”Hyvä Tietää Muovista” -sarjan etenee prototyyppimuottien ja prototyyppien valmistamisen ainetta lisäävillä menetelmillä jälkeen raaka-aineen valintaan. Ensimmäisenä käsitellään raaka-aineen valintametodiikkaa.

Teksti Ulf Bruder / Brucon Ab, käännös Erik Lähteenmäki / Polymerik Oy.

  • Asetettaessa tuottelle tai pakkaukselle pantti, vähenee roskaamisen riski ja samalla edistetään kierrätystä. Tulevaisuudessa tämä tulee lisäänymään.
  • Teknisten ruiskuvalukappaleiden merkintätapa. Merkitty materiaali on polyamidi 66. Mikäli raaka-aine olisi lisäksi sisältänyt lasikuitua, olisi sekin ilmennyt merkinnästä esim. polyesteri jossa 30% lasikuitua merkitään: >PBT GF30<. Polyamidikappaleen merkintää alemman kuvan mukaisesti esiintyy myöskin, mutta ei niin usein.
  • Kun puhelimen kuoreen valitaan raaka-aine, on yksi avainvaatimuksista että signaalin vaimennus antennin kohdalla on mahdollisimman alhainen, jotta kuuluvuus ei kärsi.
  • Kuvassa henkilöauton etuvalo. Heijastava osa on valmistettu termoplastisesta polyesteristä PBT joka kestää korkeita lämpötiloja, sillä on hyvä pinnan laatu ja se voidaan metalloida. Etuvalon lasi valmistetaan polykarbonaatista, jolla on hyvä iskulujuus ja läpinäkyvyys. Naarmuuntumiskeston, UV-suojan ja liuottimien keston parantamiseksi lasin pinta suojataan siloksaanikerroksella.
  • S-merkintä pakkausetiketin vasemmassa kulmassa kertoo että pakkauksen tuote on valmistettu raaka-aineesta, joka täyttää vaatimukset sähköisestä eristävyydestä annetulla teholla (3680W).
  • Hyvän otteen varmistamiseksi on kuulakärkikynän päällä olevassa punaisessa raaka-aineessa hyvä tartuntakitka.
  • Mikäli muovituotteeseen halutaan nahkaa tai tekstiiliä muistuttava pinta, tehdään se etsaamalla kuvio muotin pintaan. Kuvassa konttorituolin käsinoja.
  • Kuvassa asetaalista valmistettuja ketjulenkkejä. Lisäämällä fluorimuovia tai silikonia voidaan sekä kitka- että kulumisominaisuuksia parantaa merkittävästi. Kuva: Flexlink
  • Polyamidista valmistettu kappale, jossa on matta kipinäpinta. Kipinöimällä muotti voidaan pinnanlaatua hallita paremmin kuin hiekkapuhaltamalla.
  • Henkilöauton ovipaneeleja valmistettuna mustaksi läpivärjätystä PMMA raaka-aineesta. Pinta on kerkeakiiltoinen n.k. A-pinta.

Tässä osassa kestomuovista valmistettujen tuotteiden tavallisimpien ominaisuuksien määrittely päättyy. Alkuperäisteoksessa osa on niin pitkä että se oli pakko jakaa kolmaan osaan.

12. Pinnan ominaisuuudet

Samalla tavalla kuin muovin värjääminen on hyvä lisäarvo valmistettaessa muovituotteita, voi vapaus valita pinnan rakenne olla suureksi hyödyksi. Valittavissa on kaikki korkekiiltoisen (n.k. A-pinta) ja kuvioidun pinnan (esim. nahkakuvio) välillä.

Mitä paremmin virtaavaa (sulan viskositeetti) raaka-aine on, sitä helpompaa on saada korkeakiiltoinen pinta. Termoplastisella polyesterillä on alhainen sulaviskositeetti ja vielä jopa 30–40 % lasikuidulla täytettynä voidaan pintaan saada hyvä kiilto.

Haluttaessa matta pinta tehdään se muottiin joko lasipallo- tai hiekkapuhaltamalla, kipinöinnillä tai etsaamalla. Imujäljet näkyvät paljon herkemmin tummalla ja kiiltävällä pinnalla ja niitä ei saa pois näkyvista muulla tavalla kuin tekemällä mattapinta tai vaihtoehtoisesti vaihtamalla väri vaalemapaan.

Pinnan ominaisuuksiin lasketaan myös naarmuuntumiskesto ja kulutuksen kesto. Naarmuuntumiskesto on yleensä suoraan verrannollinen raaka-aineen kovuuteen. Pehmeitä raaka-aineita hyvällä kulutuksen kestolla ovat kumi ja polyuretaani. Kovissa muoveissa PEEK ja asetaali ovat hyviä vaihtoehtoja. Monen raaka-aineen, kuten asetaalin, kulumisen kestoa voidaan parantaa sekoittamalla mukaan kitkaan vaikuttavia lisäaineita kuten fluorimuoveja tai voiteluaineita kuten molybdeenidisulfidi.

Joskus muovikappaleen pinta halutaan esteettisistä tai toiminnallisista syistä päällystää metallilla, maalata tai siihen halutaan painaa jokin kuvio. Tietyillä raaka-aineilla kuten esim. ABS, polyamidi ja termoplastinen polyesteri, tämä käy erinomaisesti kun taas toisilla raaka-aineilla kuten polyeteenillä, vaaditaan korona- tai liekityskäsittely.

13. Muita ominaisuuksia

Muita ominaisuuksia, jotka voivat olla mukana muovikappaleen ominaisuuksien määrittelyssä ovat:

  • Alhainen tai korkea kitka
  • Lämmönjohtokyky tai eristyskyky
  • Sähkömagneettisen häiriösäteilyn suodatus
  • Lämpölaajenemiskerroin

14. Viranomaisvaatimukset

Kun viranomaisvaatimuksia on täytettävä, on kyseessä ehdottomasti avainvaatimus tai pakollinen ominaisuus. Näistä yleisimpiä ovat:

  • Sähköiset ominaisuudet
  • Elintarvikehyväksynnät
  • Juomavesihyväksynnät
  • Lääketieteelliset vaatimukset
  • Palosuojaus
  • Terveyteen liittyvät ainesosat ja muovien lisäaineet
  • Muovipakkausten kierrätykseen liittyvät vaatimukset

15. Kierrätykseen liittyvät vaatimukset

Useimmat kestomuovit voidaan kierrättää sekä mekaanisesti että kemiallisesti. Mekaanisessa kierrätyksessä joko tuotannossa syntyvä tai kierrätyksessä palautuva muovi jauhetaan rouheeksi ja käytetään uudelleen tuotannon raaka-aineena. Kemiallisessa kierrätyksessä raaka-aine hajotetaan molekyylitasolle ja siitä valmistetaan täysin uutta raaka-ainetta. Alhaisen raakaöljyn hinnan aikana ei kemiallinen kierrätys kuitenkaan ole kannattavaa. Jotkut kunnat asettavat vaatimuksia jätteiden kierrätykselle edistääkseen raaka-aineiden uudelleenkäyttöä.

Muovituotteiden kierrättämisen helpottamiseksi kiinnitetään yhä useammin huomiota muovin merkintään. Alla olevassa kuvassa on esitetty miten muovituotteet merkitään.

Yksi tapa kierrätyksen edistämiselle on pantin asettaminen tuotteelle. Se on hyvin yleistä juomapulloilla jotka on valmistettu termoplastisesta polyesteristä PET.

16. Kustannusvaatimukset

Tämä vaatimus on esillä aina kehitettäessä uutta tuotetta koska valmistuskustannukset vaikuttavat suoraan tuotteen myyntihintaan ja siten myös tuotteen menestymiseen markkinoilla. Vasta raaka-aineen, valmistusmenetelmän (sisältäen jälkikäsittelyn) ja valmistajan valinnan jälkeen ja kun muotin hinta on tiedossa voidaan tarkemmin arvioida muovista valmistettavan tuotteen valmistuskustannusta.

Ruiskuvaletun kappaleen täydellinen kustannuslaskelma on hyvin laaja ja sisältää muun muassa seuraavaa:

  • Arvioitu vuosivolyymi ja valmistuserän koko
  • Tuotteen nettopaino
  • Valmistusjäte ja susimäärä
  • Raaka-aineen hinta
  • Käsittelyaika per tuote
  • Miehitysaste koneella
  • Palkka + palkan sivukulut
  • Valmistajan liiketoimintakulut
  • Värin määrä % käytettäessä masterbatsia
  • Masterbatsin hinta
  • Todellinen mitattu jaksoaika
  • Pesien määrä muotissa
  • Koneen käyttöaste
  • Koneen tuntihinta
  • Muotin vähennysarvo ja/tai muotin huoltokulut
  • Asennusaika per valmistuserä
  • Jälkikäsittelymateriaali (per tuote)
  • Käsittelyaika jälkityöstöä varten
  • Jälkityöstön kustannuskate

Useimmat muovituotteiden valmistajat käyttävät tietokone­avusteisia kustannuslaskelmia ja saavat yleensä hyvän arvion mitä tuotteen valmistaminen tulee maksamaan eri raaka-aineista valmistettuna