Основная конструкция пеналов для ключей

Пеналы для ключей относятся к категории хозяйственно-канцелярских принадлежностей. Конструкция такого пенала весьма проста и во многом повторяет устройство школьного пенала для ручек и карандашей:

• главная часть пенала представлена тубой, полым цилиндром - диаметр и длина цилиндра варьируются в зависимости от модели пенала, соответственно в пеналах различного размера можно хранить разное количество ключей разных габаритов, обычно, подобные каналы используются для хранения длинных ключей, ключ опускается в тубу биркой вверх, и таким образом всегда легко найти и вынуть нужный ключ, но при этом в подобных пеналах "в рассыпуху" можно хранить и множество мелких ключей (обычно, это касается долговременного хранения, когда не нужно регулярно получать доступ);
• один конец пенала "слепой" (запаянный), а противоположный закрывается на крышку - различные концепты пеналов подразумевают несколько типов запирания, как правило, крышка просто закручивается на резьбу, но бывают крышки, защелкивающиеся на пазы, а также закрепленные на петли, либо на гибкий, цельный рукав (характерно для пластиковых пеналов благодаря эластичности подобных материалов), в случае крепежа крышку нельзя полностью отделить от пенала, она просто откидывается (иногда это полагают очень удобным в плане защиты от потери крышки);
• в стенке около верхнего открытого конца цилиндра, а также в самой крышке при изготовлении пенала проделываются отверстия, либо корпус пенала и крышка имеют проушины, которые при закрытии устройства совпадают - эти отверстия необходимы для опломбирования пенала, дабы осуществлять мониторинг доступа к ключам.

Пеналы для ключей изготавливаются из различных материалов. Существуют особо прочные модели из стали, но в основном используются два вида материалов: алюминий и его сплавы, а также пластики (пластмассы). Нельзя сказать, что алюминиевые пеналы для ключей применяются строго в каких-то одних сферах, а пластиковые пеналы для ключей - в других. Каждое предприятие само предпочитает останавливать выбор на алюминии или углеводородных полимерах. Иногда использование материалов из алюминия продиктовано требованием пожарной безопасности.

Материал изготовления – алюминий и алюминиевые сплавы

Алюминий относится к тем металлам, которые очень широко используются в конструкционной сфере. Относительно производства пеналов алюминий демонстрирует ряд выгодных эксплуатационных качеств:

• неплохое сочетание механических характеристик: небольшая масса благодаря малой плотности (2,698 г/см3) и достаточная для пенала прочность (прочность чистого алюминия находится в пределах 80 МПа), относительная мягкость делает легким процесс резки металла, нанесения резьбы и простановки штампов;
• алюминий мгновенно окисляется кислородом воздуха, покрываясь оксидной пленкой Al2O3, данная пленка не позволяет происходить дальнейшему окислению, а также является прочным барьером для других агрессивных химических агентов, отсюда высокая стойкость алюминия к коррозии;
• алюминий и его сплавы совершенно не теряют в своих механических свойствах при низких и даже сверхнизких температурах, поэтому алюминиевые пеналы часто можно найти на складах и базах за полярным кругом;
• алюминий имеет высокий коэффициент отражения, что делает алюминиевые пеналы достаточно заметными даже при слабом освещении, особенно если поверхность прошла дополнительную шлифовку;
• алюминий нетоксичен, и редко когда является причиной контактных дерматитов;
• наконец, алюминий экономически выгоден, это достаточно дешевый металл (цена за килограмм порядка 60 рублей).

Производственные характеристики алюминия улучшаются в его сплавах. Такой сплав называется дюралюминием (от французского dur, т.е. "твёрдый"), которого существует множество разновидностей. Базовый состав дюралюминия представлен самим алюминием (93,5 %) и тремя легирующими компонентами: медь (4,5%), магний (1,5%) и марганец (0,5%). Прочность дюралюминия составляет более 400 МПа, что в разы больше чем у чистого алюминия. По абсолютным показателям дюралюминий в 4-5 раз прочнее чистого алюминия. Соответственно и пеналы из этого материала отличаются очень высокими эксплуатационными характеристиками. Однако пеналы из дюралюминия либо требуют дополнительного защитного плакирования/покраски поверхности, либо их нельзя использовать в условиях повышенной влажности. Поскольку дюралюминий в отличие от алюминия не покрывается оксидной пленкой и уязвим к коррозии.

Материал изготовления – пластмассы

Пластиковый пенал выступает как альтернатива алюминиевому изделию. Пластмассы, являясь синтетическими полимерами, продуктами полимеризации углеводородов, в сфере производства пеналов имеют схожие преимущества, что и алюминий, а также свои уникальные преимущества и недостатки:

• средняя плотность пластмассы еще меньше, чем у алюминия, 1,8 г/см3, соответственно пеналы из пластиков ещё легче по массе, данный критерий особенно критичен, когда в какой-то хозяйственной/промышленной деятельности необходимо использование большого количества пеналов;
• конструктивно пластмассовые пеналы проще в производстве, они могут изготавливаться различными методами: литьём, формовкой, сплавлением и пр., пластмассе не требуется никакая дополнительная обработка;
• еще одно очень удобное функциональное свойство пластмассовых пеналов для ключей - они могут быть полупрозрачные или полностью прозрачные, что позволяет определять содержимое пенала, не открывая его и не взламывая при случае пломбу;
• пластик, будучи углеводородным полимером, обладает очень низкой теплопроводностью в отличие от алюминия, металлические пеналы, подвергаясь регулярному нагреву, способны изменять свою геометрию, в результате чего может начать, например хуже закручиваться металлическая крышка, что вряд ли грозит пластмассовой крышке, но пластик способен функционировать в более узком диапазоне температур, поскольку при достижении определенного термопорога он начинает размягчаться, а при низких температурах - разрушаться;
• большинство пластмасс химически инертны, и превосходят в этом даже чистый алюминий, который, несмотря на защитную оксидную пленку, всё-таки постепенно корродирует при регулярном воздействии влажного воздуха;
• хотя существуют особо прочные пластики, пластмассы, используемые в производстве пеналов, значительно уступают в механической прочности алюминию и тем более его сплавам;
• по себестоимости пластмассовые пеналы обходятся ещё дешевле алюминиевых;
• в большинстве случаев применяемые для производства пеналов пластики горючи, следовательно, при большом количестве пластмассовых пеналов на предприятии повышается пожароопасность.

При производстве пеналов для ключей используются несколько видов пластиков:

1. Полиэтиле́нтерефтала́т (ПЭТ). Продукт поликонденсации этиленгликоля и терефталевой кислоты. Данный пластик выделяется хорошей износостойкостью и механической прочностью. Имеет низкий коэффициент трения, что важно при складировании пеналов. Ударопрочность ПЭТ в 10 раз выше по сравнению с акрилом или поликарбонатом. Материал практически не реагируют с агрессивными химическими веществами (кислоты, щелочи, соли, спирты). Данный пластик отлично переносит многократные деформации.
2. Полиэтилен высокой плотности. Полимер этилена. Вообще из этилена благодаря различным технологиям полимеризации можно получать целый ряд пластиков, отличающихся своими химическими и физико-механическими свойствами.
3. Поливинилхлорид. Полимер винилхлорида. Помимо классического набора свойств характерного для пластиков данный материал с применением определенных добавок может стать почти полностью негорючим. При этом ПВХ демонстрирует определенную чувствительность к солнечному свету, который снижает его прочностные характеристики. Для нивелирования воздействия ультрафиолета необходимо добавление в состав светопоглотителей. Изделия из ПВХ не рекомендованы к применению в холодных условиях. Основной недостаток данной пластмассы заключается в том, что при горении выделяется ряд хлорорганических веществ, обладающих токсичностью.
4. Полипропилен. Полимер пропилена (пропена). Пеналы из этого пластика самые лёгкие среди всех прочих аналогов благодаря минимальной плотности полипропилена (0,91 г/см3). Полипропилен очень износостоек и отлично сопротивляется агрессивным физическим факторам. Сопротивление износу особенно заметно в том, как полипропилен держит резьбу. Чувствительность к кислороду воздуха блокируется добавлением в состав стабилизаторов.

Применяемые пластики являются термопластичными веществами, т.е. при нагревании обратимо переходят в вязкое/жидкое состояние, а при остывании вновь твердеют. Пластиковые пеналы для ключей можно делать цветными, добавляя в состав красители. Тогда как алюминиевые пеналы для достижения этой цели требуют порошковой покраски.