202436. lajstromszámú szabadalom • Eljárás műanyagtestek előállítására
1 HU 202436 A 2 A találmány műanyag testek előállítására vonatkozik, melynél a műanyag test eltérő tulajdonságú részekkel rendelkezik. Az általánosan ismert és széleskörben használt műanyag testek, használati tárgyak egy részénél ismert az a fizikai jelenség, hogy nagy különbségű hűtési sebességgel alapvetően két fizikai tulajdonság hozható létre anyagukban. A szakirodalomból ismert hogy a polimerek a fizikai szerkezet és a molekula hómozgásának jellegétől függően kétféle fizikai állapotban lehetnek. Szerkezetük szerint a polimerek rendezetlen (amorf) állapotúak, vagy rendezett, kristályos szerkezetűek lehetnek. A különféle fizikai állapotok nem azonosak a fázis- és halmazállapottal. A hőmérséklet változással a polimerek egyik fizikai állapotból a másikba mehetnek át. A polimer megfelelő gyorsasággal lehűthető úgy, hogy a kristályos állapot teljesen elkerülhető. A kristályosodás sebessége a kristályossági fokot és a kialakuló kristályszerkezetet befolyásolja, s ez utóbbitól erősen függ a polimer makroszkopikus tulajdonsága, ezzel együtt mechanikai tulajdonsága is. A polimerben ez a két fizikai állapot különböző mechanikai jellemzőkkel jelentkezik. A hűtési sebesség befolyásolásával a műanyag testeket dinamikus, vagy a statikus terhelés elviselésére alkalmassá lehet elkészíteni. A műanyagféleségeknél általában nem lehet olyan szerkezeti anyagképet biztosítani, ami úgy a dinamikus, mint a statikus terhelés elviselésére alkalmassá tenné az öntött, ill. sajtolt műanyag testeket. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amelynek alkalmazásával olyan műanyag testek állíthatók elő polimerekből, amelyek úgy a dinamikus, mint a statikus igénybevételnek egyaránt megfelelnek. A találmány alapja az a felismerés, hogy amennyiben az öntött-sajtolt polimer műanyagtest szelvényében a hűtési folyamatot a szelvényen belül irányítani tudjuk, úgy olyan kedvező mechanikai tulajdonságot tudunk biztosítani, ami a készített termék dinamikus és statikus igénybevételét egyaránt kielégíti. A találmány eljárás műanyag testek egyetlen öntő-sajtoló formában, egyazon műanyagból való előállítására, melynél az előállítandó terméknek mechanikai tulajdonságaival szemben támasztott követelmények a szelvény két határoló felületén eltérőek, és meghatározója, hogy a mintegy 170-180 °C-os raegömlesztett műanyagot olyan kétrészes szerszámba sajtoljuk, melynél a műanyag kristályosodási fokát, azaz az üvegesedési hőmérséklet és az olvadáspont közötti hőmérsékletkülönbséget a műanyag szerszám egyik felének hóntartásával, a másik felének hirtelen hűtésével oly módon biztosítjuk, hogy a szerszám mindkét felén hőcserélő elemeket, pl. járatokat alakítunk ki és az egyik fél járataival lassú, a másik fél járataival intenzív hőelvonást eszközlünk, min. 80 °C, illetve max. 5 °C hőmérsékletű folyékony közegek áramoltatása útján. A találmány előnye, hogy mechanikailag kevésbé alkalmas polimerből az igénybevételnek megfelelő szilárdságú, tartós teherviselést kielégítő műanyag termékeket lehet előállítani, melyet korábban igényesebb és drágább műanyagféleségekból lehetett előállítani. A továbbiakban a találmány szerinti eljárás foganatositási módját részletesen is ismertetjük. A kristályosodás körülményeinek célszerű megválasztásával ki tudjuk alakítani a polimer felhasználása szempontjából legkedvezőbb mechanikai tulajdonságot oly módon, hogy a kristályos polimerek feldolgozása az ömledék és a szerszámok hőmérsékletét, a hűtési viszonyokat és a feldolgozási ciklusok idejét megfelelően választjuk meg. Polipropilénből akarunk dinamikus és statikus teherviselő elemet készíteni, választott példaként. Az említett két fizikai állapotban a kristályos részek megfelelő szilárdságot, az elasztikus állapotú amorf részek pedig kiváló rugalmasságot biztosítanak a találmány szerint készített terméknek. A szilárdsági viszonyokat erősen befolyásolja a lehűtés sebességével kialakítható zsugor, illetve utózsugor. A gyors hűtéssel együtt jár, hogy a zsugor kisebb lesz, mig a lassúbb hűtésnél nagyobb. Ezt a körülményt a találmány szerint a szerszám tervezésénél figyelembe vesszük. A tartós terhelésnek kitett műanyag termék gyártásakor a hűtési viszonyokat magában a szerszámban teljesen szabályozható (kézben tartható) módon választjuk meg, ezáltal a készülő termék szerkezetében optimális arányban helyezkednek el a kristályos és az amorf szelvények. A hőfolyamatok szabályozását a szerszámban különlegesen kiképzett hőcserélő furatok beépítésével, a hűtővíz hőfokának szabályozásával (pl. hútöaggregát közbeiktatásával, temperáló egység felszerelésével), valamint beépített automata hegesztő és szabályzórendszerek használatával érjük el, illetve valósítjuk meg. A sertéstartó batériákba használt műanyag taposórács eredeti szilárdságánál fogva csak olyan rendszerekhez alkalmas, amelyben a nagysúlyú anyaállatok tartására külön fém-merevitöket alkalmazunk teherviselőként. A találmány szerinti eljárással készült taposórács alkalmas a rendkívüli nagy fajlagos (és egyben dinamikus) terhelés elviselésére is. A továbbiakban a találmány szerinti eljárást példaként az 1. ábra segítségével niu-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
