki levha numunesi isil sekillendirme prosesinin tüm ayarlari her iki levhaya yönelik ayni olarak mini buzdolaplarina isil sekillendirilmistir.

Tablo 2 -- Isil Sekillendirme Deneyleri Kati Levha 2 Toplam levha ölçüsü (mm) 4 4 Çevrim süresi azaltimi %'si 0 27 Gida yaglari veya sivi üfleme ajanlari gibi sivi çevresel gerilim, çatlama ajanlarina maruziyete yönelik, ESCR'yi test etmenin en yaygin laboratuvar simülasyonlarindan biri 'e dayali bir testtir. Çok katmanli levhanin isil sekillendirilmis numuneleri ISO 4599'a benzer bir testte sivi çevresel gerilim çatlamasi ajanlarina maruz kalma altinda çevresel gerilim çatlamasina dirence yönelik degerlendirilmistir. Bu testte köpek kemigi-sekilli, ISO-türü kesilen germe Çubuklari, çubugu egilmis veya gerilimli bir pozisyonda tutan, ayrica bir “kaliplayici” olarak adlandirilan bir egme kiskaci kullanilarak sabit bir gerilimde tutar.

Numunenin yüzeyindeki nominal gerilim, s, kaliplayicida saglanan egilmenin yariçapi araciligiyla belirlenir ve asagidaki sekilde hesaplanir: 8: d ><100% burada d numunenin kalinligidir ve 2 kaliplayicinin yariçapidir.

Kaliplayicida egilmis ve gerilim altinda (%O.35) kalan bu çubuklar, akabinde “gida maddesi” ESCR test etmek üzere oda sicakliginda misir yagina maruz birakilir (daldirilir). Germe dayanimi Özelligi (ISO 527 veya ASTM D638 M araciligiyla ölçüldügü üzere yüzde olarak kopma uzamasi) artan daldirma süresinin (gün cinsinden) akabinde ölçülür ve baslangiç germe özellikleri ile karsilastirilir. Bu özellikr orijinal özellik ölçümünden ne kadar az azaltilirsa, materyalin maruz kalma maddesine direncinin o kadar iyi olacagi düsünülür.

Tablo 3 -- Çevresel Gerilim Çatlamasi Direnci Kati Deney Deney Levha* Levhasi Levhasi Daldirma Kopma Germe Kopma Germe Kopma Germe süresi Uzamasi Azaltimi Uzamasi Azaltimi Uzamasi Azaltimi 0 58 34 31 Kati Deney Deney Levha* Levhasi Levhasi Daldirma Kopma Germe Kopma Germe Kopma Germe süresi Uzamasi Azaltimi Uzamasi Azaltimi Uzamasi Azaltimi *Karsilastirmali Deney, mevcut bulusun bir örnegi degildir.

Yukarida Tablo 3'te özetlendigi üzere, mevcut bulusa göre yapilara yönelik 11 daldirma günü sonrasinda nihai germe gerilimi degerleri (21 ve 16) yeterlidir; bu uygulama genellikle en 232 %10'luk degerler gerektirir. Gözlemlenen bu degerler 11 daldirma günü sonrasinda önceki teknigin kati levhasi ile yaklasik olarak aynidir (18) ve önemli bir sekilde, orijinal özelliklerden gözlemlenen nispeten düsük germe uzamasi azaltimina sahiptir (mevcut bulusa göre %53 ve

Claims (1)

1. ISTEMLER l.Iki yüzey katmani ve istege bagli olarak bir veya daha fazla iç katmana sahip çok katmanli bir levha olup, Özelligi söz konusu çok katmanli levhanin köpüklenmemis bir termoplastik polimer yüzey katmani (A), köpüklenmis bir termoplastik polimer katmani (B) ve istege bagli köpüklenmemis bir termoplastik polimer yüzey katmani (C) içermesi ve en az 0.75 ila 20 inilimetrelik (“mm”) bir toplam levha kalinligina ve l'den fazla bir köpügün kati kalinligina oranina sahip olmasidir ve burada: (a) köpüklenmemis termoplastik polimer yüzey katmani (A) 0.75 ila 6 milimetre (“mm”) araliginda bir kalinliga sahiptir ve (b) köpüklenmis bir termoplastik polimer katmani (B) en az yüzde beslik (5) bir toplam yogunluk azaltimina sahiptir ve istege bagli yüzey katmaninin (C) yoklugunda, bir yüzey katmanidir. . Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup, özelligi köpügün kati kalinligina oraninin en az 1.86 olmasidir. . Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup, özelligi köpügün kati kalinligina oraninin en az 2.33 olmasidir. .Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup özelligi en az yüzde onluk (10) bir yogunluk azaltimina sahip olmasidir. .Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup özelligi en az yüzde yirmilik (20) bir yogunluk azaltimina sahip olmasidir. .Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup özelligi 1 ila 10 mm'lik bir toplam levha kalinligina sahip olmasidir. Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup özelligi 2 ila 5 milimetrelik bir toplam levha kalinligina sahip olmasidir. .Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup, özelligi B katmaninin, HIPS, GPPS, ABS grubu, bunlarin bir veya daha fazlasinin karisimlari ve bunlarin bir veya daha fazlasinin bir veya daha fazla ilave polimer ile karisimlarindan seçilen köpüklenmis bir monoviniliden aromatik polimer reçinesi içermesidir. .Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup, özelligi A ve B katmanlarinin koekstrüde edilmesidir. Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup, özelligi A katmaninin B katmani üzerinde lamineli veya ekstrüzyon kapli film olmasidir. Istem l'e göre çok katmanli bir levha olup, özelligi B katmaninin fiziksel bir üfleme ajani veya kimyasal üfleme ajani çekirdeklendirme ajaninin bir kombinasyonu veya yalnizca kimyasal üfleme ajani kullanilarak köpüklendirilmesidir. Istemler 1 ila lO'dan herhangi birine göre çok katmanli bir levhadan hazirlanan isil sekillendirilmis bir maddedir. Bir isil sekillendirme prosesi olup, özelligi asagidaki adimlari içermesidir: A. istemler 1 ila ll'den herhangi birine göre çok katmanli bir levhanin isil yumusatilmis, isil- plastiklestirilmis, isil sekillendirilebilen bir duruma isitilmasi; B. isil yumusatilmis, isil-plastiklestirilmis, isil sekillendirilebilen levhaya gaz, vakum öve/veya fiziksel basinç uygulanmasi ve levhanin neredeyse nihai parça boyutuna esnetilmesi; C. vakum veya basinç araciligiyla levhanin bir kalip sekline uydurulmasi; ve D. isil sekillendirilmis parçanin kaliptan ayrilmasi. Termal olarak yalitkan kaliplanan bir parça hazirlamaya yönelik bir proses olup, özelligi istem 13'e göre üretilen isil sekillendirilmis parçaya termal olarak yalitkan bir köpük katmani saglanmasini içermesidir. Istem 14'e göre termal olarak yalitkan bir kaliplanan parça hazirlamaya yönelik bir proses olup, özelligi termal olarak yalitkan köpük katmanin bir poliüretan köpük olmasidir. Istem 15'e göre termal olarak yalitkan bir kaliplanan parça hazirlamaya yönelik bir proses olup, özelligi termal olarak yalitkan katmanin isil sekillendirilmis parça köpük yüzey katmani ile bir dis mahfaza veya kilif yapisi arasinda saglanan bir bosluk veya aralikta saglanmasidir. Istem l6'ya göre termal olarak yalitkan bir kaliplanan parça hazirlamaya yönelik bir proses olup, özelligi dis Hmhfaza veya kilif yapisinin bir buzdolabi kabini veya kapisi olmasidir. Istemler 13 ila 17'den herhangi birine göre hazirlanan termal olarak yalitkan bir kaliplanan parçadir.