(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA PO LSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia (22) Data zgłoszenia (51) Int.Cl.6 B29C 45/14 B29C 43/18 (54) Sposób wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych z tworzyw sztucznych (30) Pierwszeństwo: ,FR, (73) Uprawniony z patentu: REYDEL Société Anonyme, Gondecourt, FR (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 08/94 (72) Twórca wynalazku: Jean J. D Hooren, Gondecourt, FR (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 08/97 (74) Pełnomocnik: Kamiński Zbigniew, KANCELARIA PATENTOWA PL B1 ( 5 7 ) 1. Sposób wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych z tworzyw sztucznych, zwłaszcza zaopatrzonych na swej powierzchni zewnętrznej w elementy kształtowe wklęsłe, względnie wypukłe z zastosowaniem techniki wtrysku i prasowania, znamienny tym, że w formie (1, 2) umieszcza się płytę z tworzywa termoplastycznego, tworzącą zewnętrzną powłokę (3) wytwarzanego przedmiotu (6), a następnie wtryskuje się na nią żywicę termoplastyczną, tworzącą wewnętrzną warstwę (4), po czym formuje się ostateczną postać przedmiotu (6) przez prasowanie, przy czym w miejscach (10,11), w których występują elementy kształtowe (8,9) przedmiotu (6) umieszcza się, przed wtryskiem, na płycie z tworzywa termoplastycznego, gazoprzepuszczalny ekran (12) oraz wykonuje się przynajmniej jedno nacięcie (13) tej płyty. FIG.1b

2 Sposób wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych z tworzyw sztucznych Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych z tworzyw sztucznych, zwłaszcza zaopatrzonych na swej powierzchni zewnętrznej w elementy kształtowe wklęsłe, względnie wypukłe z zastosowaniem techniki wtrysku i prasowania, znamienny tym, że w formie (1, 2) umieszcza się płytę z tworzywa termoplastycznego, tworzącą zewnętrzną powłokę (3) wytwarzanego przedmiotu (6), a następnie wtryskuje się na nią żywicę termoplastyczną, tworzącą wewnętrzną warstwę (4), po czym formuje się ostateczną postać przedmiotu (6) przez prasowanie, przy czym w miejscach (10, 11), w których występują elementy kształtowe (8, 9) przedmiotu (6) umieszcza się, przed wtryskiem, na płycie z tworzywa termoplastycznego, gazoprzepuszczalny ekran (12) oraz wykonuje się przynajmniej jedno nacięcie (13) tej płyty. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze ekran (12) umieszcza się po wewnętrznej stronie płyty z tworzywa sztucznego, niewidocznej z zewnątrz. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekran (12) składa się z kawałków tkaniny. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekran (12) stanowi jeden płat tkaniny. 5. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że ekran (12) jest wykonany z tkaniny z włókien syntetycznych o gęstości od 30 do 150 g/m2. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płyta z tworzywa termoplastycznego lub płyta tekstylna tworząca powłokę zewnętrzną (3) ma na powierzchni zewnętrznej (5) chropowatości względnie motywy reliefowe. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płyta z tworzywa termoplastycznego stanowi folię z polichlorku winylu PCV. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych z tworzyw sztucznych, zwłaszcza zaopatrzonych na swej powierzchni zewnętrznej w elementy kształtowe wklęsłe względnie wypukłe z zastosowaniem techniki wtrysku i prasowania. Sposób będący przedmiotem wynalazku został opracowany specjalnie do wytwarzania przedmiotów stanowiących części samochodowe, zwłaszcza karoserii, jednak może być stosowany w tych wszystkich dziedzinach, w których stosowane są wyroby kształtowe z tworzyw termoplastycznych. Znane są różne sposoby formowania kształtu objęte ogólnie mianem odlewania: przez zalewanie formy ciekłym materiałem, przez powlekanie ścian formy, przez wydmuchiwanie, przez wtryskiwanie lub przez prasowanie. Do wytwarzania przedmiotów o skomplikowanych kształtach wykorzystuje się również połączenie różnych technik, w szczególności wtryskiwanie oraz prasowanie. Ta połączona technika polega na umieszczeniu w dodatkowej formie kształtującej płyty materiału termoplastycznego lub tekstylnego, tworzącej powłokę, czyli warstwę zewnętrzną przedmiotu. Następnie, do formy zawierającej tę powłokę wtryskuje się żywicę termoplastyczną celem wytworzenia wewnętrznej warstwy wyrobu, zapewniającej mu odpowiednią wytrzymałość. Ewentualna odkształcalność zewnętrznej powłoki jest zależna od jej grubości i rodzaju zastosowanego tworzywa. Sposób ten ma jednak swoje ograniczenia, bowiem w przypadku wytwarzania przedmiotów o skomplikowanym kształcie powłoki następuje znaczne wydłużenie materiału powłoki w trakcie nadawania jej żądanego kształtu, co prowadzi do pęknięć, zwłaszcza na jej powierzchni zewnętrznej.

3 Tego rodzaju przypadek, ograniczający możliwość omawianego sposobu, ma miejsce przy stosowaniu płaskich płyt tworzywa termoplastycznego do wytwarzania wykładzin drzwi samochodowych, w których występują wklęsłości lub wypukłości, stanowiące na przykład wsporniki pod łokcie. Zastosowanie tego sposobu jest również niemożliwe w przypadku, gdy zewnętrzna powłoka przedmiotu ma nie tylko skomplikowany kształt, ale również gdy jej zewnętrzna powierzchnia jest chropowata lub zaopatrzona w motywy reliefowe, bowiem w trakcie procesu wtryskiwania warstwy zewnętrznej następuje zazwyczaj zmiażdżenie chropowatości lub reliefów, wpływając niekorzystnie na estetykę przedmiotu. Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych, zaopatrzonych na swej powierzchni zewnętrznej w elementy kształtowe wklęsłe względnie wypukłe, z zastosowaniem łączonych technik wtryskiwania i prasowania, który zapewniłby odpowiednią jakość przedmiotu, zwłaszcza zaś jego powierzchni zewnętrznej. Cel ten został zrealizowany w sposobie wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych według wynalazku polegającym na tym, że naprzód w formie umieszcza się płytę z tworzywa termoplastycznego, tworzącą zewnętrzną powłokę wytwarzanego przedmiotu, a następnie wtryskuje się na nią żywicę termoplastyczną, tworzącą wewnętrzną warstwę. Potem formuje się ostateczną postać przedmiotu przez prasowanie, przy czym w miejscach, w których występują elementy kształtowe przedmiotu, umieszcza się przed wtryskiem na płycie z tworzywa termoplastycznego gazoprzepuszczalny ekran oraz wykonuje się przynajmniej jedno nacięcie tej płyty. Ekran umieszcza się po wewnętrznej stronie płyty z tworzywa sztucznego, niewidocznej z zewnątrz. Ekran składa się korzystnie z kawałków tkaniny, lecz może również stanowić jeden płat tkaniny, przy czym jest on wykonany z tkaniny z włókien syntetycznych od 30 do 150 g/m2. Płyta z tworzywa termoplastycznego lub płyta tekstylna tworząca powłokę zewnętrzną ma na powierzchni zewnętrznej chropowatości względnie motywy reliefowe. Płyta z tworzywa termoplastycznego stanowi korzystnie folię z polichlorku winyli (PCV). Sposób według wynalazku pozwala wyeliminować niedogodności znanych dotychczas sposobów wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych, zwłaszcza pęknięć powierzchni zewnętrznej i zmiażdżenia reliefów oraz umożliwia otrzymanie estetycznego wyglądu przedmiotu. Wynalazek znalazł zastosowanie zwłaszcza do wytwarzania przedmiotów wielowarstwowych w branży samochodowej, w szczególności tablic rodzielczych oraz elementów pokrycia karoserii. Jest on w szczególności stosowany do wytwarzania takich przedmiotów wielowarstwowych, których zewnętrzną powłokę stanowią warstwy o niewielkiej grubości, wykonane z materiałów uszlachetnionych i kosztownych, przy czym niezbędną wytrzymałość tych przedmiotów zapewnia warstwa wewnętrzna, wykonana z mniej kosztownego materiału wypełniającego. Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym: fig. 1a, b, c - przedstawia schematycznie różne fazy procesu wytwarzania przedmiotu wielowarstwowego; fig. 2 - przedmiot wytwarzany sposobem według wynalazku w częściowym przekroju poprzecznym; fig. 3 - przedmiot pokazany na fig. 2, w częściowym widoku od dołu. Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania przedmiotu wielowarstwowego, zaopatrzonego na stronie zewnętrznej w elementy wklęsłe oraz wypukłe. Figura 1a, b i c przedstawia schematycznie sposób wytwarzania przedmiotu w formie, która składa się z części wypukłej oraz z części wklęsłej. Sposób według wynalazku polega na wykorzystaniu połączonej techniki wtryskiwania i prasowania przy zastosowaniu jako powłoki zewnętrznej 3 płyty z tworzywa termoplastycznego lub płyty tekstylnej, zaś jako warstwy wewnętrznej 4 żywicy termoplastycznej.

4 Poszczególne fazy procesu są następujące: Najpierw układa się w formie 1, 2 płaską płytę (fig. 1a), która utworzy powłokę 3 z zewnętrzną powierzchnią 5 przedmiotu wytwarzanego. Następnie wtryskuje się żywicę termoplastyczną (fig. 1b) w celu utworzenia wewnętrznej warstwy 4 przedmiotu. Wreszcie poddaje się obydwie warstwy: wewnętrzną warstwę 4 i zewnętrzną powłokę 3 prasowaniu, podczas którego formuje się przedmiot 6 (fig. 1c), którego część przedstawia fig. 2. W obydwu etapach wytwarzania przedmiotu: wtryskiwania i prasowania wykorzystuje się oddzielnie znane techniki. Wtryskiwanie dokonuje się przez kanał 7, znajdujący się w części 1 początkowo otwartej formy. Następnie, w fazie prasowania część 1 formy zbliża się do części 2, sprasowując zawartą między powierzchniami tych części 1 i 2 warstwę 4 żywicy termoplastycznej, a równocześnie łącząc ją z powłoką zewnętrzną 3. Zgodnie z założeniem przedmiot 6 jest zaopatrzony, ze względu na swoje przeznaczenie, w elementy kształtowe wklęsłe lub wypukłe. W trakcie prasowania powłoka zewnętrzna 3 jest rozciągana, co często powoduje jej pęknięcie oraz zmiażdżenie reliefów, wpływając w efekcie na nieestetyczny wygląd powierzchni zewnętrznej produktu. Ewentualne występowanie pęknięć jest zależne od grubości powłoki zewnętrznej 3, dopuszczalnego współczynnika wydłużenia oraz od wielkości odkształcenia prasowego elementu. Na przykład, dla dopuszczalnego współczynnika wydłużenia wynoszącego około 20% odkształcenie rzędu 10% może już spowodować pęknięcie, zaś dla materiału o dopuszczalnym współczynniku wydłużenia wynoszącym około 200% odkształcenie nie powinno przekroczyć 150%. Aby wyeliminować pękanie powłoki zewnętrznej 3 umieszcza się, zgodnie z wynalazkiem, w strefach 10, 11, znajdujących się w pobliżu kształtowanych elementów wypukłych lub wklęsłych 8,9 wyrobu, ekran 12. Ekran 12 umieszcza się między płytą z tworzywa termoplastycznego, tworzącą powłokę zewnętrzną 3 lub płytą tekstylną, a warstwą wewnętrzną 4 żywicy termoplastycznej, a ponadto wykonuje się korzystnie przynajmniej jedno nacięcie 13 tej płyty. Dzięki temu w fazie prasowania następuje rodzaj zmiękczenia płyty z tworzywa termoplastycznego, która łatwiej daje się deformować, przyjmując kształt formy 1 i 2, a tym samym zmniejszając naprężenia w zewnętrznej powłoce 3. Materiał płyty z tworzywa termoplastycznego, przemieszczając się w procesie prasowania w kierunku strzałki 14 (fig. 2 i 3) od nacięcia 13, pozwala uzyskać wycięcie 15 o żądanym kształcie i wymiarach. Szerokość d wycięcia 15 jest uzyskiwana przez odpowiednie przemieszczenie tworzywa, eliminując równocześnie możliwość pęknięcia powłoki zewnętrznej 3 w zamkniętym położeniu formy, zwłaszcza w miejscach, w których występują kształtowe elementy 8, 9 (wypukłości lub wklęsłości) wytwarzanego przedmiotu. Dzięki temu reliefy lub inne wzory na zewnętrznej powierzchni 5 powłoki 3 pozostają niezdeformowane nawet na krawędziach elementów kształtowych 8, 9 przedmiotu 6. Ekran 12 umieszcza się korzystnie po wewnętrznej stronie powłoki 3, nieuwidocznionej z zewnątrz. W celu uzyskania wyrobu o estetycznym wyglądzie można stosować również kolorowy ekran 12 oraz karbowane wkładki do wycięć 15. Ekran 12 winien mieć odpowiednią przepuszczalność gazową, dobraną eksperymentalnie w zależności od rodzaju użytej żywicy termoplastycznej oraz zastosowanej siły ściskającej w procesie prasowania. Dla klasycznych żywic termoplastycznych, na przykład polietylenu, polipropylenu lub ABS, uzyskano korzystne rezultaty przy zastosowaniu ekranu 12 z tkaniny z włókien syntetycznych, na przykład poliestrowych, poliamidowych lub szklanych o gęstości zawartej w granicach od 30 do 150 g/cm2. Ekran 12 na fig. 1a, ułożony w miejscach 10 i 11 płyty z tworzywa termoplastycznego składa się z oddzielnych kawałków. Można jednak również zastosować w postaci ekranu ciągły płat tkaniny umieszczonej między powłoką zewnętrzną 3 i warstwą wewnętrzną 4 z żywicy.

5 W celu poprawienia estetyki przedmiotu wytwarzanego sposobem według wynalazku, powłoka 3 z tworzywa termoplastycznego ma korzystnie na swej powierzchni zewnętrznej 5 fakturę chropowatą lub motywy reliefowe. W tym celu wykorzystuje się folię z polichlorku winylu, zaopatrzoną w chropowatą powierzchnię lub reliefy, podkładając ją pod płytę z tworzywa termoplastycznego. Gotowy wielowarstwowy przedmiot 6, otrzymany techniką wtryskiwania-prasowania, według wynalazku przedstawia fig. 2. Jego powierzchnia zewnętrzna 5, zaopatrzona w elementy kształtowe 8,9 wklęsłe lub wypukłe, uformowana jest na powłoce zewnętrznej 3 z PCV. Warstwa wewnętrzna 4 jest wykonana z żywicy termoplastycznej, polimeryzacji w znany sposób. Pomiędzy warstwami 3 i 4, w miejscach 10 i 11 odpowiadających występowaniu elementów kształtowych 8, 9, jest umieszczony ekran 12. Ponadto płyta z tworzywa termoplastycznego, tworząca po wykonaniu przedmiotu 6 powłokę 3, jest zaopatrzona przynajmniej w jedno wycięcie 15. Sposób według wynalazku jest szczególnie dostosowany do wytwarzania tablic rozdzielczych oraz innych elementów wyposażenia karoserii pojazdów mechanicznych, jak również w rzemiośle artystycznym.

6 RG.1a FIG.1b FIG.1c FIG.2 FIG.3 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł