Способ и устройство для получения щетинок - RU2004124933A

Реферат

1. Способ получения щетинки из термопластичных полимеров литьем под давлением, в котором расплав полимера впрыскивают под давлением в формующий щетинку канал (2) заданной длины, имеющий заданную форму поперечного сечения по этой длине и продуваемый в процессе литья под давлением, при этом создается сдвиговый поток с высокой скоростью в середине потока расплава полимера и большим сдвиговым эффектом за счет трения расплава полимера о стенку при четко выраженной продольной ориентации молекул полимера, по меньшей мере, в зоне расплава полимера вблизи стенки, с одновременной продувкой канала по его длине, отличающийся тем, что давление впрыска, воздействующее на расплав полимера, устанавливают в зависимости от формы поперечного сечения формующего щетинку канала предпочтительно не менее 500 бар (0,5·10⁵ кПа), а отношение наибольшей ширины поперечного сечения формующего щетинку канала к длине канала выбирают в пределах < 1:10, поддерживая тем самым продольную ориентацию молекул полимера по длине канала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление впрыска устанавливают от 2000 до 5000 бар (2-5· 10⁵ кПа).

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что давление впрыска устанавливают таким, что удельное давление расплава полимера в формующем щетинку канале составляет более 300 бар (0,3·10⁵ кПа).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при данной форме поперечного сечения и длине формующего щетинку канала давление впрыска устанавливают таким, чтобы поддерживать образование кристаллических зародышей между соседними продольно ориентированными молекулярными зонами.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что формующий щетинку канал охлаждают.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что формующий щетинку канал продувают в поперечном направлении к потоку расплава полимера.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что формующий щетинку канал продувают в нескольких плоскостях, расположенных поперечно к направлению потока расплава полимера.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что формующий щетинку канал продувают по его длине в плоскостях, приблизительно равно отстоящих друг от друга.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух из формующего щетинку канала вытесняют давлением потока расплава полимера.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что канал продувают с помощью внешнего разрежения.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав полимера впрыскивают в формующий щетинку канал, поперечное сечение которого остается по существу неизменным, начиная со стороны впрыска.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав полимера впрыскивают в формующий щетинку канал, поперечное сечение которого практически непрерывно сужается, начиная со стороны впрыска.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав полимера впрыскивают в зону подачи, которая сужается подобно соплу в сторону формующего щетинку канала для образования продолжающегося потока.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав полимера впрыскивают в формующий щетинку канал, поперечное сечение которого имеет, по меньшей мере, одну дискретность в виде сужения в направлении потока расплава полимера.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение формующего щетинку канала выбирают с максимальной шириной 3 мм.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение наибольшей ширины к длине канала выбирают в пределах 1:250.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав полимера одновременно впрыскивают в несколько соседних формующих щетинки каналов, получая соответствующее количество щетинок.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что расплав полимера впрыскивают в соседние формующие щетинки каналы, одновременно образуя соединение между, по меньшей мере, двумя щетинками.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что расплав полимера впрыскивают с образованием основания щетинок, соединяющего щетинки и образующего корпус щетки.

20. Способ по п.17, отличающийся тем, что после отливания щетинок впрыскивают расплав другого полимера, образуя соединение между, по меньшей мере, двумя щетинками.

21. Способ по п.17, отличающийся тем, что расплав полимера впрыскивают с образованием основания щетинок, соединяющего, по меньшей мере, две или более щетинок.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что в основание щетинок впрыскивают, по меньшей мере, еще один расплав другого полимера.

23. Способ по п.17, отличающийся тем, что отливают несколько щетинок различной длины.

24. Способ по п.17, отличающийся тем, что отливают несколько щетинок различного поперечного сечения.

25. Способ по п.17, отличающийся тем, что отливают несколько щетинок, поперечное сечение которых изменяется по их длине.

26. Способ по п.17, отличающийся тем, что отливают некоторое число щетинок с параллельной взаимной ориентацией.

27. Способ по п.17, отличающийся тем, что по меньшей мере, часть щетинок отливают не параллельно.

28. Способ по п.17, отличающийся тем, что получают щетинки с одинаковой геометрией, но различной упругостью при изгибе (жесткостью), литьем различных расплавов полимеров в одних и тех же формовочных каналах.

29. Способ по п.1, отличающийся тем, что отливают щетинки из полимера или смеси полимеров, обладающих пониженными силами вторичного связывания в отверделом состоянии.

30. Способ по п.1, отличающийся тем, что отливают щетинки из полимера, включающего добавки, которые активизируются при пользовании.

31. Устройство для литья под давлением щетинок из термопластичных полимеров, содержащее средство для создания давления впрыска и литьевую форму (1), имеющую, по меньшей мере, один канал подачи (3) расплава полимера и, по меньшей мере, одну полость в виде формовочного канала (2), имеющего контур, соответствующий по длине и форме поперечного сечения получаемой щетинке (9), причем формовочный канал (2) снабжен связанным с ним продувочным средством для отвода воздуха, вытесненного в ходе литья под давлением, а продувочное средство имеет продувочные поперечные сечения (13), распределенные по длине формовочного канала, отличающееся тем, что средство давления впрыска выполнено для создания давления, по меньшей мере, 500 бар (0,5х10⁵ кПа), а отношение наибольшей ширины поперечного сечения формовочного канала (2) к длине канала <1:10, что позволяет установить сдвиговый поток с высокой скоростью в середине расплава полимера и большим сдвиговым эффектом у стенке формовочного канала.

32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что средство для создания давления впрыска выполнено так, что давления впрыска могут быть установлены от 2000 до 5000 бар (2-5·10⁵ кПа) в зависимости от длины и формы поперечного сечения формовочного канала.

33. Устройство по одному из пп.31 и 32, отличающееся тем, что средство для создания давления впрыска и поперечные сечения продувки на формовочном канале выполнены так, что расплав полимера в формовочном канале имеет удельное давление, по меньшей мере, 300 бар (0,3·10⁵ кПа).

34. Устройство по п.31, отличающееся тем, что давление впрыска может регулироваться в зависимости от длины и формы поперечного сечения формовочного канала.

35. Устройство по п.31, отличающееся тем, что продувочное средство снабжено продувочными поперечными сечениями, которые могут регулироваться в зависимости от удельного давления.

36. Устройство по п.31, отличающееся тем, что литьевая форма с формовочным каналом содержит ассоциированный хладагент.

37. Устройство по п.36, отличающееся тем, что формовочный канал в литьевой форме содержит ассоциированный хладагент.

38. Устройство по п.31, отличающееся тем, что литьевая форма состоит из нескольких формующих плит, которые уложены рядами поперек продольного направления формовочного канала и каждая из которых определяет один из продольных участков формовочного канала.

39. Устройство по п.38, отличающееся тем, что продувочные средства выполнены на формующих плитах.

40. Устройство по п.39, отличающееся тем, что продувочные средства выполнены между обращенными друг к другу опорными поверхностями формующих плит.

41. Устройство по п.40, отличающееся тем, что продувочные средства образованы зазорами между обращенными друг к другу поверхностями формующих плит.

42. Устройство по п.40, отличающееся тем, что продувочные средства образованы неровностями на поверхностях формующих плит.

43. Устройство по п.31, отличающееся тем, что продувочные средства имеют поперечные сечения шириной от 5 до 300 мкм на формообразующей поверхности формовочного канала.

44. Устройство по п.31, отличающееся тем, что продувочные средства имеют поперечные продувочные сечения, расширяющиеся наружу от формообразующей поверхности формовочного канала.

45. Устройство по п.31, отличающееся тем, что продувочные средства соединены с внешним источником разрежения.

46. Устройство по п.31, отличающееся тем, что формовочный канал имеет поперечное сечение, которое остается преимущественно постоянным по его длине.

47. Устройство по п.31, отличающееся тем, что формовочный канал имеет поперечное сечение, которое преимущественно равномерно сужается к его концу.

48. Устройство по п.47, отличающееся тем, что формовочный канал имеет линейную ось и сужается под углом менее 1,0^о (уклон литьевой формы).

49. Устройство по п.31, отличающееся тем, что формовочный канал имеет поперечное сечение, прерывисто сужающееся к его концу.

50. Устройство по п.31, отличающееся тем, что наибольшая ширина поперечного сечения формовочного канала составляет 3 мм.

51. Устройство по п.31, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна формующая плита со стороны впрыска, имеющая уширение, которое сужается в сторону формовочного канала, соединена с формовочным каналом выше по его ходу со стороны, обращенной к каналу подачи.

52. Устройство по п.31, отличающееся тем, что отношение наибольшей ширины поперечного сечения формовочного канала к его длине составляет от 1:10 до 1:1000.

53. Устройство по п.31, отличающееся тем, что количество и толщина формующих плит подобраны соответственно длине формовочного канала.

54. Устройство по п.31, отличающееся тем, что количество формующих плит обратно пропорционально отношению наибольшего внутреннего диаметра поперечного сечения к длине формовочного канала.

55. Устройство по п.31, отличающееся тем, что формующие плиты имеют толщину, приблизительно равную 3-15 средним диаметрам формовочного канала.

56. Устройство по п.31, отличающееся тем, что формующие плиты могут перемещаться перпендикулярно к плоскости плиты по одной или группами.

57. Устройство по п.31, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые формующие плиты могут смещаться параллельно соседним формующим плитам.

58. Устройство по одному из пп.56 и 57, отличающееся тем, что формующие плиты могут поочередно удаляться по одной или группами.

59. Устройство по п.56, отличающееся тем, что при извлечении из формы формующая плита, обращенная к каналу подачи, может удаляться последней.

60. Устройство по п.31, отличающееся тем, что литьевая форма имеет формовочные каналы различной длины и/или различной формы поперечного сечения.

61. Устройство по п.31, отличающееся тем, что стандартная конструкция литьевой формы для получения щетинок заданной длины содержит стандартное для данной литьевой формы количество формующих плит и стандартное количество формующих плит может удаляться или вставляться для изменения длины щетинки.

62. Устройство по п.31, отличающееся тем, что литьевая форма содержит формовочные каналы с центральной осью, проходящей под углом с наклоном относительно направления движения формующих плит, а каждая формующая плита имеет продольное сечение формовочного канала, размеры которого обеспечивают извлечение из литьевой формы путем последовательного удаления отдельных формующих плит, несмотря на угловое отклонение.

63. Устройство по п.31, отличающееся тем, что литьевая форма содержит формовочные каналы с центральной осью, криволинейной по отношению к направлению движения формующих плит, а каждая формующая плита имеет продольный участок формовочного канала, размеры которого обеспечивают извлечение из литьевой формы путем последовательного подъема отдельных формующих плит, в зависимости от кривизны.

64. Устройство по п.31, отличающееся тем, что литьевая форма содержит, по меньшей мере, одну формующую плиту, которая может смещаться в своей плоскости относительно соседних формующих плит, образуя после литьевого формования щетинок зажимное средство для всех щетинок, которое воздействует на соответствующую часть длины формовочного канала.

65. Устройство по п.64, отличающееся тем, что формующие плиты, образующие зажимное средство, могут перемещаться в направлении удаления и в противоположном направлении.

66. Устройство по одному из пп.64 и 65, отличающееся тем, что формующие плиты, образующие зажимное средство, являются съемными вместе с зажатыми щетинками после извлечения из литьевой формы, и служат для пространственного перемещения щетинок.

67. Устройство по п.64, отличающееся тем, что формующие плиты, образующие зажимное средство, имеют возможность быть удаленными и замещенными пакетом таких же формующих плит с целью обновления комплектности литьевой формы в следующем цикле литья.

68. Устройство по п.31, отличающееся тем, что литьевая форма состоит из, по меньшей мере, двух групп формующих плит, каждая из которых имеет по одному зажимному средству, при этом первая группа содержит часть формовочного канала, включая его конец, а другие группы образуют остальную часть формовочного канала с тем, что первая группа может быть позже удалена от второй группы, а вторая группа от последующих групп так, что процесс литья разделяется на ряд циклов литья под давлением, соответствующих количеству групп, благодаря чему в закрытом исходном положении литьевой формы расплав полимера впрыскивается в первом цикле литья под давлением в цельный формовочный канал, после чего первая группа может быть удалена от других, перенося при этом заготовку посредством зажимного средства, причем путь удаления короче длины заготовки, далее в ходе второго цикла литья дополнительный расплав полимера впрыскивается в освободившийся продольный участок формовочного канала в следующих группах, и стадии впрыск-удаление повторяются вплоть до удаления предпоследней группы от последней группы с получением щетинок большей длины, чем длина формовочного канала, и, при желании, из разных полимеров.

69. Устройство по п.31, отличающееся тем, что, по меньшей мере, формующая плита, образующая контур формы в конце формовочного канала, является сменной на формующую плиту, имеющую другой контур формы, для получения щетинок, концы которых имеют различную форму.

70. Устройство по п.31, отличающееся тем, что, по меньшей мере, формующая плита, образующая контур формы в конце формовочного канала, может быть заменена формующей плитой с различными продольными участками формовочных каналов.

71. Устройство по п.31, отличающееся тем, что полость формы, соединяющая два или более формовочных каналов, расположена между каналом подачи и формовочными каналами литьевой формы, образуя соединение между щетинками.

72. Устройство по п.71, отличающееся тем, что полость формы имеет конструкцию, позволяющую получать опору, соединяющую все щетинки.

73. Устройство по одному из пп.71 и 72, отличающееся тем, что полость литьевой формы имеет конструкцию, позволяющую получать корпус щетки или кисти либо его часть.

74. Устройство по п.71, отличающееся тем, что полость литьевой формы имеет конструкцию, позволяющую получать корпус щетки или кисти либо его часть в виде многокомпонентной структуры из различных полимеров.