BR112015017551B1 - processo e dispositivo para a produção de um produto de espuma extrudado - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE UM PRODUTO DE ESPUMA BEM COMO DISPOSITIVO PARA ISSO. A presente invenção refere-se a um processo para a produção de um produto de espuma extrudado. Um extrudado misturado com ao menos um agente de expansão é conduzido por uma ferramenta de extrusão (100). O extrudado, após a saída da ferramenta de extrusão, espumado pelo agente de expansão para uma massa (110) espumada. Uma solidificação de superfície, de camada de borda ou completa, da massa espumada (110) saindo da ferramenta de extrusão dentro de uma zona de têmpera (106), que se conecta à ferramenta de extrusão, é impedida por têmpera da massa (110) espumada dentro da zona de têmpera. É proposto ainda um dispositivo para execução do processo.

Description

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A PRODUÇÃO DE UM PRODUTO DE ESPUMA EXTRUDADO Campo da invenção

[0001] A presente invenção refere-se ao campo da técnica de ex-trusão e especialmente ao campo da extrusão de espuma.

Estado da técnica

[0002] É conhecido empregar para a produção de produtos de espuma extrusoras, em que é fundida uma massa de plástico. O plástico fundido dentro da extrusora, que também é chamado de extrudado, é submetido dentro da extrusora com agentes de expansão a alta pressão e prensado por uma abertura de moldagem da extrusora. A abertura de moldagem é provida de uma ferramenta de extrusão, que se encontra naquela extremidade da extrusora, para a qual a extrusora transporta o extrudado. Depois de deixar a ferramenta de extrusão, o agente de expansão se expande e resulta uma massa espumada, que é solidificada pelo fato de que a massa espumada é transportada da ferramenta de extrusão para um compartimento, cuja temperatura se situa nitidamente aquém do ponto de fusão do plástico, por exemplo, à temperatura ambiente. Pelo resfriamento é encerrado o crescimento celular, sendo especialmente impedido quando da produção de produtos de poros fechados o encerramento do crescimento celular por resfriamento com estouro celular. A massa solidificada é confeccionada e resulta o produto de espuma.

[0003] O documento DE 20117403 U1 descreve um mandril de resfriamento, que resfria uma massa espumada após a saída de uma ferramenta de extrusão, para produzir um produto de espuma. Para numerosas aplicações, como para produtos de espuma para isolamento acústico ou térmico, contudo, é desejável ter à disposição um produto de espuma, que apresente uma densidade menor do que pode ser obtida com processos convencionais. Por isso, constitui objetivo da invenção indicar uma possibilidade, com a qual possa ser produzido um produto de espuma com uma densidade menor.

Descrição da invenção

[0004] Constatou-se que o resfriamento imediato após a saída da ferramenta de extrusão não configura de maneira ótima o crescimento celular e que especialmente uma densidade menor pode ser obtida quando, para homogeneização do tamanho celular em seção transversal de uma massa espumada, que sai de uma ferramenta de extrusão, a massa é mantida ainda em um estado não completamente solidificado. Constatou-se ainda que uma pós-expansão de uma massa já solidificada de fato leva a uma diminuição da densidade, mas que um retardamento específico da solidificação leva imediatamente após a saída da ferramenta de extrusão a menores densidades. Na medida em que a estrutura celular do produto pode ser especificamente influenciada, apesar da menor densidade podem ser mantidas as desejadas propriedades de produto de espuma.

[0005] Por conseguinte, é descrito um processo para produção de um produto de espuma extrudado, sendo que um extrudado misturado com ao menos um agente de expansão é conduzido por uma ferramenta de extrusão. O extrudado, depois da saída da ferramenta de extrusão pelo agente de expansão, é espumado para uma massa espumada. É impedida uma solidificação da massa espumada saindo da ferramenta de extrusão dentro de uma zona de controle de temperatura por controle de temperatura da massa espumada dentro da zona de controle de temperatura. A zona de controle de temperatura se conecta então à ferramenta de extrusão. Especialmente é impedido uma solidificação superficial, na cada de borda ou completo. Têm lugar assim processos de compensação entre as células da massa espumada dentro da zona de controle de temperatura, de modo que tamanhos celula-res podem se compensar e resulta uma estrutura celular mais homogênea, especialmente uma compensação da estrutura celular das células situadas nas proximidades da superfície exterior com relação a células da massa espumada situadas mais internamente. A camada de borda é a camada mais exterior da massa espumada e tem uma densidade maior do que regiões situadas mais internamente. A camada de borda compreende ou é definida pela camada mais exterior, em que a densidade da massa espumada é maior do que a densidade em regiões da massa espumada situadas mais internamente em um fato de ao menos 20%, 40%, 60%, 80%, 100%, 125%, 150%, 175%, 200%, 300% e de preferência de ao menos 25%, 50%, 75%, 30 100%. A camada de borda pode ser definida ainda com base em sua espessura, com a qual penetra a partir da superfície exterior em regiões da massa espumada situadas mais internamente. A camada de borda tem, de preferência, uma espessura de ao menos 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 milímetros e, de preferência, de ao menos 0.2, 0.5, 1, 2, 5 ou 10 milímetros. A camada de borda pode apresentar ainda uma espessura de não mais do que 30, 20 ou 15 milímetros. Dependendo do processo de produção, aplicação, meio propelente, pressão de meio de expansão e tipo de plástico, essa espessura pode variar. Especialmente quando da produção de placas isolantes, que resultam do plástico espumado, a espessura importa, usualmente, em ao menos 2 mm. Ademais, a camada de borda pode ser definida, com relação à sua espessura relativa para com a espessura da massa espumada. A espessura da camada de borda importa, de preferência, em ao menos 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15%, 20% ou 25% e de preferência em ao menos 2%, 5% ou 10% da espessura do material espumado. A camada de borda pode apresentar ainda uma espessura de não mais do que 50 % ou 40 % do material espumado. Como mencionado, dependendo do processo de produção, aplicação, agente de expansão, pressão de agente de expansão e tipo de plástico, essa espessura pode variar. Especialmente quando da produção de placas isolantes, que resultam do plástico espumado, a espessura importa, usualmente em ao menos 5 % e não mais do que 20 % da espessura do material espumado. A espessura do material espumado corresponde especialmente à distância entre duas superfícies exteriores contrapostas.

[0006] É previsto que um extrudado, que compreenda ao menos um plástico, seja fundido e misturado com ao menos um agente de expansão. Isso pode ter lugar especialmente em um cilindro oco de uma extrusora, podendo, em função do agente de expansão, este ser acrescentado ao extrudado também antes da alimentação na extrusora. O extrudado é fundido juntamente com o agente de expansão na extrusora. Na extrusora, a mistura resultante é transportada adiante. Para tanto, a extrusora pode apresentar um, dois ou mais de dois dispositivos de transporte, especialmente hélices transportadoras. O dispositivo de transporte produz uma direção de transporte, que conduz o extrudado juntamente com o agente de expansão para a ferramenta de extrusão e o pressiona através da mesma. Depois da passagem pela ferramenta de extrusão, o agente de expansão se expande, pois a pressão antes da ferramenta de extrusão é maior do que após a ferramenta de extrusão. Esse dado se refere à direção de transporte. Especialmente, o agente de expansão, depois da passagem pela ferramenta de extrusão, pode apresentar total ou parcialmente uma transição de fase, por exemplo, da fase líquida para a fase gasosa. Pela expansão e especialmente pela transição de fase é extraído calor do ex-trudado, que sai da ferramenta de extrusão como a massa espumada, já mencionada. O procedimento aqui descrito pode compensar ao menos parcialmente o resfriamento a isso associado, sendo evitada a controle de temperatura especialmente uma solidificação da superfície da camada de borda da massa espumada e também uma solidificação de regiões da massa espumada situadas mais internamente pela expansão e/ou pela transição de fase do agente de expansão. A superfície aqui designada corresponde então, especialmente, à superfície exterior, conforme aqui definida. A camada de borda é a camada exterior da massa espumada, que compreende a superfície exterior e perfaz uma fração da espessura total da massa espumada, por exemplo como definida mais acima. Uma solidificação correta de borda é uma solidificação apenas da camada de borda. Dependendo da temperatura do extrudado dentro da extrusora, da temperatura de solidificação ou da faixa de temperatura de solidificação e da quantidade de calor, que é extraída pela expansão ou pela transição de fase da massa espumada, a massa espumada pode ser aduzida ou descarregada na zona de controle de temperatura, sendo que a quantidade de calor assim descarregada ou aduzida provê a massa espumada de uma temperatura, em que a mesma de preferência não é completamente líquida (para impedir um estouro) e não está completamente solidificada. Na zona de controle de temperatura, a massa espumada é mantida a uma temperatura (ou a uma curva de temperatura ao longo da direção de transporte ou a um intervalo de temperatura), que mantém a massa espumada entre um estado completamente líquido e um estado completamente solidificado. A massa espumada é mantida dentro da zona de controle de temperatura em um estado plasticamente deformável pelo agente de expansão. A massa espumada é ainda mantida dentro da zona de controle de temperatura em um estado não completamente líquido, em que a pressão do agente de expansão não basta para levar ao estouro das células resultantes da espumação.

[0007] Na zona de controle de temperatura, a massa espumada é provida de uma curva de temperatura pela seção transversal da massa espumada, que provê a massa espumada especialmente na superfície exterior de temperaturas, com as quais a massa de fato permanece plasticamente deformável, mas impede um estouro das células da massa espumada na superfície exterior. A curva de temperatura provê para zonas interiores da massa temperaturas, que possibilitam uma deformação das células e especialmente um deslocamento de paredes entre células vizinhas. Essas temperaturas são dependentes das propriedades plásticas da massa espumada e, por exemplo, também da duração de permanência da massa dentro da zona de controle de temperatura e podem ser determinadas desde logo por regulagem da alimentação de calor ou descarga de calor dentro da zona de controle de temperatura. Dentro da zona de controle de temperatura, a massa espumada pode ser temperada para uma temperatura (ou uma curva de temperatura), que se se situe não mais do que 20K, 10K, 5K ou 1K acima da temperatura de fusão ou da temperatura de fusão superior da massa. Além disso, dentro da zona de controle de temperatura, a massa espumada pode ser temperada para uma temperatura (ou uma curva de temperatura), que se se situe não mais do que 20K, 10K, 5K ou 1K abaixo da temperatura de fusão ou da temperatura de fusão inferior da massa espumada. Especialmente com misturas de plástico como extrudado, a massa espumada pode apresentar uma faixa de fusão, que se estende da temperatura de fusão inferior até à superior. Especialmente com misturas de plástico como extrudado, a massa espumada pode apresentar uma faixa de fusão, que se estende da temperatura de fusão inferior até à superior. A temperatura, para a qual a massa espumada é temperada, pode também se situar entre a temperatura de fusão inferior e a superior, de preferência não mais do que que 10K, 5K ou 2K acima da temperatura de fusão inferior.

[0008] A zona de controle de temperatura, dentro da qual tem lugar a controle de temperatura, pode se conectar diretamente à ferramenta de extrusão. Além disso, a zona de controle de temperatura po-de se conectar por um trecho intermediário à ferramenta de extrusão, sendo a massa espumada provida de preferência dentro do trecho intermediário de uma temperatura acima da temperatura mínima. A temperatura mínima se situa, de preferência, acima de uma temperatura em que a massa espumada solidifica na superfície, na camada de borda ou completamente, mas também pode, por exemplo, se situar 5K, 10K, 20K ou 30K abaixo dessa temperatura. Isso pode se aplicar especialmente apenas à superfície exterior da massa espumada, podendo zonas interiores da massa espumada, na falta de efeitos de resfriamento na superfície exterior, apresentar uma temperatura mais alta do que a superfície exterior da massa espumada. A duração de permanência e a temperatura ou distribuição de temperatura dentro do trecho intermediário depende, especialmente, da densidade da massa espumada, da capacidade térmica da massa espumada, bem como de processos de expansão dentro da massa espumada, que por sua vez dependem da concentração ou da pressão do agente de expansão. A temperatura e a duração de permanência do trecho intermediário são de tal maneira selecionadas que na zona de controle de temperatura diretamente seguinte a massa espumada pode ser levada a um estado ao menos parcialmente plasticamente deformável, como acima descrito. Após deixar a zona de controle de temperatura ou em sua extremidade, a massa espumada está completamente solidificada e se torna um corpo de espuma. O próprio corpo de espuma corresponde ao produto de espuma a ser produzido ou corresponde, em forma cortada, ao produto de espuma a ser produzido, ou corresponde a um pré-moldado do produto de espuma a ser produzido, que resulta do corpo de espuma por etapas de processamento ulteriores.

[0009] Em uma forma de execução do processo, uma duração e/ou uma curva de temperatura do controle de temperatura provêm uma compensação de pressão entre células fechadas de distinta posi-ção de seção transversal por variação plástica das células. Em outras, palavras, a duração e/ou a curva de temperatura (em direção de transporte) são de tal maneira previstas que zonas situadas mais internamente na massa espumada apesentam células, que podem expandir pelo agente de expansão dentro da zona de controle de temperatura, e que pela expansão de zonas situadas mais internamente células em zonas situadas mais externamente podem ser deslocadas para fora ou paredes de célula podem migrar para fora. Para fora significa aqui uma direção dirigida para a superfície exterior, especialmente uma direção radial da massa espumada. Mais internamente ou mais externamente são designações de posição que se referem apenas a uma posição relativa de zonas da massa espumada. Pelo controle de temperatura é auxiliada uma compensação dos tamanhos de células de distinta posição radial dentro da massa espumada. Essa compensação é temporalmente prolongada com relação a um processo não temperado pelo processo de acordo com a invenção, com o que resulta uma homogeneização da densidade dentro da seção transversal da massa espumada.

[0010] Outra forma de execução prevê que uma duração e/ou uma curva de temperatura do controle de temperatura e/ou uma pressão prevista pelo agente de expansão impede um estouro de células em uma superfície exterior da massa espumada. Especialmente é de tal maneira projetada uma disposição de controle de temperatura, que provê a zona de controle de temperatura, com relação à controle de temperatura que dentro da zona de controle de temperatura não estouram células na superfície exterior. Além disso, a disposição de controle de temperatura pode ser de tal maneira projetada que dentro da zona de controle de temperatura não estouram células na superfície exterior. Além disso, pode ser previsto um aparelho de controle, que ativa a disposição de controle de temperatura de tal maneira que dentro da zona de controle de temperatura não estouram células na superfície exterior. A disposição de controle de temperatura e/ou o aparelho de controle podem ser adaptados ao agente de expansão, ao material do extrudado e/ou à velocidade de transporte da massa espumada e ser ajustados em função dos mesmos, para impedir um estouro dessas células. Como estouro de células na superfície exterior é designado, de preferência, o estouro de mais de 1/10000, 1/1000, 1/100, 1/50, 1/20, 1/10 ou 1/5 de todas as células, que apresentam ao menos uma parede lateral, que é parte da superfície exterior da massa espumada.

[0011] Outras formas de execução preveem que durante a controle de temperatura da massa espumada é alimentado calor ou descarregado da mesma. Ademais, em um primeiro local da zona de controle de temperatura, pode ser alimentado calor e em uma segunda célula, diferente do mesmo, pode ser descarregado calor. Calor pode ser alimentado ou descarregado por contato corporal entre a massa espumada e uma superfície, pela qual é conduzida de passagem a massa espumada. Resulta uma transferência de calor pelo contato corporal direto bem como especialmente por transmissão de irradiação térmica entre a massa espumada e a superfície. Além disso, calor pode ser alimentado ou descarregado por condução de um fluxo de controle de temperatura ao longo da massa espumada. O fluxo de controle de temperatura compreende um fluido de controle de temperatura, de preferência gás ou também um líquido. O fluido de controle de temperatura é de preferência aquecido ou resfriado antes da condução ao longo da massa. Especialmente pode ser empregado ar aquecido. O fluxo pode ser produzido com uma bomba. O fluxo pode ser guiado por um elemento de guia de fluxo, aproximadamente por meio de uma placa de impacto ou por meio de um difusor. Ademais, calor pode ser alimentado por irradiação térmica ou irradiação de micro-ondas. Um elemento de aquecimento pode então ser dirigido para a massa espu-mada dentro da zona de controle de temperatura. Alternativamente ou em combinação com isso, um irradiador de micro-ondas pode ser dirigido para a massa.

[0012] Quando do emprego de uma ferramenta de extrusão com uma seção transversal de abertura, que encerra perifericamente uma região interior não aberta ou apresenta um entalhe, como no caso de um bocal de fenda redonda ou um bocal com fenda em forma de U, resulta uma massa espumada, que apresenta uma superfície (parcial) não dirigida para fora. Também essa superfície - além da superfície da massa espumada apontando para fora - é designada como superfície exterior e pode, como aqui descrito, ser temperada por alimentação de calor ou descarga de calor. O contato corporal, o fluxo de tempera ou a irradiação pode, portanto, ter lugar também em um lado interno da massa espumada. Como superfície exterior é designada a área, que forma uma área limite da massa para com a atmosfera. Encerrando a massa espumada uma região, que não é cheia com massa espumada, então a área limite entre massa e região forma uma parte da superfície exterior. A superfície interior forma a área da parede de célula de células dentro da massa espumada e especialmente todas as superfícies, que estão contidas na massa espumada. A superfície exterior corresponde especialmente à área restante. Com tais massas espumadas com seção transversal oca, como descrito anteriormente, podem ser previstos elementos de descarga de calor ou elementos de alimentação de calor da disposição de controle de temperatura ou a disposição de controle de temperatura dentro da região que não está cheia com a massa espumada. Especialmente, pode ser previsto um elemento de guia de fluxo ou uma superfície de descarga de calor ou de alimentação de calor a ser contatada ou também um elemento de aquecimento ou um irradiador de micro-ondas nessa região. A massa espumada é conduzida em passagem (externamente) por esses com-ponentes.

[0013] Outra forma de execução se refere à aplicação de pressão à massa espumada ou a sua superfície exterior. Sobre a massa espumada é aplicada pressão de compressão, que se contrapõe à pressão do agente de expansão. Anteriormente foi descrito que por correspondente controle de temperatura é possibilitada uma homogeneização da densidade pela seção transversal. Além disso é aí explicado que esse controle de temperatura - especialmente a duração de permanência na zona de controle de temperatura e/ou a temperatura ou a curva de temperatura - é também empregada para impedir um estouro de células na superfície exterior. A seguir será indicada outra possibilidade, com a qual pode ser impedido um estouro na massa espumada na superfície exterior.

[0014] Nessa forma de execução do processo, dentro da zona de controle de temperatura é aplicada uma pressão de compressão a uma superfície exterior da massa espumada. A massa espumada é guiada ao longo de uma superfície, que aplica a pressão de compressão à superfície exterior da massa espumada. Pela condução, a massa espumada é conduzida sob aplicação de uma força em uma determinada maneira, de modo que a superfície, ao longo da qual a massa é conduzida, pode aplicar a pressão de compressão. A superfície é formada por um corpo sólido. A superfície não é deformada pela condução e é rígida nesse sentido. Alternativamente ou complementar-mente, uma pressão de compressão pode ser aplicada por um líquido ou um gás, que é executado como fluxo. Um fluxo de fluido é dirigido à superfície exterior da massa espumada. Esta aplica a pressão de compressão. Para as possibilidades mencionadas de se aplicar uma pressão de compressão, é válido especialmente que a pressão de compressão é ao menos tão grande quanto a pressão de espumação que é produzida pelo agente de expansão dentro da massa espuma-da, para limitar a seção transversal da massa espumada. Alternativamente, a pressão de compressão pode ser menor do que a pressão de espumação, para aumentar a seção transversal da massa espumada, enquanto que a pressão de compressão é exercida. Em outra alternativa, a pressão de compressão das possibilidades mencionadas é igual a uma pressão mínima, que baste para comprimir sem lacuna a massa espumada a uma outra superfície, como uma superfície que sirva de contramancal e/ou sirva para a descarga e/ou alimentação de calor.

[0015] Uma forma de execução preferida do processo prevê que o mesmo meio, que exerce a pressão de compressão, sirva também para a controle de temperatura e especialmente para a descarga ou alimentação de calor. Como descrito, como meio para aplicação da pressão de compressão pode ser empregada, por exemplo, uma superfície, na qual a massa espumada é conduzida de passagem (especialmente em combinação com uma outra superfície como contramancal ou elemento tensor) e/ou um fluxo de fluido. É, portanto, previsto que a superfície e/ou o fluxo de fluido, que exerce a pressão de compressão sobre a superfície da massa espumada, alimenta e descarrega calor da massa espumada ou tempera em geral. A controle de temperatura ou alimentação ou descarga pode ocorrer por contato corporal e/ou por radiação térmica. Podem ser previstos outros elementos, que alimentam ou descarregam calor, mas não exercem uma pressão, e podem ser previstos outros elementos, que exercem pressão, mas não alimentam ou descarregam calor. A superfície, que exerce uma pressão de compressão, pode se sobrepor ao menos parcialmente com a superfície pela qual calor é alimentado ou descarregado. Assim, pode como que ser previsto um segmento de superfície, que irradie calor para a massa espumada, mas, devido à condução da massa espumada está distanciado da mesma ou ao menos não exerce pressão, e que atravessa um segmento, que é empregado tanto para a controle de temperatura como também para o exercício da pressão de compressão.

[0016] Conforme outro aspecto, pode ser previsto que a ferramenta de extrusão, pela qual o extrudado é guiado, seja um bocal de fenda redonda. O bocal de fenda redonda é equipado com uma fenda perife-ricamente fechada. A ferramenta de extrusão, pela qual o extrudado é guiado, pode compreender um bocal de fenda plana, pelo qual o ex-trudado é atravessado, ou um bocal perfilado. Um bocal de fenda redonda molda a massa espumada como um corpo de espuma anular. Um bocal de fenda plana molda a massa espumada como corpo de espuma plano. Um bocal perfilado molda para configurações de massas desejadas e define especialmente as proporções da seção transversal. Conforme ou consideração, o bocal de fenda redonda é empregado para produzir um corpo de espuma oco ou uma massa espumada como uma massa oca. Além disso, o bocal de fenda plana é empregado para produzir um corpo de espuma com seção transversal plena. Com seção transversal oca, calor de dentro da massa oca (isto é, da região livre na seção transversal da massa oca) pode ser alimentado à massa espumada ou descarregado da mesma, e/ou uma pressão de compressão pode ser dali exercida (ou também uma contra-pressão por meio de um contramancal dentro dessa região livre).

[0017] É descrito ainda um dispositivo para produção de um produto de espuma extrudado. O dispositivo compreende uma extrusora com uma ferramenta de extrusão. A extrusora e a ferramenta de extrusão correspondem, vantajosamente, às extrusoras e ferramentas de extrusão aqui descritas. O dispositivo apresenta, ainda, uma disposição de controle de temperatura com ao menos uma zona de controle de temperatura, que se conecta à ferramenta de extrusão. A zona de controle de temperatura corresponde, de preferência, à zona de controle de temperatura aqui descrita. A disposição de controle de tempe-ratura é implementada para prever a zona de controle de temperatura como aqui descrita. A disposição de controle de temperatura apresenta ao menos um elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor. O elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor está previsto na zona de controle de temperatura e acoplado com a mesma transferindo calor. O ao menos um elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor é implementado para temperar a massa espumada como aqui descrito e especialmente alimentar ou descarregar calor da massa espumada, como aqui descrito.

[0018] A disposição de controle de temperatura é implementada, com base no elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor, para impedir uma solidificação superficial, de camada de borda ou completa de uma massa espumada saindo da ferramenta de extru-são dentro da zona de controle de temperatura. Especialmente, a projeção do elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor e/ou seu controle provêm para que seja impedida a solidificação superficial, de camada de borda ou completa.

[0019] Os elementos de alimentação de calor e/ou de descarga de calor compreendem um componente ou uma combinação de vários componentes de controle de temperatura a seguir, de tipo igual ou diferente. Alternativamente, os elementos de alimentação de calor e/ou de descarga de calor correspondem a um componente ou a uma combinação de vários componentes de controle de temperatura a seguir, de tipo igual ou diferente. Como um componente de controle de temperatura pode ser prevista uma disposição de controle de temperatura a contato. A disposição de controle de temperatura a contato é equipada com uma superfície, que está acoplada, transmitindo calor, com uma fonte de calor ou dissipador de calor do dispositivo, ou compreende uma fonte de calor ou dissipador de calor. A superfície se estende essencialmente ao longo ou paralelamente à direção longitudinal da zona de controle de temperatura. A superfície se estende especialmente essencialmente ao longo ou paralelamente à direção de transporte.

[0020] Como um componente de controle de temperatura pode ser ainda previsto um bocal de controle de temperatura. Este é implementado para emissão de fluido de controle de temperatura em forma de um fluxo de controle de temperatura. O bocal de controle de temperatura é dirigido para a zona de controle de temperatura. Além disso, o bocal de controle de temperatura pode estar unido com uma fonte de calor ou um dissipador de calor, podendo o bocal de controle de temperatura também estar unido com uma fonte para fluido de controle de temperatura e/ou com uma fonte de pressão. Especialmente pode ser prevista uma fonte de ar comprimido, que compreende um elemento de aquecimento para controle de temperatura de ar comprimido. O fluido de controle de temperatura é especialmente um gás ou mistura de gás, como ar ou nitrogênio ou dióxido de carbono ou um líquido como água ou especialmente óleo. O bocal de controle de temperatura se estende perifericamente com fenda de preferência uniforme ou está prevista uma pluralidade de bocais uniformemente distribuído periferi-camente. Alternativamente, o bocal é implementado para execução de um movimento de rotação e pelo movimento de rotação provê um fluxo perifericamente distribuído em direção radial. O bocal ou os bocais podem ser previsto juntos em uma disposição de bocal e podem, especialmente, estar dispostos em um anel. O(s) bocal(bocais) de compressão pode ou podem estar igualmente configurados como o(s) bo-cal(bocais) de controle de temperatura. Uma ou várias disposições de bocal podem estar providas de bocais de controle de temperatura e/ou bocais de compressão. Várias disposições de bocal podem se suceder em direção de transporte.

[0021] O componente de controle de temperatura pode, ainda, compreender um elemento de aquecimento elétrico ou um elemento de aquecimento de combustão. Estes são dirigidos para a zona de controle de temperatura. Além disso, o componente de controle de temperatura pode compreender um elemento de aquecimento unido com uma fonte de calor. O elemento de aquecimento é equipado com uma área de irradiação, que é dirigida para a zona de controle de temperatura. Alternativamente, o elemento de aquecimento é equipado com uma área de transmissão de calor de contato, que se encontra na zona de controle de temperatura e está especialmente de tal maneira alinhada, que a massa espumada em contato com essa área pode ser conduzida de passagem por essa área. O elemento de aquecimento pode, ainda, em geral, ser um elemento de controle de temperatura, que está unida com um dissipador de calor e/ou fonte de calor. Entre a área de irradiação ou a área de transmissão de calor a contato, de um lado, e o dissipador de calor e/ou fonte de calor, de outro lado, há uma ligação transmissora de calor, que pode compreender um circuito de meio de calor ativo ou passivo. Ademais, o componente de controle de temperatura pode conter uma irradiação de micro-ondas, que é dirigido para a zona de controle de temperatura. O irradiador de micro-ondas é uma antena, que pode estar unida com uma fonte de micro-ondas.

[0022] Outra forma de execução prevê que o dispositivo e especialmente a disposição de controle de temperatura apresenta um dispositivo de compressão. O dispositivo de compressão é implementado para aplicar, quer por contato de um corpo sólido, uma pressão de compressão à massa espumada ou, por direção de um fluxo de fluido, uma pressão de compressão à massa espumada. Essas duas possibilidades são combináveis e representadas ainda mais detalhadamente.

[0023] Uma possibilidade é que o dispositivo de compressão compreenda ao menos uma superfície para emissão de uma pressão de compressão. Essa superfície se estende, de preferência, essencial-mente ao longo ou paralelamente à direção longitudinal (ou direção de transporte) da ferramenta de extrusão. A ferramenta de extrusão é de tal maneira inclinada para a superfície e especialmente também de tal maneira disposta relativamente à superfície que a mesma exerce a pressão de compressão sobre uma superfície exterior de uma massa espumada, que sai da ferramenta de extrusão. A superfície para emissão da pressão de compressão e a ferramenta de extrusão e eventualmente outros elementos, que conduzem a massa espumada, são de tal maneira alinhados e dispostos entre si, que resulta a pressão de compressão como aqui descrita. A superfície pode ser provida por uma disposição de contato como um anel de contato. Esta é de preferência temperada e compreende um elemento de aquecimento ou atravessada em fluxo por um fluido de calor, que é alimentado por uma fonte de calor ou dissipador de calor ao anel de contato. Pode ser prevista uma ou podem ser previstas várias disposições de contato, podendo especialmente várias disposições de contato se suceder em direção de transporte.

[0024] Outra possibilidade é que o dispositivo de compressão apresente ao menos um bocal de compressão, que é dirigido essencialmente radialmente a uma região, para a qual também a ferramenta de extrusão está dirigida em uma direção essencialmente radial, estando o bocal de compressão equipado para emissão de um fluxo de fluido para essa região. O bocal de compressão pode estar unido com uma fonte de pressão e/ou com uma fonte para fluido. O fluido, que realiza o fluxo de fluido, pode especialmente ser um gás como ar, nitrogênio ou dióxido de carbono, ou pode ser um líquido como água ou óleo.

[0025] A aplicação de pressão possibilita que se possa controlar com que intensidade a massa espumada se expande dentro da zona de têmpora ou se deforma de outra maneira. Ademais, pela pressão de compressão é impedido que a massa espumada estoure na superfície exterior. Finalmente, a pressão de compressão serve para comprimir a massa espumada, por exemplo, em um contramancal e/ou em um elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor, como lacunas entre esse elemento e a massa espumada.

[0026] Em outra forma de execução, a área, que exerce a pressão de compressão, é ao menos parcialmente idêntica a ao menos um segmento de uma superfície de uma disposição de controle de temperatura a contato ou um outro elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor. A superfície da disposição de controle de temperatura a contato pode corresponder total ou parcialmente à superfície para emissão da pressão de compressão. Além disso, pode ser previsto que o bocal de compressão corresponda ao bocal de controle de temperatura ou ao menos o mesmo fluido seja empregado tanto para a transmissão de calor e para a aplicação da pressão de compressão. O fluido de controle de temperatura é empregado para prover o fluxo de fluido, que produz a pressão de compressão.

[0027] Além disso, a ferramenta de extrusão do dispositivo pode compreender um bocal de fenda redonda com uma fenda periferica-mente fechada ou um bocal de fenda plana, especialmente um bocal, como aqui descrito com base no processo. O bocal de fenda plana pode ser em forma de um retângulo e apresentar uma proporção de lados de ao menos 5, 10, 15, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 300, 600, 900, 1200 ou 1500. O bocal de fenda redondo tem uma fenda periferica-mente fechada, de preferência em forma circular, na forma de um oval, de um retângulo ou de um outro polígono, especialmente com cantos arredondados. O bocal de fenda plana tem um perfil com uma linha reta, com duas linhas retas, de preferência paralelas, na forma de um paralelogramo, ou na forma de um retângulo (plano).

[0028] Outro aspecto refere-se à possibilidade de variar a trans-missão de calor e/ou a aplicação da pressão de compressão com o tempo, como no decorrer de uma regulagem ou para adaptação a parâmetros de processo em si variáveis, como em uma fase de partida. A transmissão de calor ou a pressão de compressão pode então ser variada quantitativamente, podendo ser especialmente variado um perfil de controle de temperatura. Ademais, o local em que a pressão de compressão é exercida pode ser variado, como por alteração da condução, por deslocamento, rotação ou pivotamento de elementos, que exercem ou produzem a pressão de compressão, por elementos, que conduzem o material espumado, ou que formam o contramancal. Em combinação ou alternativamente, os locais, em que o calor é alimentado à massa ou descarregado dela, podem ser variados. Por exemplo, os elementos de alimentação de calor e/ou de descarga de calor podem ser deslocáveis, pivotáveis ou giráveis, de preferência também soltáveis. Especialmente as superfícies, que exercem a pressão de compressão e/ou a superfície pela qual o calor é transmitido da e/ou para a massa espumada são deslocáveis, pivotáveis ou giráveis, de preferência também traváveis de modo soltável. Os referidos elementos são deslocáveis, pivotáveis ou giráveis com relação à massa espumada ou à direção de transporte radialmente, axialmente, periferi-camente ou em uma outra direção.

[0029] Especialmente as superfícies, que exercem a pressão de compressão, podem ser providas em bocais de extrusora de perfil oco por fora de todo o corpo espumado e dentro do corpo espumado em regiões, que não estejam cheias com massa espumada. Essas regiões correspondem a regiões ocas do perfil. De preferência, tanto fora como também dentro do corpo espumado são previstas superfícies, que conduzem o corpo espumado e exercem de preferência também a pressão de compressão ou formam um contramancal para isso. As superfícies ou corpos, que formam as superfícies, são de preferência pivotáveis, deslocáveis ou giráveis como acima descrito, em lugar ou em combinação com superfícies que exercem a pressão de compressão, mas também podem ser previstas superfícies, que alimentam calor ao corpo espumado ou o descarregam do mesmo. Também essas superfícies servindo à controle de temperatura são, de preferência, pivotáveis, deslocáveis ou giráveis. As superfícies servindo à controle de temperatura podem ser previstas por outros corpos que não as superfícies exercendo a pressão de compressão. De preferência, as superfícies servindo à controle de temperatura são previstas pelos mesmos corpos, elementos ou componentes que as superfícies exercendo a pressão de compressão. Especialmente as superfícies servindo à controle de temperatura podem ser idênticas às superfícies, que exercem a pressão de compressão. Dentro do corpo espumado pode ser previsto um mandril, ao longo do qual o corpo espumado é guiado. O mandril é especialmente previsto para temperar a massa espumada e especialmente alimentar calor. O mandril expande a massa espumada. O mandril produz, ainda, a pressão de compressa ou forma, de preferência, o contramancal para isso. O mandril está previsto dentro da zona de controle de temperatura. Ao mandril se conecta, de preferência, um corpo cilíndrico, que fixa por resfriamento a massa espumável em suas medidas finais periféricas. O corpo cilíndrico resfria a massa espumada aquém da temperatura de solidificação. Pelo resfriamento do corpo cilíndrico, a massa espumada solidifica para um corpo de espuma.

[0030] A seguir serão apresentadas ouras características e propriedades, que podem ser empregadas para a execução do processo e/ou para a implementação do dispositivo. O extrudado ou a massa, que é alimentada na extrusora, compreende um polimerizado, especialmente poliestireno. O extrudado pode essencialmente consistir no polimerizado, especialmente poliestireno (independentemente de ou-tros eventuais aditivos ou agentes de expansão como aqui descrito). O extrudado compreende, por exemplo, um plástico sintético, natural ou renovável, especialmente poliestireno, polipropileno ou tereftalato de polietileno. Alternativamente, o extrudado consiste, essencialmente, em um plástico (de preferência independentemente de outros eventuais aditivos ou agentes de expansão como aqui descrito), especialmente em poliestireno, polipropileno ou tereftalato de polietileno. Como outros componentes do extrudado são apropriados, especialmente, a mistura descrita na introdução da descrição ou os materiais ali descritos. Igualmente, de preferência, são executadas as etapas mencionadas na introdução da descrição para apresentação e processamento prévio do extrudado.

[0031] Conforme outro aspecto, o extrudado compreende uma po-liolefina, especialmente polipropileno ou polietileno, ou o extrudado consiste, essencialmente, na poliolefina, especialmente polipropileno ou polietileno (de preferência independentemente de eventuais outros aditivos ou agentes de expansão como aqui descrito). Conforme outro aspecto, o extrudado consiste em um policondensado, especialmente tereftalato de polietileno, acetato de celulose, ácido poliláctico, acetato de polihidroxi ou sucinato de polibutileno, ou o extrudado consiste essencialmente em tereftalato de polietileno, acetato de celulose, ácido poliláctico, acetato de polihidróxi ou sucinato de polibutileno (de preferência independentemente de eventuais outros aditivos ou agentes de expansão como aqui descrito). O extrudado pode compreender um ou vários polímeros termoplásticos do grupo de polimerizados naturais ou baseados em petróleo, tipicamente poliestireno como polimerizado baseado em petróleo ou policondensados.

[0032] Ao extrudado pode ser alimentado antes do enchimento na extrusora ou durante o transporte dentro da extrusora ao menos um agente de expansão como sólido, como líquido ou gás de expansão. O agente de expansão é de preferência um gás termicamente isolante com uma condutividade térmica menor do que ar, por exemplo, um gás termicamente isolante para instalações de climatização de 2a, 3a ou 4a geração, p. ex. 142b (condutividade térmica 12,9 mW/m2K) ou R22 (condutividade térmica 10,5 mW/m2K) ou 134a (condutividade térmica 13,7 mW/m2K) ou 152a (condutividade térmica 14,3 mW/m2K) ou HFO—1234ze (condutividade térmica 11,8 mW/m2K) ou um álcool, por exemplo, etanol, propanol ou um gás de hidrocarbono, por exemplo, butano ou propano. Como agente de expansão ou gás termicamente isolante pode ser empregado dióxido de carbono, propano, butano, pentano, hexano, etanol, propanol, éter, acetona, nitrogênio, água ou uma mistura de ao menos duas dessas substâncias.

[0033] Além do agente de expansão podem ser acrescentados ao extrudado um ou vários aditivos. O um ou os vários aditivos compreendem especialmente um agente de nucleação de espuma, cor, ama-ciante, agente antichama, estabilizador de UV, agente de deslizamento, estabilizador celular, material de enchimento ou um antiestático. O agente de nucleação de espuma necessário para a espumação é, por exemplo, um agente consistindo em talco ou contendo talco e/ou agente de nucleação de espuma ativo, especialmente um agente de expansão químico, que se deve a reação de decomposição exotérmi-ca, como ácido cítrico ou bicarbonato. De preferência, após a fusão ou misturação da mistura de material, ao menos um agente de expansão é dosado na massa fundida e misturada, o qual quando da passagem de estado líquido para o gasoso extrai calor da massa fundida quando da espumação. Depois da misturação do agente de expansão / gás de expansão, a massa resultante durante a extrusão é resfriada na mesma extrusora ou em uma ou várias extrusoras subsequentes e em seguida processado por meio do bocal de extrusora, como um bocal redondo, para um corpo de espuma, que é processado para um corpo de espuma, que é anular com o bocal redondo. O tipo/quantidade do agente de expansão e eventualmente o tipo/quantidade do agente de nucleação de espuma são de tal maneira selecionados que a formação de espuma tem lugar tão próximo quanto possível da saída da ferramenta de extrusão.

[0034] Depois da saída do bocal redondo, o corpo de espuma resultante é expandido por meio de insuflação por ar interno, especialmente dentro, na extremidade ou eventualmente também após a saída da zona de controle de temperatura e especialmente em estado apenas parcialmente ou totalmente solidificado. Além disso, o corpo de espuma, depois da saída do bocal redondo e de preferência no final da zona de controle de temperatura ou após deixar a zona de controle de temperatura, é extraído por meio de uma extração por um mandril de resfriamento, cortado e então enrolado em bobinas para rolos de peça contínua de espuma, de preferência no estado completamente solidificado ou também no estado apenas parcialmente solidificado. Opcionalmente, pode ocorrer uma pós-expansão. As peças contínuas de espuma obtidas, resultantes da massa espumada e do produto de espuma, podem ser reunidas para obtenção de uma espessura total maior como composto de várias camadas, para formares como que uma placa isolante.

[0035] Em uma forma de execução, a massa espumada, que resulta pela condução do extrudado pelo bocal redondo, é soprada para um corpo de espuma anular com uma espessura de camada de >=0,1 mm por meio de um fluxo no interior do corpo de espuma. A espessura de camada do corpo de espuma é determinada pela espessura de camada, pelo controle de temperatura, pela pressão de compressão, pela pressão do agente de expansão bem como eventualmente pela expansão pela insuflação ou pelo mandril. A espessura de camada é assim controlada pelos parâmetros anteriormente mencionados e im-porta, de preferência, em ao menos 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, ou 1,2 mm, de preferência ao menos 1,5 mm, ao menos 1,8 mm, ao menos 2 mm ou ao menos 2,5 mm.

[0036] Como resultado do processo, pode ser obtido um composto de várias camadas, quando o produto de espuma é composto em várias camadas. Além disso, corresponde ao padrão de tolerância de materiais isolantes (DIN 18164). Dependendo da área de emprego, devem ser ainda observadas as correspondentes normas. Para o emprego na área de teto são DIN 52612 ou ASTM C 518 (condutividade térmica), DIN 53421 ou ASTM D 1621 (resistência à pressão), ASTM D 2842 (absorção de água) ou / e ASTM C 355 (permeação a vapor de água). Como emprego na área de parede são DIN 52612 ou ASTM C 51 8 (condutividade térmica), DIN 53421 ou ASTM D 1621 (resistência a pressão), ASTM D 2842 (absorção de água) ou / e ASTM C 355 30 (barragem de água). Para o emprego na área de piso são DIN 52612 ou ASTM C 518 (condutividade térmica), DIN 52612 ou ASTM D 1621 (resistência a pressão) ou / e ASTM D 2842 (absorção de água). O produto de espuma de acordo com a invenção executado como composto de várias camadas ou produto de espuma resultante apresenta, quando do emprego de um gás termicamente isolante, uma condutividade térmica de <=28 mW/m2K, especialmente de <= 24 mW/m2K.

[0037] No caso de aplicação do isolamento térmica, o emprego dos assim chamados “gases de instalação de climatização” (isto é, os gases, que são também empregados em instalações de climatização) como agente de expansão/gás de expansão para produção das peças contínuas de espuma reduz agora, no entanto, a condutividade térmica para nitidamente aquém de 30 mW/m2K - e com isso para melhores valores do que os isolamentos estabelecidos no mercado (EPS negro espuma de blocos de partículas >= 32 mW/m2K, EPS branco espuma de blocos de partículas >= 40 mW/m2K, lã mineral >= mW/m2K). As-sim, além da densidade reduzida, obtida de acordo com a invenção, resulta também uma capacidade de isolamento térmico nitidamente aumentada com relação a produtos isolantes conforme o estado usual da técnica. Empregando-se a 4a geração dos “gases de instalação de climatização” (como por exemplo, Honeywell HFO-1234ze), então a condutividade térmica para produtos de espuma produzidos de acordo com a invenção pode cair até mesmo aquém de 28 mW/m2K.

[0038] Assim, com esse processo e esse dispositivo é disponibilizado um produto isolante muito leve e, portanto, barato, que com con-dutividades muito boas requer espessuras nitidamente menores para o ajuste de um determinado valor isolante do que os produtos isolantes hoje disponíveis no mercado.

[0039] O procedimento aqui descrito permite uma condução de temperatura específica do extrudado e especialmente ao menos de um elemento de contato, que serve para a transmissão de calor e alternativamente ou em combinação com isso para aplicação da pressão de compressão. É possível que a pressão de compressão contraposta à pressão de espumação seja ajustável e que no processo de controle de temperatura e especialmente em sua partida, o tamanho de célula e a estrutura de célula das distintas células de espuma podem ser ajustados.

[0040] Com o procedimento aqui descrito é possível que o resfriamento só ocorra quando nas distintas células se tenha ajustado um equilíbrio de pressão, com o que resulta a máxima uniformização possível de todas as células.

[0041] Pela otimização específica possibilitada da homogeneidade celular dos produtos de espuma produzidos de acordo com a invenção, com propriedades de produto mecânicas e/ou ópticas iguais, é obtido um peso espacial menor. O termo densidade aqui empregado corresponde, de preferência, ao peso espacial da massa espumada ou do corpo de espuma (solidificado) ou do produto de espuma (cortado).

[0042] A invenção compreende, ainda, um produto de espuma, produzido por meio do dispositivo aqui descrito ou por meio do processo aqui descrito.

[0043] A seguir serão descritos um processo e um dispositivo:

[0044] Um processo para a produção de um produto de espuma extrudado, em que um extrudado misturado com ao menos um agente de expansão é conduzido por uma ferramenta de extrusão, sendo o extrudado, após a saída da ferramenta de extrusão, espumado pelo agente de expansão para uma massa espumada, caracterizado pelo fato de que uma solidificação, especialmente uma solidificação de superfície, de camada de borda ou completa, da massa espumada saindo da ferramenta de extrusão dentro de uma zona de controle de temperatura, que se conecta à ferramenta de extrusão, é impedida por controle de temperatura da massa espumada dentro da zona de controle de temperatura.

[0045] Um dispositivo para produção de um produto de espuma, em que o dispositivo compreende uma extrusora com uma ferramenta de extrusão, caracterizado pelo fato de que o dispositivo apresenta ainda uma disposição de controle de temperatura com uma zona de controle de temperatura, que se conecta à ferramenta de extrusão, sendo que a disposição de controle de temperatura apresenta ao menos um elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor, que é previsto na zona de controle de temperatura ou com ela acoplado de modo termicamente transmissor, sendo a disposição de controle de temperatura implementada com base no elemento de alimentação de calor e/ou descarga de calor para impedir uma completa solidificação de uma massa espumada saindo da ferramenta de extrusão dentro da zona de controle de temperatura.

Breve descrição dos desenhos:

[0046] A invenção será explicada a seguir com base em um exemplo de execução em combinação com o desenho em detalhes.

[0047] Mostram:
Figura 1 - uma representação esquemática para melhor explicação do procedimento aqui descrito.
Figura 2 - uma forma de execução de uma zona de controle de temperatura, como prevista conforme o processo ou conforme o dispositivo aqui descrito.

Descrição detalha das figuras

[0048] A figura 1 mostra um dispositivo para produção de corpos de espuma, especialmente uma instalação de peça contínua de extru-são de espuma, com duas extrusoras. O dispositivo esquematicamente representado na figura 1 possui uma primeira extrusora 1 com um acionamento 2 correspondente e uma segunda extrusora 7 com um acionamento 8 correspondente. Por um funil de entrada 3 o material de saída, isto é, os componentes reagentes do extrudado, são introduzidos na extrusora 1 em mistura com um agente de nucleação de espuma e opcionalmente um ou mais aditivos. Por rotação da espiral da extrusora e aquecimento, a mistura de material introduzida é compactada e fundida. Por um ou vários dispositivos de alimentação 4 apropriados, um agente de expansão/gás de expansão ou mistura de agente de expansão/mistura de gás de expansão, por exemplo uma mistura de dióxido de carbono e etanol, é introduzido na massa fundida. A massa fundida chega por um filtro 5 opcional, apropriado, que pode se conectar opcionalmente também à segunda extrusora 7, e um conduto de transferência, dispositivo de transferência ou uma extruso-ra de transferência 6, à segunda extrusora 7. A primeira extrusora 1 provê um pré-processamento do extrudado, e a segunda extrusora 7 subsequente conduz o extrudado por uma ferramenta de saída 10, para produzir uma peça contínua de espuma e em seguida um corpo de espuma. Em uma outra forma de execução, não representada, a primeira extrusora é opcional, sendo a segunda extrusora configurada nesse caso com um funil como o funil de entrada 3 e com um dispositivo como os dispositivos de alimentação 4, quando a primeira extrusora não é prevista. Também a segunda extrusora pode compreender um filtro como o filtro 5.

[0049] O material emitido da primeira extrusora, isto é, o extruda-do, é transportado adiante na extrusora 7 e então resfriado. Durante a fase de resfriamento na segunda extrusora 7, a massa fundida é resfriada por contato com a extrusora com auxílio de água de resfriamento ou de um outro meio de resfriamento, que é aduzido e descarregado da extrusora para resfriamento do cilindro de extrusão por um recipiente de água de resfriamento ou dispositivo de controle de temperatura 9. Um correspondente resfriamento da massa é importante para, na operação de espumação ocorrendo depois de deixar a extrusora, se obter condições moderadas e impedir um abrupto escapamento do agente de expansão / gás de expansão. Por uma ferramenta de extrusão 10 apropriada com um bocal redondo o extrudado é emitido em forma de um tubo com seção transversal anular ou circular, sendo que o extrudado, depois da saída do bocal redondo, devido ao alívio de pressão resultante, é espumado, na medida em que o agente de expansão / gás de expansão passa do estado líquido para o estado gasoso volumetricamente maior. À ferramenta de extrusão 10 se conecta em direção de transporte da extrusora a zona de controle de temperatura 20. Nela é previsto um bocal de controle de temperatura 12, que emite uniformemente distribuído perifericamente para fora o ar especialmente temperado e especialmente aquecido, especialmente radialmente. O fluxo de controle de temperatura resultante é dirigido para a massa espumada, da qual é representada apenas a periferia em forma de setas curvadas, apontando para a esquerda. Está ainda previsto um anel de ar ou anel de contato 11, que provê ao menos uma superfície, que exerce uma pressão de compressão de fora sobre a massa espumada. O anel de ar ou anel de contato 11 pode, em lugar disso ou ao lado da pressão de compressão, alimentar calor à massa espumada ou descarrega-lo dela. Em lugar do anel de ar ou anel de contato 11, em geral pode ser prevista uma disposição de contato ou disposição de bocal. Com ela é exercida a pressão de compressão, que tempera a massa espumada ou ambos.

[0050] A massa espumada cilíndrica oca é então insuflada por meio de ar interno ou por meio de um fluxo de controle de temperatura interno 12 (ar) e extraído por um mandril de calibragem 14 temperado, redondo, por um anel de calibragem ou por anéis de calibragem, depois de o lado externo do corpo de espuma ter sido temperado ou guiado como por um anel de ar ou anel de contato 11, ou ativado com uma pressão de compressão. O anel de contato provê uma área interna ou área de contato temperada. Por uma outra disposição de bocal opcional ou disposição de contato, especialmente um outro anel de ar 13, ocorre opcionalmente um outro controle de temperatura da massa espumada. Com os componentes 11, 12 e/ou 13 pode ser ajustada uma desejada curva de temperatura, na medida em que com os mesmos é descarregado ou alimentado calor. Os componentes 11 e 13 atuam de fora sobre a massa espumada e o componente 12 de dentro sobre a massa espumada. Podem não estar previstas quaisquer, uma ou várias disposições de contato ou bocal sucessivamente dispostas, que atuem de fora. Podem não estar previstas quaisquer, uma ou várias disposições de contato ou de bocal sucessivamente dispostas, que atuem de dentro. De preferência, ao menos uma das disposições de contato ou bocal é um elemento de descarga de calor ou de alimentação de calor. Além disso, nenhuma, uma ou várias das disposições de contato ou de bocal pode não ser um dispositivo de compressão. O dispositivo de compressão e o elemento de descarga de calor ou de alimentação de calor podem ser providos por um componente comum. Componentes atuando de dentro e de fora podem estar dispostos sucessivamente ou podem se sobrepor ou ser previstos no mesmo segmento longitudinal.

[0051] A figura 2 mostra, como representação em corte longitudinal esquemático, uma forma de execução de uma zona de controle de temperatura, que se conecta a uma ferramenta de extrusão 100. A ferramenta de extrusão 100 tem uma fenda 102 circular, pela qual é conduzido o extrudado, com o que resulta na fenda 102 a massa 110 espumada. O extrudado e também a massa 110 espumada são transportados para longe da ferramenta de extrusão 100, quer por uma espiral de extrusão de uma extrusora (não representada), em cuja extremidade de saída está prevista a ferramenta de extrusão 100. Pode-se ver que a massa 110 espumada, em forma de cilindro oco, se expande com crescente distância da ferramenta de extrusão 100. A linha mista reproduz o eixo central 104 da ferramenta de extrusão e reproduz igualmente com base na extremidade da seta a direção de transporte. À ferramenta de extrusão 110 se conecta à zona de controle de temperatura 106 por uma fenda opcional, cuja largura com relação à velocidade de transporte é tão pequena que a massa espumada solidifica ao menos não na superfície, em camada de borda ou completamente. Na figura 1 estão representados os limites longitudinais da zona de controle de temperatura 106 como linha pontilhada. São previstos componentes de uma disposição de controle de temperatura, em que a zona de controle de temperatura 106 está executada. A disposição de controle de temperatura compreende um elemento de alimentação de calor ou de descarga de calor 120, que emite ou recebe calor por irradiação térmica à massa 110 espumada. O elemento 120 pode compreender um elemento de aquecimento elétrico ou apresenta um compartimento oco, pelo qual flui o meio térmico. O elemento 120 apresenta uma superfície dirigida para a massa 110 a ser espumada, que está unida por irradiação térmica, de modo termicamente transmissor, com a massa espumada.

[0052] Como alternativa ou em combinação com o elemento 120 está previsto um bocal de controle de temperatura 160, que é alinhado à massa 110 espumada. Este insufla, por exemplo, ar temperado e especialmente aquecido na massa 110 espumada. O bocal de controle de temperatura 160 se estende de preferência perifericamente em torno da massa espumada. O bocal de controle de temperatura 160 é provido especialmente de um anel de bocal. Em lugar de um bocal, pode também ser empregada uma pluralidade de bocais periferica-mente enfileirados entre si.

[0053] Além disso, é previsto um dispositivo de compressão 122, que apresenta uma superfície para condução e para aplicação de uma pressão de compressão. A superfície é de tal maneira alinhada e disposta para com a ferramenta de extrusão que a massa 110 espumada saindo da ferramenta de extrusão é conduzida de passagem pelo dispositivo de compressão 122. A superfície do dispositivo de compressão 122, que serve para o contato e condução, se abre na direção de transporte 104. O dispositivo de compressão pode especialmente ser previsto como anel de contato. A superfície do dispositivo de compressão 122 pode se abaular especialmente para longe da massa espumada, de preferência em direção de transporte e na direção contraposta. Isso se aplica também a outras superfícies, especialmente a superfícies que servem para a transmissão de calor. O dispositivo de compressão pode ser previsto como anel de contato. O dispositivo de compressão pode ser provido por uma chapa se estendendo ao menos parcialmente perifericamente, que se abre em direção de transporte. Em lugar da chapa, pode também ser prevista uma placa de plásti-co, que é conformada como a chapa. A chapa ou a placa de plástico podem ser revestida de modo antiaderente. A chapa ou a placa de plástico encaminham calor captado do elemento 120 à massa 110 espumada ou encaminham calor captado da massa 110 espumada à chapa ou à placa de plástico. O dispositivo de compressão é especialmente transparente com relação à transmissão de calor. Quando o elemento 120 é um irradiador de micro-ondas, então o dispositivo de compressão é de preferência transparente para micro-ondas.

[0054] O dispositivo de compressão 122 pode ser previsto na mesma altura (em direção longitudinal) que o elemento de descarga de calor 120. O dispositivo de compressão 122 e o elemento de descarga de calor 120 podem se estender por segmentos em direção longitudinal, que se sobrepõem total ou parcialmente, ou que não se sobrepõem e especialmente se situam sucessivamente em direção longitudinal, por exemplo, distanciados por um segmento de lacuna em direção longitudinal ou também diretamente contíguos. Isso também pode se aplicar a outros componentes, especialmente a ao menos dois dos componentes 120, 122, 130, 140, 160, 170 e 172 da figura 2. Os componentes 120, 122 e 160 anteriormente mencionados estão dispostos perifericamente em torno da massa espumada. No interior da massa oca espumada podem igualmente ser previstos componentes da disposição de controle de temperatura. Estes, assim como os componentes dispostos externamente, são alinhados para com a massa espumada. No interior da massa espumada oca está previsto um outro elemento de descarga de calor ou de alimentação de calor 130, que alimenta o calor por irradiação térmica à massa 110 espumada ou o descarrega dela. O elemento 130 pode compreender um elemento de aquecimento elétrico ou apresenta um compartimento oco, pelo qual flui o meio de calor. O elemento 130 apresenta uma superfície dirigida para a massa 110 espumada, que está unida com a massa espumada por irradiação térmica transmitindo calor. Pode-se ver que o elemento 130 como também o elemento 120 apresenta um segmento, no qual o referido elemento apresenta contato para com a massa 110 espumada. Nesse segmento, a superfície da disposição de controle de temperatura a contato corresponde à superfície de um dispositivo de compressão.

[0055] Como outro elemento opcional é previsto um outro bocal de controle de temperatura 140, que é dirigido para fora para a massa espumada. Este insufla, por exemplo, ar temperado e especialmente aquecido para a massa 110 espumada. O bocal de controle de temperatura 140 se estende de preferência por toda a periferia em torno do eixo central 104 e fica disposto dentro da massa 110 espumada. O bocal de controle de temperatura 140 é provido especialmente de um anel de bocal. Em lugar de um bocal, pode também ser empregada uma pluralidade de bocais perifericamente enfileirados. Em lugar do bocal de controle de temperatura 140 e/ou 160 pode ser previsto um bocal de compressão. Este é executado como o bocal de controle de temperatura, sendo que o fluxo emitido pelo bocal não precisa apresentar determinadas propriedades de temperatura. Contudo, pode ser prevista uma velocidade de fluxo mínima na saída de bocal (ou uma taxa de passagem de volume mínima), para prover especificamente a pressão de compressão. As funções do bocal de controle de temperatura e do bocal de compressão podem estar reunidas. Nesse caso, esse bocal é de tal maneira operado que se ajusta a pressão de compressão (por exemplo, com base na velocidade de fluxo mínima ou com base na taxa de passagem de volume mínima), e resulta a controle de temperatura (quer por aquecimento ou resfriamento do fluido emitido pelo bocal).

[0056] Podem ser previstos outros elementos 170, 172, que se situam a montante dos elementos 120 -160. Os elementos 170, 172 formam superfícies dispostas dentro e fora da massa espumada, que se encontram respectivamente em contato com a massa 110 espumada. Esses elementos 170 formam superfícies, que conduzem a massa 110 espumada. Dependendo do grau da solidificação, as superfícies dos elementos 170, 172 podem também exercer uma pressão de compressão, para que células no interior da massa espumada ainda permaneçam plasticamente deformáveis e tamanhos celulares possam se homogeneizar. Quando a superfície exterior da massa 110 espumada ainda não está de tal maneira solidificada que a pressão do agente de expansão nesse ponto pode deformar a superfície exterior, então as superfícies dos elementos 170, 172 exercem uma pressão de compressão. O elemento 170 ou o elemento 172 pode então servir como contramancal. Além disso, os elementos 170, 172 podem também ser uma disposição de controle de temperatura a contato, por exemplo, uma disposição atravessada em fluxo pelo meio de calor temperado. Quando os elementos 170, 172 não apenas conduzem, mas sim também exercem uma pressão de compressão, os elementos 172, 170 combinam uma disposição de controle de temperatura a contato e um dispositivo de pressão de compressão com uma superfície para emissão de uma pressão de compressão. A superfície da disposição de controle de temperatura a contato corresponde então total ou parcialmente à superfície do elemento de compressão para emissão da pressão de compressão. Depois da saída dos elementos 170, 172, a massa 110 espumada solidifica de preferência totalmente. Caso não, pode ser prevista uma outra disposição de controle de temperatura subsequente para descarga de calor, por exemplo uma disposição de resfriamento em forma de um anel de contato ou anel de resfriamento.

[0057] Segundo uma forma de execução específica, vantajosa para explicação da invenção, que está apresentada neste parágrafo, os elementos 170, 172 são superfícies de um dispositivo de compressão, que exercem a pressão de compressão sobre a massa espumada. O elemento 120 é uma superfície de uma disposição de controle de temperatura, que provê uma transferência de calor por radiação térmica. O bocal 140 opcional emite um fluxo de fluido para aplicação da pressão de compressão, e o bocal 160 opcional emite um fluxo de controle de temperatura. Caso o bocal 160 opcional esteja previsto, o elemento 122 pode ser dispensado. Caso o elemento 122 esteja previsto, então é um dispositivo de controle de temperatura a contato. Este pode, por exemplo, estar montado radialmente móvel, de modo que apenas conduz, mas não exerce uma pressão de compressão. Alternativamente, o elemento 122 pode ser um dispositivo de controle de temperatura a contato e dispositivo de compressão combinado, que provê uma superfície como elemento de descarga de calor ou alimentação de calor, que é ao menos parcialmente também uma superfície para aplicação da pressão de compressão. O bocal 160 opcional e/ou o bocal 140 opcional pode, contudo, emitir também um fluxo como fluxo de fluido combinado e fluxo de controle de temperatura e, portanto, servir para a controle de temperatura e para a aplicação da pressão de compressão. Especialmente, a disposição de controle de temperatura é formada de um ou vários dos componentes 120, 122, 130, 140, 170 ou 172 acima mencionados. Cada um dos componentes 120, 122, 130, 140, 170 ou 172 acima mencionados pode ser previsto simples ou múltiplo. No caso por último mencionado, vários componentes do mesmo tipo estão previstos enfileirados ao longo da direção de transporte 110 e/ou dentro e/ou fora da massa espumada. Os componentes 120, 122, 20 130, 140, 170 ou 172 estão representados apenas esquematicamente, sendo que os elementos de desenho empregados para a representação não devem representar especialmente a forma dos componentes implementados. Os elementos de desenho indicam a disposição dos componentes para com a ferramenta de extrusão 100, para com a massa 110 espumada, para com a direção de transporte 104 (= direção axial) ou a disposição dos componentes entre si, especialmente em direção radial ou axial. Com as setas duplas 200 e 210 estão representadas a título de exemplo as possíveis direções de deslocamento do componente 120 ou dos componentes 160. Todos, vários ou apenas um componente dos componentes 120, 122, 130, 140, 170 ou 172 podem ser deslocáveis conforme as setas duplas 200 e/ou 210. Seta dupla 210 corresponde a um deslocamento em direção radial. Seta dupla 210 corresponde a um a um deslocamento em direção axial. As linhas empregadas para representação da massa espumada reproduzem, além disso, a superfície exterior da massa espumada em representação em seção transversal.

Claims (10)

1. Processo para a produção de um produto de espuma ex-trudado, sendo que um extrudado misturado com ao menos um agente de expansão é conduzido por uma ferramenta de extrusão (100), sendo o extrudado, após a saída da ferramenta de extrusão, é espumado pelo agente de expansão para formar uma massa (110) espumada, caracterizado pelo fato de que uma solidificação da superfície e de regiões mais interiores da massa espumada (110) saindo da ferramenta de extrusão dentro de uma zona de controle de temperatura (106), que se conecta à ferramenta de extrusão, é impedida por controle de temperatura da massa (110) espumada dentro da zona de controle de temperatura (106), sendo que a massa espumada (110) é mantida dentro da zona de controle de temperatura (106) em um estado plástico conformável pelo agente de expansão, e dentro da zona de controle de temperatura (106) por meio de uma superfície pivotável, deslocável ou girável é aplicada uma pressão de compressão ajustável sobre a superfície externa da massa espumada (110) de modo completo ao longo de toda a circunferência da massa espumada (110).
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que durante a controle de temperatura da massa (110) espumada é alimentado calor ou descarregado da mesma, especialmente por contato corporal entre a massa (110) espumada e uma superfície (122), pela qual é conduzida de passagem a massa (110) espumada, por condução de um fluxo de controle de temperatura ao longo da massa e/ou por irradiação com radiação térmica ou radiação de micro-ondas.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que dentro da zona de controle de temperatura (106) é aplicada uma pressão de compressão a uma superfície exterior da massa (110) espumada, por condução da massa espumada ao longo de uma superfície (122), que aplica de modo completo a pressão de compressão à superfície exterior da massa espumada (110), sendo que especialmente a pressão de compressão exercida pela superfície é ao menos tão grande quanto a pressão de espumação resultante, que é produzida pelo agente de expansão dentro da massa espumada, para limitar a seção transversal da massa espumada, ou a pressão de compressão é menor do que a pressão de espumação, para aumentar a seção transversal da massa (110) espumada.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a superfície, que exerce a pressão de compressão sobre a superfície da massa (110) espumada, alimenta ou descarrega calor da massa espumada por contato corporal e/ou por radiação térmica.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de extrusão (100), pela qual o extrudado é guiado, compreende um bocal de fenda redonda com uma fenda (102) perifericamente fechada, um bocal perfilado ou um bocal de fenda plana, pelo qual o extrudado é guiado, para moldar a massa (110) espumada como um corpo de espuma anular ou plano ou perfilado.
6. Dispositivo para produção de um produto de espuma extrudado, sendo que o dispositivo compreende uma extrusora (7, 8) com uma ferramenta de extrusão (10, 100), o dispositivo apresenta, ainda, uma disposição de controle de temperatura (120 - 170) com uma zona de controle de temperatura (106), que se conecta à ferramenta de extrusão, sendo que a disposição de controle de temperatura (120 - 170) apresenta um elemento de alimentação de calor e/ou de descarga de calor (120), que é previsto na zona de controle de temperatura (106) ou está acoplado com a mesma transmitindo calor, caracterizado pelo fato de que a disposição de controle de temperatura (120- 170) é implementada com base no elemento de alimentação de calor e/ou descarga de calor, (i) para impedir dentro da zona de controle de temperatura (106) uma solidificação de uma superfície e de regiões que se encontram mais para o interior de um extrudado saindo da ferramenta de extrusão, que é espumado dentro da zona de controle de temperatura (106) por uma agente de expansão para formar uma massa espumada (110), e (ii) para manter a massa espumada (110) dentro da zona de controle de temperatura (106) em um estado plástico conformável pelo agente de expansão, e
   o dispositivo apresenta um dispositivo de compressão (122), que está configurado para aplicação de uma pressão de compressão ajustável sobre uma superfície exterior da massa espumada, sendo que o dispositivo de compressão (122) é configurado para exercer, por meio de uma superfície pivotável, desocável ou girável, a pressão de compressão ajustável sobre a superfície externa da massa espumada (110) de modo completo ao longo de toda a circunferência da massa espumada (110).
7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os elementos de alimentação de calor e/ou descarga de calor compreendem um ou uma combinação de vários dos seguintes componentes de controle de temperatura de tipo igual ou diferente,

   • (a) uma disposição de controle de temperatura a contato com uma superfície, que está acoplada com uma fonte de calor ou dissipador de calor transmitindo calor, e a superfície se estende essencialmente ao longo ou paralelamente à direção longitudinal (104) da zona de controle de temperatura (106);
   • (b) um bocal de controle de temperatura (160) implementado para emissão de fluido de controle de temperatura em forma de um fluxo de controle de temperatura, sendo que o bocal de controle de temperatura é dirigido para a zona de controle de temperatura e o bocal de controle de temperatura está unido com uma fonte de calor ou dissipador de calor;
   • (c) um elemento de aquecimento (120) elétrico, um elemento de aquecimento de combustão ou com um elemento de aquecimento unido com uma fonte de calor, que é equipado com uma área de radiação, que é dirigida para a zona de controle de temperatura; ou
   • (d) um radiador de micro-ondas, que é dirigido para a zona de controle de temperatura e especialmente também a massa (110) espumada.
8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de compressão (122) é compreendido especialmente pela disposição de controle de temperatura, e o dispositivo de compressão (122) compreende ao menos a superfície para emissão da pressão de compressão, que se estende essencialmente ao longo ou paralelamente à direção longitudinal (104) da ferramenta de extrusão (100), sendo que a ferramenta de extrusão é inclinada dirigida para a superfície ou alinhada ao longo da superfície e de tal maneira disposta relativamente à superfície que a mesma aplica a pressão de compressão à superfície exterior da massa espumada, que sai da ferramenta de extrusão.
9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a superfície da disposição de controle de temperatura a contato corresponde total ou parcialmente à superfície para emissão da pressão de compressão.
10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de extrusão compreende um bocal de fenda redonda com uma fenda periferica-mente fechada, um bocal perfilado ou um bocal de fenda plana.

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