NO842283L - Fremgangsmaate for stoeping av gjenstander av termoplastisk eller termoherdende materiale, form for bruk ved fremgangsmaaten og anvendelse av fremgangsmaaten til fremstilling av skosaaledeler - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører generelt støping av gjenstander fremstilt av et termoplastisk materiale, hvilken metode også kan anvendes på termoherdende plastmaterialer.

Det er kjent at det ved støping av termoplastiske materialer innsprøytes varmt og fluid materiale i en form i hvilken materialet kjøles ned i en tilstrekkelig grad til å herde eller stivne, i hvert fall hoveddelen av volumet, og at der-etter den støpte gjenstand kan fjernes fra formen uten at overflaten blir ødelagt på grunn av krymping av den del av massen som er utilstrekkelig herdet. For å være i stand til å fjerne gjenstanden fra formen så hurtig som mulig for å

øke brukseffektiviteten for formen, kjøles formen ned, men en kald form er årsaken til en akselerert herding som vanske-liggjør oppfylling av de formdeler som er mest fjerntliggende fra innsprøytningsdysen, og det er kjent f.eks. at de første stykker som sprøytes når man påbegynner arbeidet mens formen fremdeles ikke har nådd sin optimale temperatur, vil ha slike defekter. På kjent måte må derfor innsprøytningsdysen plasseres så nær som mulig til tyngdepunktsenteret for den del som skal støpes og formtemperaturen vil være et kompromiss mellom en kjølehastighet for materialet som er tilstrekkelig langsom til å oppnå en god fylling av formen og en hurtig kjølehastig-het som sikrer en høy støpe-produksjonshastighet.

En annen viktig faktor ved støpeprosessen er gjennom-gangstverrsnittet som er tilgjengelig for det varme materiale mellom begynnelsen og enden av innsprøytningen. I praksis vil det materiale som befinner seg rundt dysen, bli geldannet over en tykkelse som øker med tiden og således reduserer det frie gjennomgangstverrsnitt som er tilgjengelig for strøm-men av innsprøytet varmt materiale som er beregnet på å fylle opp de mest fjerntliggende deler av formhulrommet. Dette fører til forskjellige betingelser for minimumstykkelsen for delen, og det man har forsøkt å oppnå ved den kjente teknikk, er en høy innsprøytningshastighet under et høyt trykk, slik at alle deler kan fylles tilnærmet samtidig og med en konstant tykkelse slik at alle deler av arbeidsstykket, etter at det er fjernet fra formen, vil ha den samme struktur og tykkelse, dvs. den samme herdingsgradient ved alle punkter av sin flate.

Disse støpebetingelser fører, for å oppnå en reduksjon . av varigheten for oppfylling, til en reduksjon av vekten for det støpte arbeidsstykket.

De samme problemer opptrer ved innsprøytning av en termoherdende harpiks i en varm form.

På den annen side er det kjent mange gjenstander av

støpt plastmateriale som omfatter innsatser, hvilke innsatser kan innleires i gjenstandens masse og/eller som kan utgjøre en del av overflaten til den støpte gjenstand, hvorved innsatsen plasseres i formen før den lukkes. Eksempler på slike innsatser er kjent i et stort antall fra fottøy-industien hvor såle-helblokker som skal sveises fast på undersiden av overlæret, eller sålene som tilformes ved direkte sprøytning under overlæret, oppnås ved innsprøytning av et termoplastisk materiale. Slike innsatser kan spesielt ha form av en omhylling eller et skall på den ytre flate av helen eller der kan være innleiret elementer som danner gelenkdelen eller lignende.

Foreliggende oppfinnelse er basert på iakttagelser ifølge hvilke det ved slike fremstillingsmetoder anbringes en ny innsats i formen før hver sprøytestøping av en gjenstand og hvorved gjenstanden derved kan ha en temperatur som er merkbart forskjellig fra formens temperatur. Videre blir slike innsatser ofte for-støpt i et stivt plastmateriale og har derfor en temmelig høy termisk isolasjonskoeffisient.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å beherske geldanningen eller herdingen av termoplast eller termoherdende materiale som innsprøytes i formhulrommet for således å unngå en for tidlig herding som vil kunne vanskeliggjøre oppfyllingen av formen.

Denne hensikt oppnås i henhold til oppfinnelsen ved

at innsatsen benyttes for styring av strømningsdiffusjonen av materialet som sprøytes inn i formhulrommet for således å forsinke dets kontakt med veggene i formhulrommet, som

har en temperatur som vil akselerere væske-faststoffomformingen for det innsprøytede materiale.

En slik diffusjon kan styres ved at det inne i innsatsen anbringes en kanal eller et nettverk av kanaler som forlenger innsprøytningsdysen for å nå de forskjellige punkter av innsatsen som er fordelt på innsiden av formvolumet.

En typisk anvendelse av denne første utførelse av oppfinnelsen er tilfellet av en skosåle som omfatter en hel med en innsats av polystyren eller ABS-harpiks hvis omkrets simulerer lær, hvilken innsats er stivt forbundet med sålen ved hjelp av det innsprøytede termoplastmateriale som danner sålen. Hvis plastmaterialet sprøytes inn på vanlig måte gjennom toppen av formen i tilfellet av en for-støpt såleenhet eller gjennom omhyllingen eller kappen i tilfellet av en såle støpt ved direkte sprøyting under overlæret, vil problemene med korrekt oppfylling av hulrommet som er tilveiebragt i innsatsen for dannelse av en fast forbindelse med massen i sålen av termoplast, kunne opptre fordi materialet begynner å herdes når det kommer i kontakt med de kalde vegger som omgir inn-sprøytningsdysen, og det iakttas ofte områder hvor det mangler materiale.

Ved en slik fremstilling og i samsvar med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benyttes en form med et hulrom som har form av en såle-helenhet, og en innsats anbringes i den del som svarer til helen, hvilken innsats passer tett i formhulrommet, hvilken hel er utstyrt med en gjennomgående kanal som forbinder den øvre flate av innsatsen med dens basis,

og hele massen til det materiale som fyller formhulrommet som svarer til sålen og til kanalen i helen, innsprøytes gjennom basisen av delen i formhulrommet som svarer til helen, ved bruk av den gjennomgående kanal som innsprøytningskanal for fylling av den del av hulrommet som svarer til sålen.

Med denne utførelse begynner det innsprøytede materiale å kjøles ned hurtig bare når det befinner seg utenfor den gjennomgående kanal i innsatsen og når.det kommer i kontakt med den metalliske del av formen.

Diffusjonen kan også styres ved å utstyre innsatsen

med avbøyde flater som avbøyer strømmen av innsprøytet materiale mot de mindre reaktive deler, resp. formdelene som er mindre kalde eller mindre varme i samsvar med om det benyttes en termoplast eller et termoherdende materiale.

Dette trekk kan kombineres med det. første, særlig i det tilfelle hvor en del av formen ikke kjøles ned, f.eks. i det tilfelle hvor formen lukkes med en formdel som bærer overlæret og innersålen i en sko, hvis såle skal støpes. I et slikt tilfelle blir helinnsatsen utstyrt med en gelenkdel som avbøyer en del av strømmen som kommer fra kanalen i innsatsen mot innersålens flate som forer flaten til den formdel som lukker formen.

Endelig kan innsatsen også i sin flate som vender mot

en kjølt eller oppvarmet formflate, innbefatte en hul kanal eller et nettverk av hule kanaler som danner en strømnings-bane for det fluide materiale når lagene er i kontakt med formen og allerede har dannet gel i samme seksjon.

Med en gitt strømningshastighet for det innsprøytede materiale vil oppfinnelsen også tillate innsprøytning av et større volum uten risiko for oppfyllingsdefekter, eller reduksjon eller økning av temperaturen av formen for å akselerere geldannelsen eller herdingen og for å øke produk-sjonshastigheten.

Formen for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den omfatter innretninger for anbringelse og festing i f ormhulrommet av .en innsats som innbefatter minst én gjennomgående kanal slik at kanalen kan forbindes med innsprøytningskanalen for formen.

Formen for fremstilling av en såle-helenhet for en sko innbefatter på kjent måte et hulrom i form av den såle-helenhet- som skal oppnås, hvorved en del av hulrommet er tilpasset til formen for helinnsatsen, og er kjennetegnet ved at den del av hulrommet som svarer til sålen, er forlenget over den del av hulrommet som svarer til helen, hvorved innsprøyt-ningskanalen åpner til bunnen av hulrommet som svarer til helen.

Ifølge et videre trekk ved oppfinnelsen er innsprøytnings-kanalen forlenget på innsiden av helhulrommet med et innsprøyt-ningsskaft.

Ifølge et foretrukket utførelseseksempel og for å feste heler med forskjellig form under samme såle, hvorved det må benyttes innsatser med forskjellige former, er en utskiftbar del montert i den del av formhulrommet som svaret til helen for å tilpasse formhulrommet til innsatsens form.

I et slikt tilfelle og for å tilveiebringe en korrekt forbindelse mellom innsatskanalen og skaftet som danner enden av innsprøytningskanalen,' er innsprøytningsskaf tet fortrinnsvis anbragt i en løsbar blokk med kanaler som danner forbindelse mellom skaft og innsprøytningskanal.

På grunn av den tette innpasning av innsatsen i formhulrommet kan fjerningen fra formen synes vanskelig, og det er grunnen til at formen i henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er utstyrt med en innsprøytningskanal for trykkluft som har en åpning i nærheten av bunnen av helhulrommet .

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel for fremstilling av sko ved direkte sprøyting, hvilket eksempel er illustrert på tegningen, som viser: fig. 1 et aksialsnitt av formen før sprøytingen, hvorved snittet er ført langs linjen I-l på fig. 2,

fig. 2 et planriss av formen som sådan, og

fig. 3 et detaljriss av innsatsen som dannes av hel

og gelenk.

På tegningene viser henvisningstallet 1 til en formblokk som passer tett inn på innsiden av en krone som er dannet av to halv-skall 2a, 2b. Den øvre flate på blokken har en flate 3 som bestemmer og former den nedre flate til såle-basisen, og bakenfor sistnevnte er det et hulrom 4 i hvilket det er anbragt og fastholdt ved hjelp av ikke viste innretninger en utskiftbar foring 5 som selv har et hulrom 6 hvis frontflate er forbundet med flaten 3 og hvis form er direkte tilpasset til formen for helinnsatsen 7, som på kjent måte danner i hvert fall den ytre synlige flate av helen. Halvskallene 2 bestemmer med deres indre vegger 8 sålens side-flater .

Formhulrommet er lukket av en lest 9 på hvilken det

er anbragt et overlær 10 og innersålen 11. Kanten på overlæret er festet mellom lesten 9 og de øvre kanter på innerveggen 8 til halvskallene 2.

Ifølge oppfinnelsen blir innsprøytningen i formhulrommet gjennomført via innsprøytningskanalen 12 som har en fpr-bindelsesnippel 13. Kanalen 12 og nippelen 13 er utformet av de halvsylindriske hulrom i de samvirkende flater i halvskallene 2. Kanalen 12 er forlenget med en kanal 14 i blokken 1 og med kanaler i en utskiftbar innsprøytningsdel 15. Nevnte innsprøytningsblokk 15 er festet i et hulrom med tilsvarende form i bunnen av hulrommet 4 i blokken, f.eks. ved hjelp av en skrue 16. Den innbefatter en kanal 17 som forlenger kanalen 14 og et skaft eller en tapp 18 som står opp fra hulrommet 4 og er parallelt til formuttagningsretningen. Skaftet 18 innbefatter en kjeglestumpformet kanal 19 som

ved sin mindre grunnflate er forbundet med kanalen 17 for dannelsen av en automatisk avskjæring av innsprøytnings-strengen.

Utskiftbarheten for innsprøytningsblokken 15 og foringen 5 tillater bruk av den samme form for sko med samme såleform, men forskjellige heler, og således for innsatser 7 med forskjellig form.

Ifølge oppfinnelsen omfatter innsatsen 7, som i foreliggende tilfelle er utformet som en på forhånd støpt hel, f.eks. av poly(akrylnitril-butadien-styren) og sammensatt med en gelenkdel 20, en gjennomgående kanal 21 som er utformet for å passe nøyaktig på innsiden av innsprøytningsskaftet 18. Kanalen 21 munner via en åpning i den smale del 22 på

den øvre flate av innsatsen 2 i formhulrommet. Gelenkdelen

20 er plassert motsatt til åpningen og har et tverrsnitt som danner en renne 23 som er rettet mot den nedre flate av formen.

Ved en slik form blir blokken 1 og skallene 2 i det vesentlige nedkjølt enten av indre vannsirkulasjonskretser eller ved direkte kontakt med presseplater, som på sin side blir nedkjølt. Flatene 3 og 11 er derfor relativt kalde, mens flatene som dannes av den indre såle 11, helinnsatsen 7 og gelenkdelen 20, befinner seg ved romtémperatur og er fremstilt av materialer som er dårligere varmeledere enn metallformen.

Det varme termoplastmateriale, vanligvis polyvinylklorid, som sprøytes inn gjennom kanalen 21, er, når det kommer ut, rettet mot flaten på den indre såle 11, og strømmen blir også avbøyét mot den indre såle av rennen 23. Geldannelsen er hurtigere i kontakt med flatene 3 og 11 og skrider frem fra sistnevnte flate mot innsiden av formhulrommet, slik at det sikres en god oppfylling av formhulrommet selv hvis veggene 3 og 11 blir overkjølt, da rennen 23 i gelenkdelen 20 danner en innsprøytningskanal som er relativt varmeisolert og oppvarmes av varmeutveksling med strømmen av varmt materiale, samtidig som kanalen ender i det vesentlige ved tyngdepunktsenteret for innsprøytningshulrommet.

For at støpingen, som kunne være mer vanskelig på grunn av det faktum at innsatsen 7 tvinges til samvirke med den indre foring 5 og derfor kan blokkeres på grunn av termisk ekspansjon, skal være lettere å gjennomføre, munner en kanal 25 (fig. 2) i bunnen av hulrommet 6 og kan forbindes med en trykkluftkilde for utstøting av helen 7 fra hulrommet 6.

Skoen ferdigstilles ved festing av en heltapp, hvilken heltapp festes ved å tvinges til å samvirke med sin hule sylindriske stamme i det hulrom som gjenblir etter innsprøyt-ningsskaftet etter uttak av formen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for støping av gjenstander av termoplastisk eller termoherdende materiale, omfattende en innsats,karakterisert vedat innsatsen benyttes for styring av strømningsfordelingen av det materiale som sprøytes inn i formhulrommet, for derved å forsinke kontakten med de vegger av formhulrommet som befinner seg ved en temperatur som vil akselerere væske-faststoffomformingen av det innsprøytede materiale.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at fordelingen av det materiale som sprøytes inn i formhulrommet, styres ved at det inne i innsatsen anordnes en kanal eller et nettverk av kanaler som forlenger innsprøyt-ningsdysen for å nå forskjellige punkter av innsatsen som er fordelt på innsiden av formvolumet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at fordelingen av materialstrømmen som sprøytes inn i formhulrommet styres ved å utstyre innsatsen med avbøyende flater som avbøyer strømmene av innsprøytet materiale mot deler som er mindre reaktive, resp. de f.ormdeler som er mindre kalde eller mindre varme, avhengig av om det anvendes en termoplast eller et termoherdende materiale.

4. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge et eller flere av kravene 1-3 for forming av en skosåle, omfattende en hel med en for-støpt omkretsinnsats, hvor innsatsen blir stivt forbundet med sålen ved hjelp av .innsprøytet termoplast som danner sålen,karakterisert vedat det anvendes en form med et hulrom i form av en såle-helenhet og at innsatsen anbringes i den del som svarer til helen og som passer inn i formhulrommet, hvorved helen utstyres med en gjennomgående kanal som forbinder den øvre flate av innsatsen med dens basis og at den samlede materialmasse som fyller formhulrommet som svarer til sålen og til kanalen i helen, innsprøytes gjennom basisen av delen i formhulrommet som svarer til helen, ved bruk av den gjennomgående kanal som innsprøytningskanal for fylling av den del av hulrommet som svarer til sålen.

5. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 for støping av en såle ved direkte sprøyting under et overlær som bæres av en lest som lukker formhulrommet,karakterisert vedat helen er utstyrt med en gelenkdel som avbøyer en del av strømmen som kommer fra kanalen i innsatsen mot innersåleflaten som forer flaten på lesten som lukker formen.

6. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge krav 5,karakterisert vedat innsatsen innbefatter i sin flate som er vendt mot en kjølt eller oppvarmet flate i formen, en hul kanal eller et nettverk av hule kanaler som danner en strømningsbane for det fluide materiale når lagene som er i kontakt med formen og i den samme del^ allerede er geldannet.

7. Form for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1,karakterisert vedat den omfatter innretninger for i formhulrommet å anbringe og feste en innsats som innbefatter minst én gjennomgående kanal, slik at kanalen kan forbindes med formens innsprøytningskanal.

8. Form ifølge krav 7, for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge kravene 4-6, som på kjent måte har et hulrom med form av en såle-helenhet med ønsket utseende, hvor en del av hulrommet er tilpasset til formen for helinnsatsen,karakterisert vedat den del av hulrommet som svarer til sålen, er forlenget over delen av hulrommet som svarer til helen, og at innsprøytningskanalen munner i bunnen av hulrommet som svarer til helen.

9. Form ifølge krav 8,karakterisert vedat innsprøytningskanalen er forlenget på innsiden av helhul- - rommet med et innsprøytningsskaft.

10. Form ifølge krav 8,karakterisert vedat det for å feste heler med forskjellig form under samme såle og således bruke innsatser med forskjellig form, er anbragt et utskiftbart stykke i den del av hulrommet som svarer til helen for å tilpasse formhulrommet til innsatsens form.

11. Form ifølge krav 10,karakterisert vedat innsprøytningsskaftet,bæres,av en.løsbar .blokk tmedK kanaler som danner forbindelse mellom skaftet og innsprøytningskanalen.

12. Form ifølge krav 8,karakterisert vedat den er utstyrt med en innsprøytningskanal for trykkluft, som munner i nærheten av bunnen av helhulrommet.