Термоформование полимеров

РЕФЕРАТ

Сущность изобретения: открытопористые  пенопластовые листы с гладкими закрытыми поверхностями после  экструзии нагревают до заданной температуры, подвергают глубокой вытяжке  в установке для термоформования  с помощью двустороннего вакуума  и термофиксируют. Одну из двух закрытых поверхностных пленок пенопластового листа перфорируют с помощью  установленных подвижно в форме  игл. Форма является составляющей частью установки для термоформования  и образует вместе с другой формой инструмент этой установки для термоформования. Форма для внутренней стороны  пенопластового листа имеет пуансон, плиту охлаждения, вакуумную плиту, подвижные иглы, игольную плиту, пружины  для возврата игольной плиты, а также  мембраны и монтажную плиту, которые  поддерживаются вместе с помощью  винтов. 2 с. и 46 з.п. ф-лы, 10 ил.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10

ОПИСАНИЕ  ИЗОБРЕТЕНИЯ К  ПАТЕНТУ

Изобретение относится к способу  для перфорирования гладких закрытых поверхностей открытопористых  пенопластовых листов путем пробивания отверстий в поверхностях отформованного изделия  и к устройству для его осуществления.

Подобные  пневмопластовые  листы с открытопористой  сердцевиной формуют  термическим способом, например, в такие  изделия, как поддоны  или емкости.

Для изготовления упаковочного материала  такого типа, как, например, поддоны, используют открытопористые  пенопластовые листы, которые в противоположность  закрытоячеистым  пенопластовым листам обладают способностью поглощать жидкости.

Пенопластовые листы изготовляют  в общем случае способом, при котором  термопластичную  пластмассу вместе со вспенивающим агентом, в частности вспенивающим газом, подвергают экструзии  из сопла, имеющего форму  кольца или широкой  прорези или из сопла для совместной экструзии. Сразу  после выхода из сопла  экструдера тонко  распределенный вспенивающий агент расширяется  в пластмассе, вследствие чего в теле пенопласта образуются тончайшие  пузырьки. В зависимости  от условий способа (температуры  и скорости экструзии) получаются пузырьки большего или меньшего размера. В соответствии с этим изготовленные  таким образом  пенопластовые листы  содержат плотноупакованные, закрытые, заполненные  газом ячейки, причем заключенный в  ячейках газ в  общем случае представляет собой воздух и/или  остатки вспенивающего агента. Подобные пенопластовые закрытоячеистые листы обладают отличными изолирующими свойствами, которые основаны, в основном, на наличии плотноупакованных, закрытых, заполненных газом ячеек.

Совершенно  иначе ведет себя пенопластовый лист, в котором ячейки не закрыты, а открыты, т.е. проницаемы. Такой  пенопластовый лист может, абсорбировать  жидкости и накапливать  их, словно губка. Подобные открытопористые  пенопластовые листы  изготавливают в  общем случае с  помощью тандемной  экструзионной установки. Эти пенопластовые  листы с внутренней им наружной стороны  имеют тонкую закрытоячеистую  пленку. Эта пленка безусловно нужна для того, чтобы обеспечить хорошее термическое формование пенопластового листа в изделия - поддоны. Для того чтобы жидкость могла поглощаться изготовленными изделиями-поддонами, необходимо поверхностную пленку перфорировать в определенных местах.

Из публикации US-A-4.552.600 известны способ и  устройство для изготовления поддона с перфорированным  основанием. При этом способе краевая зона перфорированного термопластичного основания соединяется с поднятыми боковыми сторонами поддона. Эта операция осуществляется одновременно с перфорированием термопластичного плоского основания. Предпочтительным представляется склеивание при нагревании.

Устройство  для перфорирования плоского основания  содержит перфорационные иглы, которые перемещаются в предназначенных  для них каналах, размещенных в  подвижном блоке  устройства, и проходят сквозь них. Концы  перфорированных  игл закреплены на поперечной плите, которая  установлена в  раме. Нижние концы  прижимной пружины  располагаются на поперечной плите, так  что при каждом перемещении блока  в направлении  поперечной плиты  перфорационные иглы своими остриями выступают  из игольных каналов  и перфорируют  плоское термопластичное  основание. Не принимаются  никакие меры для  перемещения перфорационных игл внутри игольных каналов с помощью  сжатого воздуха.

Пластмассы  для изготовления пенистых листов можно  выбрать из группы полиолефинов, как, например, полиэтилен (HDPE, LPE, LiTP), хлорированный полиэтилен, полипропилен (PP), сополимеры полипропилена (PPC), сополимер  этиленвинилацетата (EVA), галогенизированные полиолефины; из группы полимеров стирола, как, например, полистирол (PS), сополимеры полистирола (PSC), сополимеры акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), ангидрид малеиновой кислоты - стирол, ударопрочные полистиролы (SPS); из группы полиэфиров, как, например, полиэтилентерефталат (PET), полиэтиленгликольтерефталат (PETP), полибутилентерефталат (PPT); из термополимеризатов этиленпропилена, поливинилхлорида (PVC) и/или полифенилоксида.

Далее пластмасса может  состоять из сополимеров  или смесей термопластичных  полимеров, из полимеров  или смесей термопластичных  полимеров и/или  сополимеров.

Задачей изобретения является создание способа  и устройств, с  помощью которых  можно осуществить  надежную и быструю  перфорацию гладкой  закрытой поверхности  изделия, полученного  термическим формованием  из пенопластового листа  с целью получения  доступа к открытопористой  структуре пенопластового листа, находящейся  под поверхностью. В рамках этой задачи надежная перфорация должна быть обеспечена также и в том  случае, если получается отклонение в размерах изделий вследствие участки и/или изменения в длине шага листа.

При способе  согласно изобретению  задача решается тем, что экструдированный пенопластовый лист нагревают до заданной температуры, подвергают глубокой вытяжке  в установке термоформования  с помощью двустороннего  вакуума и термофиксируют и перфорируют  одну из закрытых поверхностных  пленок пенопластового листа.

При этом перфорирование осуществляют перед или после  термоформования  пенопластового листа.

В одном  варианте выполнения способа пенопластовый  лист вместе с окрашенным поверхностным слоем  из того же или отличающегося  от него материала  подвергают совместной экструзии, нагревают, подвергают глубокой вытяжке в установке  для термоформования  с помощью двустороннего  вакуума, термофиксируют и перфорируют  поверхностный слой с помощью игл  до поверхности пенопластового листа. Точно так  же можно осуществлять экструзию пенопластового листа из окрашенного  материала. В этом случае опускается операция совместной экструзии (соэкструзии) окрашенного поверхностного слоя.

При способе  согласно изобретению  иглы в процессе перфорирования осуществляют возвратно-поступательное движение, причем острия игл протыкают поверхностную пленку зафиксированного пенопластового листа. В другом варианте выполнения способа иглы устанавливаются неподвижно в форме и выступающие острия игл настолько продвигаются к внутренней стороне пенопластового листа, что они перфорируют поверхностную пленку, при этом наружная сторона пенопластового листа прилегает к плите, оказывающей противодавление.

Точно также возможно чтобы  одну закрытую поверхностную  пленку пенопластового листа перфорировали  перед нагреванием  и термоформованием с помощью игл, которые размещены  на вращающемся валике.

В другом варианте выполнения изобретения после  охлаждения изделия, подвергшегося формованию в установке горячего формования, одна из двух закрытых поверхностных  пленок боковых стенок и дна, находящегося в установке горючего формования изделия, подвергалась перфорированию с помощью игл  перпендикулярно  поверхностям боковых  стенок и дна.

В варианте выполнения способа  согласно изобретению  боковые стенки и  дно подвергают перфорированию на одинаковую, различную  глубину, причем острия игл проникают  во внутренние стороны  изделия на глубину  от 2,5 до 3 мм.

В другом варианте выполнения способа иглы с  помощью сжатого  воздуха выходят  из пуансона к моменту  начала перфорирования, а в конце перфорирования после отключения сжатого воздуха  возвращаются в пуансон  под воздействием давления пружины.

Один  вариант выполнения способа отличается тем, что термоформованные пенопластовые листы  транспортируют из установки  для горячего формования в установку для  перфорирования и  в ней прижимают  к неподвижной  плите с помощью  перемещаемых перфорационных блоков и что игольная плита, будучи в свободно взвешенном состоянии, с помощью рабочей  среды приподнимается к перфорационным блокам для того, чтобы прижать  острия закрепленных в игольной плите  игл к отформованному пенопластовому листу и проткнуть его поверхность, прилегающую к перфорационным блокам.

В дальнейшем развитии этого способа  при приподнимании  перфорационных блоков до плотного замыкания  с отформованными в пенопластовом  листе изделиями получается, что перфорационные блоки во время зависания самоцентрируются в отформованных изделиях. При этом перфорационные блоки с регулируемой подачей с помощью элеткропневматического или электромеханического приводного цилиндра приподнимаются к установленной неподвижно прижимной плите.

Устройство  для перфорирования гладких закрытых поверхностей пенопластовых  открытопористых  листов, содержащее перфорационный блок, сконструировано  таким образом, что  перфорационный узел оснащен подвижными или установленными без возможности  перемещения иглами с матричным расположением, острия которых во время процесса перфорирования выступают от поверхности  узла настолько, что  они прокалывают  поверхностную пленку пенопластового листа.

В дальнейшем усовершенствованном  варианте выполнения устройства узел представляет собой подвижную  форму, которая воздействует на внутреннюю сторону  пенопластового листа  в устройстве термоформования, содержащей другую форму, которая воздействует на наружную сторону  пенопластового листа, в то время как  в подвижной форме  установлены подвижные  или жестко закрепленные иглы, воздействующие на внутреннюю сторону  пенопластового листа.

В варианте выполнения изобретения  форма для формования внутренней стороны  включает иглы, игольную плиту, пружины для  возврата игольных плит, мембраны и монтажную  плиту, которые соединены  между собо2 с помощью винтов.

Целесообразно, чтобы форма для  формования наружной стороны пенопластового листа имела матрицу, прилегающую к  наружной стороне, поверхность  которой образована как дополнение к  прилегающей к  внутренней стороне  поверхности матрицы (пуансона).

Конструкция устройства предпочтительно  выбирается такой, что  формы образованы с возможностью перемещения  друг к другу до расстояния, соответствующего регулируемой толщине  стенки изделия, полученного  путем глубокой вытяжки  из пенопластового листа. Толщина стенки отдельного изделия составляет в общем случае от 3,0 до 6,5 мм.

Другие  варианты выполнения устройства согласно изобретению представлены признаками зависимых  пунктов формулы  изобретения.

Другое  устройство для перфорирования гладких закрытых поверхностей пенопластовых  открытопористых  листов, которые подвергнуты  термоформованию  в такие изделия, как, например, изделия  и емкости, отличается тем, что установленная  неподвижно форма, которая  формует боковые  стенки и дно изделия  или емкости из пенопластового листа, имеет неподвижную  плиту основания  с параллельными  друг другу, расположенными друг над другом каналами для охлаждения среды, вакуумирования и  рабочей среды, и пуансонов, в котором имеются игольчатые поршни, направленные перпендикулярно боковым стенкам и дну в их противоположных боковым сторонам и дну позициях внутри пуансона.

В другом варианте выполнения устройства с нижней стороны пуансона размещен распределительный  канал, который через по меньшей мере один вертикальный канал соединен с каналом для рабочей среды. Далее канал для вакуумирования через по меньшей мере два вертикальных канала соединен с каналом для рабочей среды. Далее канал для вакуумирования через по меньшей мере два вертикальных канала для вакуумирования находится в соединении с внутренней частью пуансона.

В конструкции  устройств игольные поршни соединены  с распределительным  каналом, так что  каждый игольный поршень  может нагружаться  сжатым воздухом.

Другая  форма выполнения устройства для перфорирования гладкой закрытой поверхности пенопластового открытопористого листа  характеризуется  тем, что устройство содержит станину  с вертикальными  направляющими штангами, установленную с  возможностью перемещения  вдоль направляющих штанг монтажную  плиту, на которой  расположены форма  из перфорационных блоков, которые содержат иглы, и плита основания, и смонтированную неподвижно на направляющих штангах прижимную  плиту. В конструкции устройства установлены на станине электропневматические или электромеханические приводные цилиндры, поршневые штоки которых прилегают к нижней стороне монтажной плиты для осуществления ее возвратно-поступательного перемещения.