FI126959B - Menetelmä ja laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä ja laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI126959B
FI126959B FI20105358A FI20105358A FI126959B FI 126959 B FI126959 B FI 126959B FI 20105358 A FI20105358 A FI 20105358A FI 20105358 A FI20105358 A FI 20105358A FI 126959 B FI126959 B FI 126959B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
temperature
tool
composite product
extrusion
cross
Prior art date
Application number
FI20105358A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105358A0 (fi
FI20105358A (fi
Inventor
Juha Varis
Timo Kärki
Original Assignee
Juha Varis
Timo Kärki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Juha Varis, Timo Kärki filed Critical Juha Varis
Publication of FI20105358A0 publication Critical patent/FI20105358A0/fi
Priority to FI20105358A priority Critical patent/FI126959B/fi
Priority to ES11765141.4T priority patent/ES2625335T3/es
Priority to US13/639,680 priority patent/US20130207291A1/en
Priority to EP11765141.4A priority patent/EP2555913B1/en
Priority to CN201180025876.6A priority patent/CN102905874B/zh
Priority to DK11765141.4T priority patent/DK2555913T3/en
Priority to PCT/FI2011/050301 priority patent/WO2011124766A1/en
Priority to RU2012144779/05A priority patent/RU2560405C2/ru
Priority to PL11765141T priority patent/PL2555913T3/pl
Publication of FI20105358A publication Critical patent/FI20105358A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI126959B publication Critical patent/FI126959B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/002—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with surface shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/02—Combined thermoforming and manufacture of the preform
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/06—Rod-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/12—Articles with an irregular circumference when viewed in cross-section, e.g. window profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/86—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the nozzle zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/14—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor using multilayered preforms or sheets
    • B29C51/145—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor using multilayered preforms or sheets having at least one layer of textile or fibrous material combined with at least one plastics layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/001—Shaping in several steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/004—Shaping under special conditions
    • B29C2791/006—Using vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/004—Shaping under special conditions
    • B29C2791/007—Using fluid under pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/0081—Shaping techniques involving a cutting or machining operation before shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/009—Shaping techniques involving a cutting or machining operation after shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/90—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article
    • B29C48/908—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article characterised by calibrator surface, e.g. structure or holes for lubrication, cooling or venting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/911—Cooling
    • B29C48/9135—Cooling of flat articles, e.g. using specially adapted supporting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/08—Deep drawing or matched-mould forming, i.e. using mechanical means only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/10—Forming by pressure difference, e.g. vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/26—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C51/42—Heating or cooling
    • B29C51/421—Heating or cooling of preforms, specially adapted for thermoforming
    • B29C51/422—Heating or cooling of preforms, specially adapted for thermoforming to produce a temperature differential
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/26—Scrap or recycled material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/002—Panels; Plates; Sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO KOMPOSIITTITUOTTEEN
VALMISTAMISEKSI
KEKSINNÖN ALA
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä komposiittituotteen valmistamiseksi ja patenttivaatimuksen 10 johdanto-osassa määritelty laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi.
KEKSINNÖN TAUSTA
Entuudestaan tunnetaan erilaisia menetelmiä ja lähtöaineita erilaisten komposiittituotteiden ja -materiaalien valmistamiseksi esim. paperipohjaisista materiaaleista ja muoveista. Entuudestaan on tunnettua komposiittituotteiden valmistaminen ekstruusio- eli suulakepuristustekniikalla muovipohjaisista raaka-aineista .
Lisäksi entuudestaan on tunnettua muovi- ja polymeerituotteiden valmistaminen ekstruusiotekniikan ja puristustyökalujen avulla.
KEKSINNÖN TARKOITUS
Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudentyyppinen ja helposti muuntuva menetelmä ja laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi.
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.
Keksintö perustuu menetelmään komposiittituotteen valmistamiseksi, jossa muodostetaan ainakin yhdestä valitusta raaka-aineesta, joka sisältää kuitupitoista ainesta ja polymeeripohjaista ainesta, ekstruusion avulla välituote ja muotoillaan välituotteesta komposiittituote ainakin yhden muotoilutyökalun avulla. Keksinnön mukaisesti muotoillaan ekstruusion yhteydessä välituotteen poikkileikkausprofiilia ainakin yhden ekstruusiotyökalun avulla, ja kontrolloidaan ekstruusiotyökalun jälkeen välituotteen lämpötilaa siten, että järjestetään eri kohtiin välituotteen poikkileikkausprofiilia erilaiset lämpötila-alueet ennalta määrättyjen lämpötila-alueiden tavoitearvojen mukaisesti välituotteen jatkomuokkauksen ja komposiittituotteen muotoilemisen helpottamiseksi. Ennalta määrätyt lämpötila-alueet määräytyvät ja ovat osaltaan riippuvaisia muodostettavan komposiittituotteen muodosta. Edullisesti lämpimämpää aluetta on helpompi työstää ja muotoilla, kun taas jäähdytetty alue saadaan jäykemmäksi, jolloin ei tapahdu ei-toivottua muotoutumista.
Keksintö perustuu laitteistoon komposiittituotteen valmistamiseksi, johon laitteistoon kuuluu syöttölaitteet ainakin yhden raaka-aineen syöttämiseksi, ekstruusiolaite välituotteen muodostamiseksi ekstruusion avulla raaka-aineesta ja ainakin yksi muotoilutyökalu välituotteen muotoilemiseksi komposiittituotteeksi. Keksinnön mukaisesti laitteistoon kuuluu ainakin yksi ekstruusiolaitteen yhteyteen järjestetty ekstruusiotyökalu välituotteen poikkileikkausprofiilin muotoilemiseksi, lämpötilan kontrollointivälineet muodostetun välituotteen lämpötilan kontrolloimiseksi ekstruusiotyökalun jälkeen ja ohjausvälineet lämpötilan kontrollointivälineiden säätämiseksi ja ohjaamiseksi siten, että järjestetään eri kohtiin välituotteen poikkileikkausprofiilia erilaiset lämpötila-alueet ennalta määrättyjen lämpötila-alueiden tavoitearvojen mukaisesti. Laitteisto on edullisesti yhtenäinen tai integroitu kokonaisuus, jossa voidaan muodostaa raaka-aineesta komposiittituote välituotevaiheen kautta. Lämpötilan kontrolloinnilla tarkoitetaan tässä yhteydessä lämpötilan mittaamista ja tarvittaessa säätämistä. Lämpötilan säätäminen voidaan tehdä jäähdyttämällä tai lämmittämällä tai pitämällä lämpötila ennallaan.
Keksintö perustuu nimenomaan menetelmään ja laitteistoon muotoillun komposiittituotteen muodostamiseksi suoraan lähtöaineista siten, että välituotteen poikkileikkausmuotoa modifioidaan ja lämpötilaa kontrolloidaan muodostettavan komposiittituotteen muotoilun helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi. Lisäksi välituotetta voidaan esityöstää ennen muodostettavan komposiittituotteen muotoilua sen helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi. Komposiittituotteen valmistus tehdään edullisesti yhdessä yhtenäisessä ja kompaktissa prosessissa raaka-aineista komposiittituotteeksi. Valmistus voidaan toteuttaa jatkuvatoimisena tai panosluonteisesti. Laitteisto on edullisesti yhtenäinen tai integroitu kokonaisuus, jossa voidaan muodostaa raaka-aineesta komposiittituote välituotevaiheen kautta siten, että välituotetta modifioidaan valmiin komposiittituotteen valmistamisen helpottamiseksi.
Keksinnön eräässä sovelluksessa raaka-aine sisältää kuitupitoista ainesta 30 - 99 p-% ja polymeeripohjaista ainesta 1-60 p-%. Raaka-aineella tarkoitetaan tässä yhteydessä yhtä raaka-ainetta tai useamman raaka-aineen seosta. Yksi raaka-aine voi sisältää kuitupitoisia ja/tai polymeeripohjaisia ainesosia. Kuitupitoisella aineksella tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa kuitupohjaisia aineita, edullisesti luonnonkuituja, kuten kasviperäisiä kuituja, biokuituja, puukuituja, selluloosakuituja, paperia ja näiden erilaisia seoksia. Polymeeripohjaisella aineksella tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa polymeerejä, luonnonpolymeerejä, muoveja tai vastaavia materiaaleja. Eräässä sovelluksessa polymeeripohjainen raaka-aine on valittu joukosta polyolefUnit, esim. polyeteeni tai polypropeeni, polyesterit, polykarbonaatit, polyamidit, fluoria sisältävät polymeerit, klooria sisältävät polymeerit, polyvinyylikloridit, polystyreenit, polyeteenitereftalaatti (PET) ja näiden seokset tai muut vastaavat käyttötarkoitukseen sopivat polymeerit. Eräässä sovelluksessa polymeeripohjainen raaka-aine on tärkkelyspohjainen polymeeri. Raaka-aineina voidaan käyttää neitseellisiä raaka-aineita, jätemateriaaleja, uusioraaka-aineita ja näiden seoksia tai mitä tahansa sopivia raaka-aineita.
Eräässä edullisessa sovelluksessa raaka-aine on pääosin jätemateriaalia, kierrätysmateriaalia, uusiomateriaalia, hakkuujätettä tai vastaavaa tähteeksi jäävää tai jätteeksi luokiteltavaa materiaalia.
Eräässä sovelluksessa jauhetaan ainakin osa raaka-aineesta. Eräässä sovelluksessa jauhetaan pääosa raaka-aineesta. Eräässä sovelluksessa pääosa kuitupohjaisesta raaka-aineesta jauhetaan alle 5 mm partikkelikokoon, edullisemmin alle 2,5 mm partikkelikokoon. Edullisessa sovelluksessa kuitupohjainen raaka-aine sisältää sekä lyhyttä kuitua että pidempää kuitua. Eräässä sovelluksessa kuitupohjainen raaka-aine sisältää hyvin pienikokoista kuitumateriaalia, jonka partikkelikoko on alle 0,5 mm. Eräässä sovelluksessa laitteistoon kuuluu jauhinlaite ainakin osan raaka-aineesta jauhamiseksi. Eräässä sovelluksessa laitteistoon kuuluu murskauslaite ainakin osan raaka-aineesta murskaamiseksi. Eräässä sovelluksessa laitteistoon kuuluu murskauslaite ja jauhinlaite, ja murskauslaite on järjestetty ennen jauhinlaitetta ainakin osan raaka-aineesta murskaamiseksi, ja jauhinlaite on järjestetty jauhamaan murskattua raaka-ainetta. Välituotteella tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa kalvomateriaalia, kalvoa, filmiä tai muuta levymäisessä muodossa olevaa materiaalia, joka voi olla arkin, radan tai muussa käyttötarkoitukseen sopivassa muodossa, tai putkimaista, pussimaista, kourumaista, u-muotoista tai nauhamaista välituotetta tai minkälaista tahansa ekstruusiotuotetta.
Keksinnön eräässä sovelluksessa muodostetaan välituote, jonka muoto on valittu joukosta filmi, kalvo, levy, profiili, esim. C-profiili, U-profiili, V-profiili tai L-profiili, putki ja niiden yhdistelmät.
Eräässä sovelluksessa muodostetaan kalvomainen välituote, jossa on vähintään kaksi kerrosta, joiden pinnat voivat olla yhdessä tai etäisyyden päässä toisistaan. Välituotteen muodostaminen voidaan tehdä millä tahansa alalla sinänsä tunnetulla ekstruusiomenetelmällä hyödyntäen käyttötarkoitukseen sopivaa ekstruusiotyökalua tai useampaa kuin yhtä ekstruusiotyökalua.
Keksinnön eräässä sovelluksessa muodostetaan välituote kaksiruuvisen ekstruusiolaitteen avulla. Eräässä sovelluksessa ekstruusiolaite voi olla sylinterimäinen tai kartiomainen kaksiruuvinen ekstruusiolaite.
Eräässä sovelluksessa muodostetaan välituote suutintyökalun avulla. Edullisesti välituotteen poikkileikkausmuotoa säädellään sen muodostuksessa työkalun suuttimen avulla. Tällöin saadaan syntymään erilaisia materiaalivahvuuksia ja muotoja poikkileikkaukseen ja sen eri kohtiin, ja näin aikaansaadaan poikkileikkausprofiili.
Eräässä sovelluksessa välituotetta modifioidaan sen muodostuksen yhteydessä muokkaamalla sen paksuutta tai muotoa yhdestä tai useammasta halutusta kohtaa poikkileikkausta. Paksuuden tai muodon muokkaaminen voidaan tehdä millä tahansa sinänsä tunnetulla tavalla, esim. puristamalla, lisäämällä materiaalia tai muulla sopivalla tavalla.
Eräässä edullisessa sovelluksessa suutintyökaluun kuuluu ylä- ja alaosat. Eräässä sovelluksessa käytetään suutintyökalua, jonka ylä- ja alaosat ovat rakenteeltaan toisistaan poikkeavat. Edullisesti välituotteen poikkileikkauksen muotoilua ja virtausta välituotteen muodostuksen aikana voidaan säädellä suutintyökalun erilaisilla ylä- ja alapinnoilla. Vaihtoehtoisessa sovelluksessa suutintyökalun ylä- ja alaosat ovat olennaisesti samanlaiset.
Eräässä sovelluksessa ekstruusiotyökalu sisältää ns. on/off- ja/tai aktiivisia osia, joita voidaan ohjata ja säätää, välituotteen poikkileikkausprofiilin tai välituotteen muotoilun helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi. Edullisesti valitsemalla sopiva ekstruusiotyökalu voidaan muokata myös välituotteen pintaa, esim. urittamalla pintaa, tai aikaansaada välituotteeseen tiivis, kosteutta ja nesteitä imemätön reuna.
Eräässä sovelluksessa välituotteen muodostus tehdään 170 - 250 °C lämpötilavälillä riippuen käytettävästä raaka-aineesta.
Keksinnön eräässä sovelluksessa vaahdotetaan välituote sen muodostuksen yhteydessä, so. välituote on sen muodostuksen jälkeen vaahtomaisessa muodossa. Tällä sovelluksella aikaansaadaan komposiittituotteeseen eristysominaisuuksia.
Keksinnön eräässä sovelluksessa muodostetaan välituote siten, että rikastetaan sen pintaan polymeeriä. Eräässä sovelluksessa polymeeriä saadaan rikastumaan välituotteen pintaan käyttämällä sen muodostuksessa ekstruusiotyökalua, jonka ylä- ja alaosan pinnat ovat muokattu sopivalla tavalla, esim. ylä- ja alaosan pinnoilla on erilaiset pinnan karheudet. Eräässä sovelluksessa muodostetaan välituote siten, että sen pintaan rikastuu polymeeriä, so. polymeerin tiheys välituotteen pinnassa on suurempi kuin muussa osassa tuotetta. Eräässä sovelluksessa hienojakoisempi polymeeriaines järjestetään välituotteen pintaan. Eräässä sovelluksessa polymeeriä saadaan rikastumaan välituotteen pintaan sopivassa lämpötilassa, esim. 170 190 °C, kuitumateriaalin partikkelikokojakauman ollessa seuraava: 50 % 0 - 0,5 mm, 30 % 0,5 - 1,0 mm ja 20 % 1,0 - 1,5 mm, ja käyttämällä välituotteen muodostuksessa ekstruusiotyökalua, jonka ylä- ja alaosan pinnat ovat muokattu erilaisiksi. Eräässä sovelluksessa rikastuminen tapahtuu lämpötilavälillä 95 - 230 °C. Kun polymeeri rikastuu välituotteen pintaan, saadaan tuotteelle ja erityisesti sen pintaan muovimaisia ominaisuuksia. Muovilla aikaansaadaan barrier-ominaisuuksia. Pinnasta tulee helpommin muokattava, ja siitä saadaan tehtyä sileä ja tasainen, josta on hyötyä, esim. jos tuotetta käytetään astiana, johon kiinnitetään kansi jollain tunnetulla tavalla lämpöä ja muovin sulamista hyväksi käyttäen. Muovimaisuus mahdollistaa monien tyypillisten prosessien käytön ennen seuraavaa työvaihetta tai sen yhteydessä.
Keksinnön eräässä sovelluksessa muodostetaan välituotteeseen materiaalivaraus ennalta määrätyn poikkileikkausprofiilin avulla esim. siten, että poikkileikkausprofiili käsittää kourumaisen, aaltoilevan tai vastaavan muodon, jonka sisältämä materiaalivaraus voidaan hyödyntää välituotteen jatkomuokkauksessa tai komposiittituotteen valmistuksessa tietyn muodon aikaansaamiseksi. Jatkomuokkauksessa tai komposiittituotteen valmistuksessa voidaan käyttää mitä tahansa sinänsä tunnettuja muovaustekniikoita, esim. venytysmuovaukseen perustuvaa tekniikkaa, syvävetotekniikkaa tai niiden yhdistelmää tai ali- ja/tai ylipaineella tapahtuvaa tekniikkaa tai muuta tunnettua muovausmenetelmää.
Eräässä sovelluksessa säädetään ekstruusiotyökalun jälkeen välituotteen lämpötilaa, poikkileikkausprofiilin eri kohdissa, välille 50 - 250 °C, edullisesti välille 50 - 200 °C, riippuen käytetystä raaka-aineesta sekä ennalta määrätyistä poikkileikkausprofiilin lämpötila-alueista.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lämpötilan kontrollointivälineet on sovitettu laitteistoon siten, että lämpötilan kontrollointi ulottuu välituotteen koko poikkileikkausprofiilin yli.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lämpötilan kontrollointivälineisiin kuuluu mittauslaite, jäähdytyslaite ja/tai lämmityslaite lämpötilan kontrolloimiseksi ja säätämiseksi. Eräässä sovelluksessa lämpötilan kontrollointivälineisiin kuuluu ainakin yksi jäähdytyslaite, joka on järjestetty jäähdyttämään välituoterataa ekstruusiotyökalun jälkeen, välituotteen lämpötilan kontrolloimiseksi, so. säätämiseksi. Jäähdytyslaitteena voidaan käyttää mitä tahansa sinänsä tunnettua ja käyttötarkoitukseen sopivaa laitetta. Edullisessa sovelluksessa jäähdytys ei tapahdu suorajäähdytyksenä jäähdyttävällä aineella, vaan jäähdyttävä aine, esim. neste, jäähdyttää välimateriaalin, esim. metallin, joka jäähdyttää välituotteen.
Eräässä sovelluksessa lämpötilan kontrollointivälineet on järjestetty olennaisesti ekstruusiotyökalun perään. Eräässä sovelluksessa lämpötilan kontrollointivälineet on järjestetty sopivan etäisyyden päähän ekstruusiotyökalusta.
Keksinnön eräässä sovelluksessa esityöstetään välituotetta lämpötilakontrolloinnin jälkeen ja edullisesti ennen muotoilutyökalua komposiittituotteen muotoilun helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi. Esityöstövaiheita voi olla yksi tai useampia kuin yksi.
Esityöstövaihe voi olla valittu joukosta leikkaus, reunojen leikkaus, reunojen käsittely, reunojen taivuttaminen, aukotus, kulminta, pintojen tiivistys, pintojen silotus, reunojen imupintojen suljenta, pinnoitus, lisäosien liittäminen, reititys, poimutus, kohokuviointi, perforointi ja niiden erilaiset yhdistelmät. Eräässä edullisessa sovelluksessa välituotteen reunojen litistämisellä aikaansaadaan kosteutta ja nestettä imevien pintojen sulkeutuminen ja helpompi jatkotyöstettävyys välituotteelle sekä komposiittituotteelle, ja lisäksi tällöin muodostettava komposiittituote sopii autoklaavaukseen ja aseptointiin. Eräässä sovelluksessa laitteistoon kuuluu ainakin yksi esityöstölaite välituotteen esityöstämiseksi. Eräässä sovelluksessa laitteistoon kuuluu useampia kuin yksi esityöstölaite välituotteen esityöstämiseksi.
Edullisesti komposiittituotteen muotoiluvaiheessa muovataan komposiittituotteelle muoto ainakin yhden muotoilutyökalun avulla. Komposiittituotteen muotoiluvaiheeseen voi kuulua lisävaiheita, kuten leikkaus, reunojen leikkaus, reunojen käsittely, reunojen taivuttaminen, aukotus, kulminta, pintojen tiivistys, pintojen silotus, reunojen imupintojen suljenta, pinnoitus, lisäosien liittäminen, reititys, poimutus, kohokuviointi, perforointi ja niiden erilaiset yhdistelmät. Eräässä sovelluksessa laitteistoon kuuluu useampia kuin yksi muotoilutyökalu.
Eräässä sovelluksessa muotoilutyökalu sisältää ylä- ja/tai alatyökalun välituotteen muotoilemiseksi, esim. puristamalla, halutun komposiittituotteen muotoon. Eräässä sovelluksessa muotoilutyökalun ylä- ja alatyökaluun on järjestetty toisistaan poikkeavat pintarakenteet. Eräässä sovelluksessa alatyökaluun on järjestetty ylätyökalua karkeampi pinta. Vaihtoehtoisessa sovelluksessa muotoilutyökalun ylä- ja alatyökalujen pintarakenteet ovat olennaisesti samanlaiset. Ylä- ja alatyökaluina voidaan käyttää samantyyppisiä työkaluja tai vaihtoehtoisesti erityyppisiä työkaluja. Esimerkiksi, jos ylätyökaluna käytetään työkalua, joka on muodostettu kovasta ja kulutusta kestävästä materiaalista, niin alatyökaluna voidaan käyttää esim. uretaania tai muuta vastaavaa ylätyökalun muotoon mukautuvaa materiaalia tai nestettä eri tavoin, jota vasten välituote painetaan ja jota vasten muovaus tehdään ylätyökalun avulla. Eräässä sovelluksessa työkalun yhteydessä voidaan käyttää yli- ja/tai alipainetta.
Muotoilutyökalu tai sen osa voi olla ns. kiinteä työkalu tai vaihtoehtoisesti ns. muuntuva eli mukautuva työkalu, jota voidaan muuntaa muodostettavan tuotteen, esim. yksittäistuotteen, perusteella. Muotoilutyökaluina voidaan käyttää myös pikamallinnustekniikalla valmistettuja lyhyen elinajan työkaluja. Edelleen työkaluina voidaan käyttää lasertekniikalla muodostettuja työkaluja. Lisäksi muotoilutyökalut ja niiden tekniikka voivat perustua modulaarisuuteen.
Eräässä sovelluksessa muotoilutyökalu sisältää ns. on/off- ja/tai aktiivisia osia, joita voidaan ohjata ja säätää, muotoilun helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi tai uniikin muotoilun aikaansaamiseksi.
Keksinnön eräässä sovelluksessa jälkityöstetään muodostettua komposiittituotetta jälkityöstövaiheessa. Eräässä sovelluksessa laitteistoon kuuluu ainakin yksi jälkityöstövaihe muodostetun komposiittituotteen työstämiseksi. Jälkityöstövaihe voi olla omana vaiheenaan komposiittituotteen muotoilun jälkeen, tai se voi sisältyä komposiittituotteen muotoiluvaiheeseen. Eräässä sovelluksessa jälkityöstö voidaan tehdä muotoilutyökalun avulla. Eräässä sovelluksessa jälkityöstö voi käsittää reunojen taivuttelua ylöspäin tai alaspäin, aukotusta, lisäosien liittämistä, kulmien leikkausta, reunojen leikkausta, reunojen käsittelyä, pintojen tiivistystä, pintojen silotusta, reunojen imupintojen suljentaa, pinnoitusta, reititystä, poimutusta, kohokuviointia, perforointia, erilaisten sensorien, ja elektroniikan lisäämistä ja niiden erilaisia yhdistelmiä.
Eräässä sovelluksessa esityöstö, komposiittituotteen muotoilu ja/tai jälkikäsittelyvaihe voidaan toteuttaa suoraviivaisella tekniikalla ja/tai jostain pisteestä toiseen kulkevaa liikerataa pitkin, esim. ylös/alastyyppisellä tekniikalla. Eräässä sovelluksessa esityöstö, komposiittituotteen muotoilu ja/tai jälkikäsittelyvaihe voidaan toteuttaa pyörivillä työkaluilla tai työkaluilla, jotka noudattavat rotaatiomaista liikerataa. Vaihtoehtoisessa sovelluksessa esityöstö, komposiittituotteen muotoilu ja/tai jälkikäsittelyvaihe voidaan toteuttaa millä tahansa sopivilla työkaluilla.
Eräässä sovelluksessa muodostettavan komposiittituotteen ainakin yhteen pintaan järjestetään lisäpinnoite tai lisäkalvo ja/tai komposiittituotteelle tehdään pintakäsittely, pinnoituskäsittely ja/tai impregnointikäsittely, edullisesti muotoilutyökaluna toimivan puristustyökalun yhteydessä prässäysvaiheessa tai muotoilutyökalun jälkeen jälkikäsittelyvaiheena. Eräässä sovelluksessa välituotteen ainakin yhteen pintaan järjestetään lisäpinnoite tai lisäkalvo ja/tai välituotteelle tehdään pintakäsittely, pinnoituskäsittely ja/tai impregnointi ennen sen muotoilemista komposiittituotteeksi. Eräässä sovelluksessa lisäkalvo tai lisäpinnoite on voitu muodostaa polymeerisistä materiaaleista, muoveista, biopohjaisista materiaaleista, erilaisista täyteaineista, lisäaineista ja niiden erilaisista yhdistelmistä. Pintakäsittely, pinnoituskäsittely ja impregnointikäsittely voidaan tehdä millä tahansa sinänsä tunnetulla tavalla ja sinänsä tunnetuilla aineilla, jotka ovat yhteensopivia keksinnön mukaisen menetelmän kanssa. Pintakäsittelyyn, etenkin muotoilun jälkeiseen pintakäsittelyyn, voi kuulua tavanomaisten pintakäsittelyiden lisäksi erilaisten tarrojen, viivakoodien, tunnisteiden tai vastaavien kiinnittämistä sekä pinnan printtausta tai painamista.
Komposiittituote voi sisältää sopivia täyteaineita, sideaineita ja/tai lisäaineita, esim. väriaineita tai kytkentäaineita. Täyteaineina, sideaineina ja lisäaineina voidaan käyttää mitä tahansa käyttötarkoitukseen sopivia ja käyttötarkoituksen vaatimia aineita. Eräässä sovelluksessa täyteaineet, sideaineet ja/tai lisäaineet on voitu lisätä raaka-aineen joukkoon ennen välituotteen muodostusta, esim. ekstruusion yhteydessä.
Eräässä sovelluksessa säädetään raaka-aineiden syöttönopeutta. Eräässä sovelluksessa säädetään komposiittituotteen valmistusnopeutta. Virtauksia pystytään muokkaamaan pienillä säädöillä.
Eräässä sovelluksessa muodostetaan komposiittituote siten, että jauhetaan ja sekoitetaan raaka-aine ja raaka-aineen joukkoon halutut lisäaineet, syötetään raaka-aine ekstruusiolaitteeseen, muodostetaan välituote, esim. kalvomateriaali, ekstruusiotyökalun avulla ja modifioidaan samanaikaisesti välituotteen poikkileikkausprofiilia, ja kontrolloidaan välituotteen lämpötilaa välituotteen poikkileikkausprofiilin suhteen haluttujen lämpötila-alueiden mukaisesti ja muotoillaan komposiittituote välituotteesta ainakin yhden muotoilutyökalun avulla.
Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla saavutetaan merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna.
Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla on mahdollista valmistaa jätemateriaalista uusiotuotteita. Keksinnön ansiosta voidaan valmistaa halutun muotoisia komposiittimateriaalituotteita raaka-aineesta yksinkertaisesti ja energia- ja kustannustehokkaasti yhdellä kertaa ja yhdessä valmistusprosessissa ilman välivarastointivaiheitä.
Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla voidaan tehdä erilaisia muotoja komposiittituotteisiin helposti. Lisäksi vuokamaisiin tuotteisiin voidaan järjestää helposti esim. jäykistepoimuja tai muita jäykistäviä muotoja.
Keksinnöllä saavutetaan teollisesti sovellettavissa oleva helppo, yksinkertainen ja edullinen tapa komposiittituotteen valmistamiseksi. Laitteiston investointikustannukset ovat alhaiset verrattuna perinteisiin ratkaisuihin. Lisäksi keksinnöllä saavutetaan uusi ekologinen tapa hukka- ja jätemateriaalin kierrättämiseksi uusiotuotteeksi.
KUVALUETTELO
Kuva 1 esittää erään keksinnön mukaisen laitteiston, ja
Kuva 2 esittää erään keksinnön mukaisen pakkauksen muodostamisen yksinkertaistettuna kuvasarj ana.
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisten sovellusesimerkkien avulla viitaten oheisiin kuviin.
Esimerkki 1
Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukainen laitteisto, johon kuuluu raaka-aineen syöttölaitteet (ei esitetty kuvassa), kaksiruuvinen ekstruusiolaite 1 ja sen yhteyteen järjestetty ekstruusiotyökalu 2, jossa on suutinosa, välituotteen muodostamiseksi ja sen poikkileikkausprofiilin muotoilemiseksi. Ektruusiotyökaluun 2 kuuluu modulaarinen tai portaaton leveyden säätö ja portaaton pituudensäätö. Ekstruusiotyökalu 2 voi sisältää leikkausosan välituotteen muotoilemiseksi leikkaamalla. Edelleen laitteistoon kuuluu lämpötilan kontrollointivälineet 4, jotka käsittävät mittauslaitteen 7, jäähdytyslaitteen 5 ja lämmityslaitteen 8, välituotteen lämpötilan kontrolloimiseksi ja ohjausvälineet (ei esitetty kuvassa) lämpötilan kontrollointivälineiden 4 säätämiseksi ja ohjaamiseksi siten, että eri kohtiin välituotteen poikkileikkausprofiilia on järjestettävissä erilaiset lämpötila-alueet ennalta määrättyjen lämpötila-alueiden tavoitearvojen mukaisesti. Lisäksi laitteistoon kuuluu esityöstölaitteena 6 reunojen ja kulmien leikkauslaite välituotteen muokkaamiseksi ennen lopullisen komposiittituotteen muotoilua sekä komposiittituotteen muotoilutyökalu 3, joka perustuu puristukseen, ja muotoilutyökalun 3 yhteyteen järjestetty reunojen taittovaihe jälkikäsittelyvaiheena 9. Vaihtoehtoisesti jälkikäsittelyvaiheena voi tässä yhteydessä olla jokin muu jälkikäsittely, esim. kohokuviointivaihe tai rfid-tarran kiinnitysvaihe, tai useamman kuin yhden jälkikäsittelyn yhdistelmä.
Kuvan 1 laitteisto on integroitu laitekokonaisuus, jossa kaikki osat on integroitu yhtenäiseksi kokonaisuudeksi ja jossa voidaan muodostaa yhdellä kertaa raaka-aineesta komposiittituote.
Kun laitteisto on kuvan 1 mukainen kompakti kokonaisuus, voidaan raaka-aineista muodostaa komposiittituotteita myös pienissä tehdas- tai varastotiloissa. Kun käytetään työstö- ja muotoilutyökaluina muuntuvia työkaluja, voidaan valmistaa erilaisia yksittäispakkauksia myös pieniä eriä.
Esimerkki 2 Tässä kokeessa valmistettiin pakkauksia hakkuujätemateriaalista ja kierrätysmuovista. Jätemateriaalit murskattiin ja jauhettiin sopivaan partikkelikokoon, tässä sovelluksessa alle 2,5 mm partikkelikokoon.
Pakkaukset, jollainen on esitetty kuvassa 2, muodostettiin esimerkin 1 mukaisella laitteistolla. Ensin muodostettiin ekstruusion ja ekstruusiotyökalun avulla kalvomainen välituote, jonka paksuus oli pääosin välillä 1-2 mm. Välituotteen poikkileikkausprofiilia muotoiltiin yhden ekstruusiotyökalun avulla. Koska tarkoituksena oli muodostaa suorakaiteen muotoisia syviä pakkauksia, niin kalvon poikkileikkausprofiiliin järjestettiin merkityt taivekohdat siihen kohtaan kalvoa, mistä kalvo taivutettiin myöhemmin muodostamaan taive pakkauksen yläpinnan ja reunan väliin. Lisäksi kalvon poikkileikkausprofiiliin järjestettiin materiaalivaraus 10 kuvan 2 mukaisesti välituotteen jatkomuotoilemisen helpottamiseksi. Kalvon poikkileikkausprofiili saatiin muotoiltua ekstruusiotyökalun suuttimen avulla, jossa oli erilaiset ylä- ja alarakenteet. Välituotteen lämpötilaa kontrolloitiin heti ekstruusion jälkeen, ja tiettyjä ennalta määrättyjä poikkileikkausprofiilin kohtia jäähdytettiin, jotta saatiin välituotteen eri kohtiin poikkileikkausprofiilia erilaiset lämpötila-alueet ennalta määrättyjen lämpötila-alueiden tavoitearvojen mukaisesti ja näin saatiin välituotteeseen jäykempiä osioita ja joustavammin muotoiltavia osioita. Lämpimämpää aluetta, esim. 170 °C, oli helpompi työstää ja muotoilla, kun taas jäähdytetty alue, esim. 120 °C, saatiin jäykemmäksi, jolloin ei tapahtunut ei-toivottua muotoutumista. Tämän jälkeen välituotetta esityöstettiin leikkaamalla reunoja ja kulmia yhdellä leikkauslaitteella pakkausaihion muodostamiseksi ja lopuksi välituotteesta, joka oli pakkausaihion muodossa, muotoiltiin komposiittituote so. pakkaus monimuotoisen muotoilutyökalun avulla, joka perustui puristukseen. Lisäksi muotoilutyökaluun kuului komposiittituotteen jälkikäsittelyvaihe, jossa pakkauksen reunat käännettiin alaspäin.
Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla aikaansaatiin helposti, nopeasti ja joustavasti halutun muotoisia komposiittipakkauksia.
Esimerkki 3 Tässä kokeessa valmistettiin komposiittituotteita murskatusta jätemuovista eli muovipulloista, jotka sisälsivät paperipohjaista materiaalia, esim. etiketit, ja paperisilpusta, esimerkin 1 tyyppisellä laitteistolla. Jätemuovi murskattiin ja sekoitettiin jauhetun paperisilpun kanssa raaka-aineen muodostamiseksi. Raaka-aine syötettiin suulakepuristukseen, jossa muodostettiin levymäinen ohut kalvomateriaali suulakepuristamalla sopivan suuttimen avulla. Samanaikaisesti kalvomateriaalin poikkileikkausprofiilia modifioitiin järjestämällä muodostettavien komposiittiastioiden taivekohdat. Kalvomateriaalin lämpötilaa mitattiin ja säädettiin jäähdyttämällä välituotetta halutulle lämpötilatasolle. Tämän jälkeen kalvomateriaali johdettiin prässäysvaiheeseen komposiittituotteiden muotoilemiseksi kalvomateriaalista puristustyökalun avulla. Prässäyksen yhteydessä tehtiin myös komposiittituotteiden reunojen rajaus ja siistiminen, mm. kosteutta ja nestettä imevät pinnat sulkemalla.
Muodostetut astiat voitiin pinnoittaa lisäpinnoitteella eli syöttämällä muovinen lisäkalvo astioiden sisäpintaan prässäysvaiheessa, millä saatiin lisää barrier-ominaisuuksia. Myöhemmissä vaiheissa pinnassa oleva muovi helpottaa esim. kansituksen yhteydessä lämmöllä tapahtuvaa kannen tiivistä sulkemista.
Keksinnön mukaisesti aikaansaatiin helposti, nopeasti ja joustavasti halutun muotoisia komposiittiastioita.
Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto soveltuvat erilaisina sovelluksina käytettäväksi mitä erilaisimpien komposiittituotteiden valmistukseen, esim. erilaisten pakkaustuotteiden, kuten elintarvikepakkaustuotteiden, kappaletavaran pakkaustuotteiden, elektroniikan pakkaustuotteiden tai vastaavien valmistukseen, tai sellaisten pakkaustuotteiden valmistukseen, joilla voidaan korvata esimerkiksi kartonkipohjaisia tuotteita, aaltopahvia tai kuituvalostuotteita, tai sellaisten komposiittituotteiden valmistukseen, joilla voidaan korvata erilaisia aiemmin käytettyjä muovi- ja/tai komposiittirakenteita ja -käyttösovelluksia.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (17)

1. Menetelmä komposiittituotteen valmistamiseksi, jossa muodostetaan raaka-aineesta, joka sisältää kuitupitoista ainesta ja polymeeripohjaista ainesta, ekstruusion avulla välituote ja muotoillaan välituotteesta komposiittituote ainakin yhden muotoilutyökalun avulla, tunnettu siitä, että syötetään raaka-aine ekstruusiolaitteeseen, muodostetaan välituoterata raaka-aineesta ekstruusion avulla, muotoillaan ekstruusion yhteydessä välituotteen poikkileikkausprofiilia ainakin yhden ekstruusiotyökalun avulla, ja kontrolloidaan ekstruusiotyökalun jälkeen välituotteen lämpötilaa siten, että järjestetään eri kohtiin välituotteen poikkileikkausprofiilia erilaiset lämpötila-alueet ennalta määrättyjen lämpötila-alueiden tavoitearvojen mukaisesti, ja säädetään välituotteen lämpötilaa poikkileikkausprofiilin eri kohdissa välille 50 - 250 °C, ja muotoillaan komposiittituote välituotteesta muotoilutyökalulla, joka perustuu puristukseen, ja valmistetaan komposiittituote jatkuvatoimisesti suoraan raaka-aineesta niin, että välituotteen poikkileikkausprofiilin muotoa modifioidaan ja lämpötilaa kontrolloidaan helpottamaan ja nopeuttamaan muodostettavan komposiittituotteen muotoilua.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raaka-aine sisältää kuitupitoista ainesta 30 - 99 p-% ja polymeeripohjaista ainesta 1-60 p-%.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan välituote kaksiruuvisen ekstruusiolaitteen avulla.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan välituote, jonka muoto on valittu joukosta filmi, kalvo, levy, profiili, putki ja niiden yhdistelmät.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaahdotetaan välituote sen muodostuksen yhteydessä.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikastetaan muodostettavan välituotteen pintaan polymeeriä valitun ekstruusiotyökalun avulla, jossa työkalun ylä- ja/tai alaosan pinta on muokattu polymeerin rikastumisen aikaansaamiseksi.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan välituotteeseen materiaalivaraus ennalta määrätyn poikkileikkausprofiilin avulla välituotteen jatkomuokkausta varten.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esityöstetään välituotetta lämpötilakontrolloinnin jälkeen.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jälkityöstetään muodostettua komposiittituotetta.
10. Laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi, johon laitteistoon kuuluu syöttölaitteet ainakin yhden raaka-aineen, joka sisältää kuitupitoista ainesta ja polymeeripohjaista ainesta, syöttämiseksi, ekstruusiolaite (1) välituotteen muodostamiseksi ekstruusion avulla raaka-aineesta ja ainakin yksi muotoilutyökalu (3) välituotteen muotoilemiseksi komposiittituotteeksi, tunnettu siitä, että ekstruusiolaitteen (1) avulla muodostetaan välituoterata raaka-aineesta ekstruusion avulla, ja laitteistoon kuuluu ainakin yksi ekstruusiolaitteen (1) yhteyteen järjestetty ekstruusiotyökalu (2) välituotteen poikkileikkausprofiilin muotoilemiseksi, lämpötilan kontrollointivälineet (4) muodostetun välituotteen lämpötilan kontrolloimiseksi ekstruusiotyökalun (2) jälkeen ja ohjausvälineet lämpötilan kontrollointivälineiden säätämiseksi ja ohjaamiseksi siten, että järjestetään eri kohtiin välituotteen poikkileikkausprofiilia erilaiset lämpötila-alueet ennalta määrättyjen lämpötila-alueiden tavoitearvojen mukaisesti ja säädetään välituotteen lämpötilaa poikkileikkausprofiilin eri kohdissa välille 50 - 250 °C, ja muotoilutyökalu (3) perustuu puristukseen, ja laitteisto on järjestetty muodostamaan komposiittituote jatkuvatoimisesti suoraan raaka-aineesta niin, että välituotteen poikkileikkausprofiilin muotoa modifioidaan ja lämpötilaa kontrolloidaan helpottamaan ja nopeuttamaan muodostettavan komposiittituotteen muotoilua.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ekstruusiolaite (1) on kaksiruuvinen ekstruusiolaite.
12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että lämpötilan kontrollointivälineet (4) on sovitettu laitteistoon siten, että lämpötilan kontrollointi ulottuu välituotteen koko poikkileikkausprofiilin yli.
13. Jonkin patenttivaatimuksista 10 - 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että lämpötilan kontrollointivälineisiin (4) kuuluu mittauslaite (7), jäähdytyslaite (5) ja/tai lämmityslaite (8).
14. Jonkin patenttivaatimuksista 10 - 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu ainakin yksi ekstruusiotyökalu (2), jolla aikaansaadaan polymeerin rikastuminen välituotteen pintaan ja jossa on työkalun ylä- ja/tai alaosan pinta muokattu polymeerin rikastumisen aikaansaamiseksi.
15. Jonkin patenttivaatimuksista 10 - 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu ainakin yksi esityöstölaite (6) välituotteen esityöstämiseksi ennen muotoilutyökalua (3) .
16. Jonkin patenttivaatimuksista 10 - 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu ainakin yksi jälkityöstövaihe (9) muodostetun komposiittituotteen työstämiseksi.
17. Jonkin patenttivaatimuksista 10 - 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu jauhinlaite ainakin osan raaka-aineesta jauhamiseksi. PATENTKRAV
FI20105358A 2010-04-08 2010-04-08 Menetelmä ja laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi FI126959B (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105358A FI126959B (fi) 2010-04-08 2010-04-08 Menetelmä ja laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi
CN201180025876.6A CN102905874B (zh) 2010-04-08 2011-04-07 用于制造复合产品的方法和装置
US13/639,680 US20130207291A1 (en) 2010-04-08 2011-04-07 Method and device for fabricating a composite product
EP11765141.4A EP2555913B1 (en) 2010-04-08 2011-04-07 Method and device for fabricating a composite product
ES11765141.4T ES2625335T3 (es) 2010-04-08 2011-04-07 Procedimiento y dispositivo para fabricar un producto de material compuesto
DK11765141.4T DK2555913T3 (en) 2010-04-08 2011-04-07 METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING A COMPOSITE PRODUCT
PCT/FI2011/050301 WO2011124766A1 (en) 2010-04-08 2011-04-07 Method and device for fabricating a composite product
RU2012144779/05A RU2560405C2 (ru) 2010-04-08 2011-04-07 Способ и установка для изготовления композитного изделия
PL11765141T PL2555913T3 (pl) 2010-04-08 2011-04-07 Sposób i urządzenie do wytwarzania produktu kompozytowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105358A FI126959B (fi) 2010-04-08 2010-04-08 Menetelmä ja laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20105358A0 FI20105358A0 (fi) 2010-04-08
FI20105358A FI20105358A (fi) 2011-10-09
FI126959B true FI126959B (fi) 2017-08-31

Family

ID=42133204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105358A FI126959B (fi) 2010-04-08 2010-04-08 Menetelmä ja laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130207291A1 (fi)
EP (1) EP2555913B1 (fi)
CN (1) CN102905874B (fi)
DK (1) DK2555913T3 (fi)
ES (1) ES2625335T3 (fi)
FI (1) FI126959B (fi)
PL (1) PL2555913T3 (fi)
RU (1) RU2560405C2 (fi)
WO (1) WO2011124766A1 (fi)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4105386A (en) * 1973-10-19 1978-08-08 Bellaplast Gmbh Apparatus for the manufacture of thin-walled shaped articles of thermoplastic material
JPS5258693A (en) 1975-11-07 1977-05-14 Sumitomo Chem Co Ltd Heat molding method of plastic corrugated hardboard
DE2938905A1 (de) 1979-09-26 1981-04-16 Bellaplast Gmbh, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zum herstellen von formlingen aus thermoplastischem kunststoff, der sich mittels physikalischer einfluesse, insbesondere temperatureinfluesse, wahlweise in seinem teilkristallinen zustand einstellen laesst
US5106567A (en) 1985-11-27 1992-04-21 Therma-Systems Corporation Method for producing a heat set article of thermoformed polyethylene terephthalate
US4761256A (en) * 1987-01-27 1988-08-02 Eastman Kodak Company Method for producing microcellular foamed plastic material with smooth integral skin
AT393272B (de) * 1989-06-07 1991-09-25 Rettenbacher Markus Dipl Ing Verfahren zur herstellung von extrudierten, direkt expandierten biopolymerprodukten und holzfaserplatten, verpackungs- und isoliermaterialien
CN1141843A (zh) * 1993-11-13 1997-02-05 Srp工业公司 一种生产具有取向成分的热塑性产品的方法
JPH09141726A (ja) * 1995-11-28 1997-06-03 Japan Steel Works Ltd:The 塩化ビニール成形品の押出成形方法および押出成形装置
EP0847845A1 (en) * 1996-12-10 1998-06-17 Hoechst Celanese Corporation Thermoformable sheets having core layer with unmatted, oriented fibers and fiber-free cap layer
US6814905B1 (en) * 1999-12-02 2004-11-09 Associated Packaging Enterprises, Inc. Continuous process and apparatus for making thermoformed articles
WO2002014051A1 (en) * 2000-08-10 2002-02-21 Display Pack, Inc. Method for thermoforming contoured products by using temperature differential
US20020129634A1 (en) * 2001-03-16 2002-09-19 Preco Industries, Inc. Method and apparatus for selective preheating of solid phase pressure formed web or sheet material
WO2003051596A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Pirelli Pneumatici S.P.A Process and apparatus for continuously producing an elastomeric composition
US7691305B2 (en) * 2002-10-15 2010-04-06 Dow Global Technologies, Inc. Articles comprising a fiber-reinforced thermoplastic polymer composition
CA2407880C (en) * 2002-10-26 2011-02-01 Mohini M. Sain Process to manufacture high impact natural composites
DE10360743A1 (de) 2003-12-23 2005-07-28 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Herstellung von Strukturbauteilen aus Faserverbundkunststoffen
US20060244174A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Panterra Engineered Plastics, Inc. Advanced method and apparatus for cost-effectively and continuously producing expanded thermoformable honeycomb materials
JP2008053150A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Asano Laboratories Co Ltd 加熱装置及び加熱方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2560405C2 (ru) 2015-08-20
RU2012144779A (ru) 2014-05-20
ES2625335T3 (es) 2017-07-19
CN102905874B (zh) 2015-06-03
FI20105358A0 (fi) 2010-04-08
PL2555913T3 (pl) 2017-08-31
EP2555913B1 (en) 2017-02-15
US20130207291A1 (en) 2013-08-15
WO2011124766A1 (en) 2011-10-13
DK2555913T3 (en) 2017-05-15
CN102905874A (zh) 2013-01-30
EP2555913A4 (en) 2014-07-02
EP2555913A1 (en) 2013-02-13
FI20105358A (fi) 2011-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4894192A (en) Process for producing molded bodies from paper and a thermoplastic material
EP2069127B1 (en) A die system and a process for extruding cellular, foamed, cellulosic fibrous-polymer composition
US20120077890A1 (en) Composite Building Materials and Methods of Manufacture
CN105799136A (zh) Pvc共挤石塑异型材的生产方法及其加工模具
CN201132378Y (zh) 挤出法制备发泡烯烃聚合物制品的装置
FI126959B (fi) Menetelmä ja laitteisto komposiittituotteen valmistamiseksi
Xanthos et al. Plastics processing
KR101254363B1 (ko) 장섬유강화 열가소성 플라스틱 재질의 프로파일 제조방법및 그 제조장치
WO2012109053A2 (en) Extrusion blow molding apparatus for preparing polyester articles
US9731447B2 (en) Oriented polymer composite article, composition and method of manufacture
Hilliou et al. Production and processing of polymer-based nanocomposites
CN202163067U (zh) 五层可分解或降解的环保纸
RU2597908C1 (ru) Состав кровельно-строительного материала
CN107841155B (zh) 一种麦秸秆/pbs复合材料及其制备方法
CN104669579B (zh) 一种pet多层复合片的制备方法
CN107791533A (zh) 无机合成纸的制造方法
DE68915978T2 (de) Verfahren zum Tiefziehen eines Gegenstandes aus einer thermoplastischen Folie.
FI128146B (fi) Menetelmä komposiittituotteen valmistamiseksi
KR20130063494A (ko) 열가소성 중공품 제조 방법
US20020122941A1 (en) Plastic logs
RU2170669C2 (ru) Способ экструзионного получения изделий
CA2694780A1 (en) Process and die for manufacturing a plastic hollow body
CN111423721A (zh) 一种适应桌面加工环境的滑石粉增强尼龙复合材料及其制备方法和应用
Eyerer et al. Processing (primary forming) of plastics into structural components
CN104893069A (zh) 一种家具用聚乙烯木塑复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 126959

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: WIMAO OY