DK160685B

DK160685B - Fremgangsmaade og apparat til fremstilling af opskummede legemer af termoplastisk syntetisk harpiks

Info

Publication number: DK160685B
Application number: DK452483A
Authority: DK
Inventors: Osamu Kobayashi
Original assignee: Kabegafuchi Kagaku Kogyo Kabus
Priority date: 1982-10-02
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1991-04-08
Also published as: EP0108487A3; NO833558L; ES526163A0; DE3376203D1; EP0108487A2; NO166070C; KR910005148B1; EP0108487B1; DK160685C; JPS5962122A; ATE33364T1; DK452483A; FI833522A; DK452483D0; IL69879A0; US4487731A; CA1213705A; FI77808B; JPH0254215B2; EG16422A

Description

DK 160685 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et apparat til fremstilling af opskummede legemer af termoplastisk, syntetisk harpiks ved at extrudere en opskummelig, termoplastisk, syntetisk harpiks fra en dyse, der foreligger 5 foran en extruder, ved at opskumme extrudatet til en ønsket form i en zone med reduceret tryk og ved at aflevere det opskummede legeme kontinuerligt til atmosfæren.

Opskummede legemer af termoplastiske, syntetiske harpiks 10 fremstilles generelt ved at indsprøjte et blæsemiddel i en smeltet harpiks inden i en extruder, ved at afkøle og ælte blandingen i extruderen for at fremstille en ensartet blanding med en smelteviskositet, der er velegnet til opskumning, og ved at extrudere blandingen fra en 15 dyse ud i atmosfæren, så der sker en opskumning af den smeltede, termoplastiske harpiks på grund af forskellen mellem damptrykket af blæsemidlet og det atmosfæriske tryk.

20 Opskummede legemer, der er fremstillet under anvendelse af en sådan konventionel fremgangsmåde, har sædvanligvis et expansionsforhold på ca. 1,5 til ca. 38 gange. De legemer, der er opskummede eller expanderede til forhold, der er højere end det ovenfor angivne interval, er næsten 25 alle af liden eller ingen kommerciel værdi, f.eks. fordi de har en åben cellulær struktur, er uensartet, hvad angår cellediameter, og har tendens til skrumpning, kastning eller lignende. Den konventionelle proces har en anden ulempe i den forstand, at anvendelsen af en forøget 30 mængde af blæsemiddel medfører en højere materialepris, hvis det ønskes at opnå produkter med høje expansionsforhold selv inden for det ovenfor angivne interval, f.eks. med expansionsforhold på ca. 36 til ca. 38 gange.

35 For at overvinde disse problemer har man gjort forsøg på at forbedre expansionseffektiviteten ved at extrudere en opskummelig, syntetisk harpiks i en zone med reduceret

DK 160685 B

2 tryk, som foreslået i forundersøgt japansk patentansøgning nr. 18779/1961, japansk, ikke forundersøgt patentpublikation nr. 2045/1980 og US patent nr. 4 199 310.

Hvert af disse tre publikationer omhandler teknik der i 5 realiteten svarer til krav l’s indledning. Imidlertid har ansøgerne udforsket disse forslag grundigt og fundet, at de udviser følgende ulemper.

I japansk forundersøgt patentpublikation nr. 18779/1961 10 foreslås der en teknik, der gør brug af et expansions-formeapparat, der er anordnet foran dysen af en extruder, og som har et rum, der, hvad angår tværsnit, svarer til formen af produktet, og som i sin indre overflade er tildannet med et stort antal porte, der står i forbindelse 15 med et gasafgangsorgan. Med denne teknik bliver en smeltet, syntetisk harpiks, hvori der er inkorporeret et blæ-semiddel, kontinuerligt extruderet i apparatet og udsat for expansionsformning, mens den føres gennem det indre af apparatet, der holdes på et reduceret tryk ved suge-20 virkning gennem det store antal porte. Med denne proces er bibeholdelsen af det reducerede tryk inden i expan-sionsformeapparatet afhængigt af den tilstand af intim kontakt, der hersker mellem den opskummede harpiks og apparatets vægoverflade. Hvis man imidlertid forsøger at 25 fremstille opskummede legemer med forskellige specifikationer, hvilket involverer forskellige massefylder, under anvendelse af et expansionsformeapparat med samme konfiguration, vil de optimale værdier for extruderings-formebetingelserne, såsom mængden af blæsemiddel, tempe-30 raturen af harpiksen, det reducerede tryk inden i dysen, osv., afvige fra specifikation til specifikation med det resultat, at harpiksen har tendens til at opskummes på forskellige måder for at ændre tilstanden omfattende intim kontakt mellem den opskummede harpiks og apparatets 35 vægoverflade, indtil operationen stabiliseres under passende betingelser.

3

DK 160685 B

Dette ændrer det interne, reducerede tryk i apparatet, hvilket bevirker, at produktets kvalitet varierer. Yderligere vil teknikken ikke sjældent involvere behovet for en selektiv anvendelse af et expansionsformeapparat, der 5 er konstrueret og fabrikeret i overensstemmelse med kvaliteten af eller specifikationerne for et særligt produkt, hver gang en sådan specifikation ændres. Den foreslåede teknik er således meget ufordelagtig i økonomisk henseende som en industriel teknik.

10

Den opfindelse, der er beskrevet i japansk ikke forundersøgt patentpublikation nr. 2045/1980, relaterer til en teknik, som gør brug af et dimensionerende apparat omfattende en dimensionerende cylinder, som afgrænser en zone 15 med reduceret tryk, et forseglingsorgan, som er tilvejebragt ved den forreste ende af cylinderen med henblik på lukning af zonen, og en kølevandskanal, der omgiver cylinderen externt. Med denne teknik extruderer man et forud opskummet legeme af opskummelig termoplastisk form-20 stofblanding ind i den dimensionerende cylinder, og den expanderes yderligere i zonen med reduceret tryk inden i cylinderen og hærdes ved afkøling.

Opfindelsen ifølge denne kendte teknik udviser dog funda-25 mentale tekniske ulemper ved fremgangsmåden til afkøling af det opskummede legeme og ved expansionsformeprocessen, når der produceres en genstand med hult tværsnit. Afkølingsmetoden til afkøling af det opskummede legeme afhænger af overføringen af strålevarme som resultat af for-30 skellen mellem temperaturen af det opskummede legeme og den lavere temperatur af den indre vægoverflade, som opnås ved at føre kølevand gennem kappen omkring apparatet.

Som en følge deraf medfører metoden en meget lav køleeffektivitet og har den ulempe, at det dimensionerende 35 apparat har en urimeligt forøget længde og kræver et større areal til installation, fordi længden af apparatet er bestemt ved køleeffekten, hvilket er irrelevant, hvad

DK 160685 B

4 angår det væsentlige træk ved teknikken, nemlig frembringelsen af og bibeholdelsen af det reducerede tryk. Når man producerer et opskummet legeme med hult tværsnit, udsættes yderligere den indre, hule del af legemet for at-5 mosfærisk tryk hele tiden, på grund af egenskaberne af de midler, der anvendes ved teknikken til forsegling af zonen med reduceret tryk. Dette medfører den ulempe, som består i, at produktets cellediameter ikke er ens i det indre af produktet og i ydersiden deraf. Fremgangsmåden 10 udviser en anden ulempe derved, at produktets ydre form i vidt omfang afhænger af det atmosfæriske tryk, som produktet er udsat for i det indre.

Den teknik, der er beskrevet i US patent nr. 4 199 310, 15 hviler i det væsentlige på bibeholdelsen af reduceret tryk inden i et expansionsformeapparat ved hjælp af en vandforsegling. I sammenligning med konventionelle processer har den beskrevne teknik den ulempe, at den nødvendiggør et i høj grad forøget areal til installation af 20 apparatet, og at den kræver en optagelsesenhed med en langt større kapacitet end hvis de var installeret i et vakuum. Den ovenfor angivne ulempe kan hovedsageligt tilskrives den kendsgerning, at legemets opdrift i høj grad forøges med voksende størrelse eller expansionsforhold af 25 det ønskede legeme, fordi det opskummede legeme på ethvert tidspunkt under produktionen holdes neddykket, og også på grund af den kendsgerning, at der må foreligge en højdeforskel på ca. 10 m mellem extruderen og efterbehandlingsorganerne for at opnå det ønskede vakuum.

30

For at løse de i det foregående angivne problemer, der knytter sig til kendt teknik, har ansøgerne foretaget en gennemgribende forskning og som følge deraf nået til den foreliggende opfindelse. Det er opfindelsens formål at 35 tilvejebringe et ønsket opskummet harpiksprodukt med valgfrit expansionsforhold og valgfri form kontinuerligt og på en i økonomisk henseende attraktiv måde under redu- 5

DK 160685 B

ceret tryk.

Mere specifikt anført tilvejebringer opfindelsen en fremgangsmåde til fremstilling af et opskummet harpikslegeme, 5 der er karakteriseret ved, at man kontinuerligt extrude-rer en opskummelig, termoplastisk syntetisk harpiks fra dysen af en extruder til en zone med reduceret tryk, at man udsætter extrudatet for et expansionsformetrin og et køle-hærde-trin. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er 10 ejendommelig ved, at man, mens man transporterer extrudatet gennem zonen med reduceret tryk, afskærer extrudatet for at opnå et opskummet stykke med forudbestemt længde, og at man separerer det opskummede stykke fra den resterende del af extrudatet, når det opskummede stykke har 15 nået en specificeret position, at man derefter retablerer trykket i det område, der omgiver det opskummede stykke, til normalt tryk, og at man derpå udfører det opskummede stykke i atmosfæren. Den ovenfor angivne fremgangsmåde ifølge opfindelsen kan udøves på meget fordelagtig måde 20 ved hjælp af apparatet ifølge opfindelsen, hvilket skal beskrives i det følgende under henvisning til den ledsagende tegning. Et sådant apparat omfatter et kammer, der står under reduceret tryk, hvori man extruderer et extru-dat til dannelse af en kontinuerlig længde af opskummet 25 extrudat, og apparatet er ejendommeligt ved, at det omfatter organer, der er i stand til at skære extrudatet i længder inden i dette kammer, og organer, der derpå skal føre de afskårne længder til et sekundært kammer, der også står under et sådant reduceret tryk, og organer, som 30 skal bevirke, at de afskårne længder træder ud ad det sekundære kammer uden at påvirke det reducerede tryk i det først angivne kammer.

De uselvstændige krav anviser hensigtsmæssige udførel-35 sesformer for opfindelsen.

DK 160685 B

6

Der skal nu beskrives en udførelsesform for opfindelsen under henvisning til et eksempel og til den medfølgende tegning, hvorpå 5 fig. 1 er en skematisk sideafbildning, der viser en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, og fig. 2 er en skematisk sideafbildning, der viser en anden udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen.

10

Fig. 1 viser en extruder 1 til en opskummelig, termoplastisk harpiks, hvilken extruder har en dyse 2 fastgjort til sin ydre ende. En kalibrerings- eller dimensioneringsdyse 3 er yderligere forbundet med dysen 2.

15

Anordnet i den umiddelbare nærhed af udgangen af den dimensionerbare dyse 3 foreligger en optagelsesenhed 4 omfattende et par drivaksler til indeslutning af et opskum-met legeme F, der er extruderet fra dysen. Spændingsval-20 ser 5, der omfatter et par indesluttende drivvalser, der på lignende måde skal fastholde det opskummede legeme F imellem sig, er anordnet efter optageenheden 4, regnet i materialestrømmens retning, i en passende afstand fra enheden 4. Selvom gummivalser, der hver omfatter en metal-25 valse overtrukket med naturgummi, syntetisk gummi eller et sammensat materiale af disse gummiarter, er velegnet til optageenheden 4 og spændingsvalserne 5, kan man også anvende med forklædeorganer forsynede valseorganer omfattende gummibælter eller lignende.

30

Et transportorgan 6 strækker sig fra optageenheden 4 til en position, der endog ligger efter spændingsvalserne 5, regnet i materialestrømmens retning, med henblik på transport af det opskummede legeme F. Med fordel er 35 transportorganet 6 et valsetransportorgan, som omfatter mange forskellige mellemvalser, der er understøttet vandret på tværs af fremføringsretningen af det opskummede 7

DK 160685 B

legeme F og i rette vinkler dertil, men man kan naturligvis også anvende et sædvanligt bæltetransportorgan eller et nettransportorgan.

5 En ledning 7 til vandpåføring udstrækker sig oven over og langs aksen af det opskummede legeme F, på den strækning, hvor det transporteres fra optageenheden 4 til spændingsvalserne 5, og den er tilsluttet til et forråd for kølevand (ikke vist).

10

Fortrinsvis foreligger ledningen 7 til vandpåføring som et perforeret rør, der har et stort antal åbninger, eller som en sprinkler eller forstøvertype med sprøjtedyser.

Der kan i tilslutning til ledningen 7 foreligge en anden 15 ledning til vandpåføring, hvilken anden ledning sprøjter vand på det opskummede legeme F nedefra og opad.

Der er tilvejebragt et skæreorgan 8 i nærheden af afslutningen af transportorganet 6, regnet i materialestrømmens 20 retning, på tværs af det opskummede legemes bane. Som skæreorganet 8 kan man anvende ethvert kendt eller konventionelt organ, såsom en cirkulær sav, en knivskærer eller en læderskærer. Et længdeperceptionsorgan 9 omfattende et fotoelektrisk rør eller lignende, er anordnet 25 efter skæreorganet 8, regnet i materialestrømmens ret ning, i en specificeret afstand derfra, med henblik på aktivering af skæreorganet 8 ved perception af det opskummede legeme F.

30 Anordnet efter transportorganet 6, regnet i materiale strømmens retning, foreligger der transportorganer 10 og 10', såsom endeløse bælter eller valsetransportorganer, der er anordnet i serie.

35 Skønt det apparat, der omfatter serien af anordninger gående fra extruderen 1 til transportorganet 10, og som er beskrevet i det foregående, er ikke meget forskellig

DK 160685 B

8 fra de apparater, der hidtil har være anvendt til extruder ingsopskumning, er et af de mest adskillende træk ved apparatet ifølge opfindelsen det, at i det mindste den dimensionerende dyse 3 og de derpå følgende organer i den 5 ovenfor angivne serie foreligger i et lufttæt vakuumkammer 11.

En forseglingsplade 12 eller væg ved kanten af forenden af vakuumkammeret 11 og en forseglingsplade 13, hvorigen-10 nem dysen 2 er ført igennem, er fast forbundet med hinanden, med en pakning 14 indført derimellem, for at holde kammeret 11 lufttæt, hvorved de ovenfor angivne organer til extruderingsopskumning foreligger inden i kammeret. Vakuumkammeret har en gasventil 15, der står i forbindel-15 se med vakuumpumpen (ikke vist), en drænåbning 16, der står i forbindelse med en afgangspumpe for kølevand (ikke vist) og en trykkontrol ventil 17 til indstilling af graden af vakuum inden i kammeret.

20 Et andet i høj grad adskillende træk ved apparatet ifølge opfindelsen er, at apparatet er forsynet med en anordning til aflevering af et skåret, opskummet legeme, nemlig et opskummet stykke F', fra vakuumkammeret 11, mens kammeret bibeholder sit vakuum.

25

Det kan mere specifikt anføres, at en trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 adskilt ved en skillevæg 18 foreligger i den forreste del af vakuumkammeret 11, regnet i materialestrømmens retning. I den trykgenoprettende af-30 deling eller kammer 19 foreligger transportorganet 10', og den trykgenoprettende afdeling er, uafhængigt af vakuumkammeret 11, forsynet med en gasventilation 20, der kommunikerer med en vakuumpumpe (ikke vist), en trykkon-trolventil 21 og en vakuumbrydende ventil 22 til frem-35 bringelse af et reduceret tryk, til indstilling af niveauet for det reducerede tryk og til at ophæve vakuumet uafhængigt af vakuumkammeret 11. Den trykgenoprettende 9

DK 160685 B

afdeling eller kammer 19 har yderligere åbnelig indgangsport 24 og udgangsport 25 på henholdsvis skillevæggen og på sin forreste endevæg 23, regnet i materialestrømmens retning. Fortrinsvis omfatter hver af portene 24 og 25 et 5 ved svingning fungerende dæmpningsorgan med henblik på hermetisk forsegling af afdelingen. Apparatet har et perceptionsorgan 26 ved positionen for indgangsporten uden for indgangsporten 26 og et perceptionsorgan 27 ved produktpositionen i nærheden af den forreste ende af transit) portorganet 10', regnet i materialestrømmens retning, med henblik på detektion af positionen af produktet. Anordnet uden for udgangsporten 25 foreligger der et perceptionsorgan 28 ved positionen for udgangsporten, et bord 29 til optagelse af det produkt, der afleveres fra udgangsporten 15 26 og et afleverings-perceptionsorgan 30 til detektering af det produkt, der overføres på bordet 29.

Vakuumkammeret 11 og den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 er yderligere forsynet med perceptionsorganer 20 henholdsvis 31 og 32 for reduceret tryk, til måling af niveauerne for reduceret tryk i kammeret og afdelingen. Indgangsporten 24 og udgangsporten 25 åbnes og lukkes, det opskummede stykke F' transporteres ind i og ud af den trykgenoprettende afdeling, og et vakuum genereres og 25 brydes i afdelingen eller kammeret 19 i henhold til den specificerede metode, der skal beskrives senere, mens man med disse perceptionsorganer detekterer positionen af det opskummede stykke F' uden for og inden i den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 med hinanden, hvad an-30 går lufttryk eller grad af vakuum, hvorved det opskummede stykke F' afleveres fra den trykgenoprettende afdeling, hvorved vakuumkammeret bibeholder sit vakuum. Ved den mest foretrukne udførelsesform gennemfører man portåbnings- og lukningsbevægelsen, forøgelsen og reduktionen 35 af lufttrykket, afleveringen af det opskummede stykke, osv. ved hjælp af energikilder, der er tilvejebragt med henblik på disse bevægelser og denne drift, ved automa-

DK 160685 B

10 tisk aktivering af energikilderne i henhold til et forudbestemt program i respons til detektionssignaler i relation til positionen af de opskummede stykker og lufttryksammenlignende signaler fra de ovenfor angivne per-5 ceptionsorganer.

Apparatet ifølge opfindelsen af den type, hvor vakuumkammeret 11 og den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 er sammenføjet som en enhed, som beskrevet, er ved sin 10 bund understøttet på hjul på en basis 33. Hjulene bringes i rotation ved hjælp af en motor 34, der er fixeret til basis 33 via et bælte, en kæde eller lignende krafttransmissionsorgan 35, der kan bevæge apparatet i vandret retning. Når det foreliggende apparat drives i kombina-15 tion med extruderen 1, er det fixeret til basis 33 ved indgreb med fixeringsorganer 36.

Skønt man på den viste udførelsesform anvender ved svingning fungerende dæmpningsorganer ved indgangsporten 24 og 20 udgangsporten 25, kan man anvende døre af enhver type, under forudsætning af, at afdelingen holdes lufttæt. Mens ventiler, der gør brug af elasticitetsmodulet af en fjeder, generelt er anvendelige som trykkontrolventiler 17, 21 og den vakuumbrydende ventil 22, kan man naturligvis 25 anvende enhver ventiltype, dersom den udøver lignende funktioner.

Dernæst skal driften af apparatet og fremgangsmåden ifølge opfindelsen beskrives i det følgende.

30 Først indstilles vakuumkammeret 11 på det ønskede niveau af reduceret tryk ved at indstille den mængde af gas, der udføres af vakuumpumpen gennem gasudluftningen 15, afbalanceret i forhold til den mængde luft, der tilføres via 35 trykkontrolventilen 17. Derpå indstilles niveauet af reduceret tryk i den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 på den ønskede værdi ved en balance mellem den 11

DK 160685 B

mængde gas, der udføres af vakuumpumpen gennem gasudluftningen 20, og den mængde luft, der tilføres via trykkon-trolventilen 21. Det således etablerede trykniveau bibeholdes af pakningen 14 og udgangsporten 25 i sin lukkede 5 position.

En termoplastisk harpiks, der er formuleret til en ensartet opskummelig blanding, extruderes fra dysen 2 af ex-truderen 1 i vakuumkammeret 11. Det termoplastiske har-10 piksextrudat initierer og fuldfører opskumning effektivt inden for zonen med reduceret tryk, som holdes på det specificerede trykniveau, og den formes til et opskummet legeme F, mens den trækkes gennem den dimensionerende dyse 3 af optageenheden 4. Det fremkomne opskummede legeme 15 F transporteres på transportorganet 6, mens det udsættes for en længdegående spænding ved hjælp af spændingsvalserne 5. Under sin bevægelse bringes det opskummede legeme i kontakt med kølevand, der sprøjtes fra vand-applikatorledningen 7, og det hærdes ved at blive afkølet 20 til en temperatur under blødgøringspunktet af den anvendte harpiks. Kølevandet føres via dræneporten 16 til vandafledningspumpen og frigøres på et sted med tryk under atmosfæretryk. Denne fremgangsmåde til at hærde det opskummede legeme ved afkøling frembringer en effektiv af-25 køling, forøger på bemærkelsesværdig måde den dimensionsmæssige nøjagtighed af tværsnitsprofilen af det opskummede legeme og er derfor meget ønskværdig. Det opskummede legeme F når derpå skæreorganet 8, hvorved det afskæres til et opskummet stykke F' med en forudbestemt længde, 30 som er specificeret ved længdereceptionsorganet 9. Det opskummede stykke F' transporteres ind i den trykgenoprettede afdeling 19 ved hjælp af transportorganet 10. På dette tidspunkt hersker der ækvivalens, hvad angår niveau af reduceret tryk mellem vakuumkammeret 11 og den tryk-35 genoprettende afdeling 19, idet indgangsporten 24 er åben. Når perceptionsorganet 27 for produktets position detekterer, at det separerede, opskummede stykke F' på

DK 160685 B

12 transportorganet 10 ’ har nået en specificeret position, standser transportorganet 10', og indgangsporten 24 lukkes, således at det opskummede stykke F' ikke blot separeres, men også afskæres fra de foregående procestrin.

5

Den del af den zone, der står under reduceret tryk, og som omgiver det opskummede stykke F', dvs. den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19, bliver således afskåret fra den anden del deraf, nemlig vakuumkammeret 11, 10 idet der dannes en fuldstændigt uafhængig zone med reduceret tryk.

Efter perceptionsorganet 26 for positionen af indgangsporten detekterer, at indgangsporten 24 er blevet lukket, 15 åbnes den vakuumbrydende ventil 22 for at ændre den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 fra tilstanden omfattende det reducerede tryk til en tilstand omfattende normalt tryk, dvs. atmosfærisk tryk. Udgangsporten 25 åbnes, når perceptionsorganet 32 for reduceret tryk detek-20 terer, at den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 har nået tilstanden omfattende atmosfærisk tryk. Det opskummede stykke F1 overføres fra afdelingen eller kammeret 19 til bordet 29 ved drift af transportorganet 101. Udgangsporten 25 returnerer igen til sin lukkede posi-25 tion, når perceptionsorganet 30 for aflevering detekterer overføringen af det opskummede stykke F'. Efter perceptionsorganet 28 for position af udgangsporten har detek-teret udgangsporten 25 i den lukkede stilling, lukkes den vakuumbrydende ventil 22, og vakuumpumpen for den tryk-30 genoprettende afdeling sættes i drift med det resultat, at afdelingen eller kammeret 19 genoprettes til og bibeholdes på det ønskede niveau for reduceret tryk ved en balance mellem den mængde af gas, der bortgår gennem gasudluftningen 20, og den mængde af luft, der tilføres via 35 trykkontrolventilen 21.

DK 160685 B

13

Efter perceptionsorganerne 31 og 32 for reduceret tryk detekterer, at niveauet for reduceret tryk i den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 er blevet ækvivalent med niveauet for reduceret tryk i vakuumkammeret 11, 5 bringes indgangsporten 24 igen tilbage til sin åbne position, hvorved den trykgenoprettende afdeling eller kammer 19 bringes i kommunikation med vakuumkammeret 11, således at en trykcyklus for kammeret 19 afsluttes. Som følge deraf udføres det opskummede stykke F' fra afdelingen, 10 mens vakuumkammeret 11 holdes under vakuum.

Fig. 2 viser en anden foretrukken udførelsesform for opfindelsen. På fig. 2 betegner tallene og symbolerne de samme dele som på fig. 1.

15

Kammeret 11 i henhold til udførelsesformen består af separate sektioner og fabrikeres ved at samle de separate sektioner med hinanden ved hjælp af en flange. Hver separat sektion inkluderer mindst én del, hvortil der kan 20 tilføres energi, og som kan bevæge extrudatet eller de opskummede stykker, eller som kan holde skæreorganet i drift, hvorved man let kan vedligeholde disse dele, hvortil der kan tilføres energi.

25 En sektion 40, som omfatter skæreorganet 8, har en aflang del 41 i sin midte. Bunden af den udvidede del 41 afgrænser en sump 42 for kølevandet indeholdende savsmuld og partikler. Med sumpen 42 foreligger der to ledninger 43 og 44 til at bortlede kølevandet. Ledningen 43 har en 30 ventil 45 og en sigte 46, og ledningen 44 har en ventil 47 og en sigte 48. Ledningerne 43 og 44 er sammenføjet efter sigterne 46 og 48, regnet i vandstrømmens retning, til dannelse af en ejektor for kølevandet.

35 Ejektoren kan sættes i drift i henhold til følgende metode. Først åbnes ventilen 45 i ledningen 43, og ventilen 47 i ledningen 44 lukkes. Ved denne tilslutning passerer

DK 160685 B

14 kølevandet gennem sigten 46, og savsmuld og partikler i kølevandet filtreres med sigten 46. Når funktionsevnen af sigten 46 forringes, lukkes ventilen 45, og ventilen 47 åbnes. Ved denne tilslutning passerer kølevandet gennem 5 ledningen 44, og savsmuldet og partiklerne filtreres med sigten 48, hvorved sigten 46 renses i denne periode. Ved at gentage disse procedurer kan kølevandet udføres fra kammeret 11 og renses.

10 I denne udførelsesform foreligger ledningerne 7 til vandtilførsel ikke blot før skæreorganet 8, men også efter skæreorganet 8, regnet i materialestrømmens retning, nærmere bestemt over transportorganet 10. Når det opskummede stykke F' yderligere køles efter skæreorganet 8, regnet i 15 materialestrømmens retning, er det ikke nødvendigt, at det opskummede extrudat skal være helt afkølet og hærdet før skæreorganet 8, regnet i materialestrømmens retning.

Dette er fordelagtigt, fordi det gør apparatet kompakt og forkorter driftstiden.

20

Det opskummede stykker eller den afskårne længde F' overføres til afdelingen eller kammeret 19 ved hjælp af transportorganet 10. Trykket i afdelingen eller kammeret 19 ændres skiftevis i henhold til trykcyklen. Mere præ-25 cist udtrykt overføres det opskummede stykke eller den afskårne længde F' i kammeret 19 under den del af trykcyklen, hvor der hersker et reduceret tryk, og det opskummede eller den afskårne længde F' udtræder af kammeret 19 under den del af cyklen, hvor der hersker atmosfæ-30 risk tryk. Derfor må den afskårne længde overføres til kammeret 19 ved hver afslutning af trykcyklen.

Retentionstiden af den afskårne længde i kammeret 19, nemlig den tid, der kræves for fuldførelse af en trykcyk-35 lus, kan opnås ved at kontrollere en overføringshastighed af det opskummede stykke F1 ved hjælp af transportorganet 10 som værende større end trækkehastigheden af det op-

DK 160685 B

15 skummede extrudat F ved hjælp af optageenheden 4. Når f.eks. tiden til fuldførelse af en trykcyklus er ca. 16 sekunder, trækkehastigheden af det opskummede extrudat ved hjælp af optageenheden 4 er 6 m/minut, afstanden fra 5 afskæringsorganet 8 til indgangsporten 24 er ca. 6 m, tidsintervallet for skæreoperationen er 20 sekunder, og skærelængden af det opskummede stykke F' er ca. 2 m, er overføringshastigheden af transportorganet 10 kontrolleret til ca. 6 m/minut.

10

Den del af cyklen, hvori der hersker reduceret tryk, kan fortrinsvis frembringes med et system, der gør brug af en stigetank 50. Stigetanken 50 er tilsluttet til en vakuumpumpe 52 via en ventil 51, og vakuumpumpen 52 er til-15 sluttet til kammeret 19 via en ventil 53.

Systemet sættes i drift ved at lukke porten 25 og den vakuumbrydende ventil 22 og ved derpå at åbne ventilerne 51 og 53. Trykket i stigetanken 50 er reduceret på et 20 tidligere tidspunkt. Herved resulterer det atmosfæriske tryk i kammeret 19 øjeblikkeligt i et reduceret tryk. Den nøjagtige regulering af trykdifferencen mellem det første kammer 11 og det andet kammer 19 gennemføres ved at sætte vakuumpumpen 52 i drift eller ved at åbne trykkontrolven-25 tilen 21, afhængigt af den trykdifferens, der detekteres ved hjælp af perceptionsorganerne for reduceret tryk 31 og 32. Når trykket mellem det første kammer 11 og det andet kammer 19 når ækvivalenspunktet, lukkes ventilen 53.

Under den fortsættende atmosfæriske del af trykcyklen re-30 duceres trykket i stigetankene 50 ved hjælp af vakuumpumpen 52. 1 systemet foretrækkes det, at et volumen af stigetanken 50 er næsten lig med voluminet af kammeret 19, og at det 35 sluttelige reducerede tryk af stigetanken 50 er omkring halvdelen af trykket i det første kammer.

DK 160685 B

16

Ved at anvende dette system under anvendelse af stige-tanken 50 kan man forkorte trykcyklen.

I det mest foretrukne tilfælde er apparatet konstrueret 5 sådan, at åbne- og lukkebevægelserne for indgangs- og udgangsport, frembringelse, tilpasning og brydning af vakuumet i den trykgenoprettende afdeling og transport af det opskummede stykke ind i og ud ad afdelingen gennemføres ved hjælp af energikilder, der er tilvejebragt 10 med disse operationer for øje, ved automatisk aktivering af energikilderne i henhold til det foregående program som respons til de detekterende signaler fra perceptionsorganerne til individuel detektering af positionerne af det opskummede stykke inden i og uden for den trykgen-15 oprettende afdeling, positionerne af indgangs- og udgangsportene og niveauerne for det reducerede tryk i den trykgenoprettende afdeling og vakuumkammeret.

Ved at gentage den i det foregående angivne rækkefølge af 20 operationer kan man fremstille et ønsket opskummet produkt med en valgfri form og et valgfrit expansionsforhold under reduceret tryk, kontinuerligt, stabilt og fordelagtigt set fra et industrielt synspunkt.

25 De termoplastiske, syntetiske harpikser, der skal anvendes til fremgangsmåden ifølge opfindelsen, er ikke særligt begrænsede, men omfatter forskellige homopolymere og copolymere. Man kan anvende mange forskellige polymere, f.eks. homopolymere af polyolefin-typen, polystyren-ty-30 pen, polyvinylchlorid-typen, etc. og pode-, randomiserede eller blok-copolymere etc. Blandt disse er polyethylen, polypropylen, polystyren, acrylonitrilstyren-copolymer, acrylonitril-butadien-styren-copolymer, ethylen-vinylace-tat-copolymer, polyvinylchlorid etc., særligt velegnet.

35

Der er heller ingen begrænsninger hvad angår anvendelige blæsemidler. Særligt velegnet er forbindelser, der fore-

DK 160685 B

17 ligger i form af en gas eller væske under normale betingelser, såsom methan, ethan, propan, isobutan, pentan, hexan, methylchlorid, methylfluorid, methylenchlorid, di-chlordifluormethan, trichlormonofluormethan og dichlor-5 tetrafluorethan, termisk dekomponerbare blæsemidler, såsom azodicarbonamid, azobisisobutyronitril, natriumbicar-bonat og ammoniumcarbonat, etc.

I henhold til fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der nu 10 er beskrevet detaljeret, gennemfører man alle trinene omfattende extruderingsopskumning, køling-hærdning og afskæring i en zone med reduceret tryk, hvorved der fremkommer et produkt med et forøget expansionsforhold, under anvendelse af en reduceret mængde af blæsemiddel og til 15 en lavere pris. Da det reducerede tryk virker på hele overfladen af det polymere extrudat på isotropisk og ensartet måde, kan man opnå et opskummet legeme, der har ensartede celler i sin helhed, og som er af en udmærket kvalitet og frit for deformationer, uafhængigt af lege-20 mets form, f.eks. af, om det er hult eller tubulært.

Fremgangsmåden har en anden fordel, nemlig at den er let tilpasselig til ændringer af specifikationer, fordi expansions forholdet kan varieres ved på passende måde at indstille niveauet af det reducerede tryk. Skønt køleme-25 toden omfattende bibringelse af kontakt mellem det op-skummede legeme og kølevand med henblik på hærdning anvendes i zonen med reduceret tryk, fremkommer der yderligere en ganske betydeligt højere køleeffektivitet end ved den konventionelle metode, der gør brug af varmeover-30 føring ved indirekte køling og varmeudstråling. Frem gangsmåden tjener derfor til i høj grad at reducere det rumfang, der er nødvendigt til afkøling, og den forbedrer i bemærkelsesværdigt omfang den dimensionsmæssige nøjagtighed af tværsnitsprofilen af det opskummede legeme. Da 35 opskummede stykker kan udføres efter hinanden uden at bryde vakuumet til expansionsformtrinnet, muliggør fremgangsmåden yderligere en kontinuerlig operation, tilve-

DK 160685 B

18 jebringer en i høj grad forøget driftseffektivitet, når den udøves automatisk under programmeret kontrol, og tilvej ebringer et produkt med stabiliseret kvalitet på grund af, at vakuumet til expansionsformningstrinnet kan bibe-5 holdes på en konstant værdi på ethvert tidspunkt. Den foreliggende opfindelse yder således et stort bidrag til dette tekniske område ved den viste problemløsning.

Opfindelsen skal nu beskrives under henvisning til det 1 o følgende eksempel.

EKSEMPEL

Man æltede polystyren-tabletter i en extruder med to 15 skruer ved en cylindertemperatur på 180 til 230 °C. Man indsprøjtede trichlormonofluormethan i polystyrenet i den midterste del af cylinderen i et forhold på 6 vægt-%, baseret på harpiksen. Polystyrenblandingen, der blev gjort opskummelig på denne måde, blev fra dysen af extruderen 20 extruderet ind i et vakuumkammer, såsom det er vist, ved en extruderingstemperatur på 130 °C og et extruderings- 2 tryk på 80 kg/cm . Vakuumkammeret blev holdt på et reduceret tryk af ca. 350 mmHg. Extrudatet opskummede hurtigt og ensartet inden i zonen med reduceret tryk, blev formet 25 af en dimensionerende dyse til et hult rør, hvis ydre diameter var 120 mm og hvis indre diameter var 80 mm, og fjernet ved hjælp af en optageenhed under spænding. Det opskummede legeme blev bragt i kontakt med kølevand, der havde en temperatur på 12 °C og som blev udsprøjtet fra 30 en overliggende ledning, der tjener som vandapplikator, og det blev derved afkølet med henblik på hærdning, mens det blev bragt i yderligere længdegående spænding ved hjælp af spændingsvalser.

35 Derpå blev det opskummede legeme afskåret af et skæreorgan i form af en roterende sav, hvorved der fremkom et opskummet stykke, hvis længde var 800 mm.

DK 160685 B

19

Det opskummede stykke blev yderligere transporteret til en trykgenoprettende afdeling, som derpå blev afskåret fra vakuumkammeret. Efter at lufttrykket i afdelingen var genoprettet til atmosfærisk tryk, blev det opskummede 5 stykke udført fra afdelingen gennem en udgangsport.

Det fremkomne opskummede legeme havde en smuk, glat overflade, et expansionsforhold på ca. 38 gange og lukkede celler, der var ensartet fordelt over hele tværsnittet.

10 15 20 25 30 35

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et opskummet termo-5 plastisk syntetisk harpikslegeme, hvorved man kontinuerligt extruderer en opskummelig termoplastiske syntetisk harpiks fra dysen af en extruder (1) til en zone med reduceret tryk (11), og hvorved man udsætter extrudratet (F) for et expansionsformetrin og et køle-hærde-trin, 10 kendetegnet ved, at man, mens man transporterer extrudatet gennem zonen med reduceret tryk (11), afskærer extrudatet (F) for at opnå et opskummet stykke (FT) med forudbestemt længde, og at man separerer det op-skummede stykke fra den resterende del af extrudatet, når 15 det opskummede stykke har nået en specificeret position, at man derpå retablerer trykket i det område, der omgiver det opskummede stykke til normalt tryk, og at man derpå udfører det opskummede stykke i atmosfæren.

2. Fremgangsmåde til fremstilling af et opskummet har pikslegeme ifølge krav 1, kendetegnet ved, at harpiksen udsættes for et expansionsformetrin ved opskum-ning og dimensionering til ønskede dimensioner inden i en dimensionerende dyse, og at den derpå trækkes af en 25 optageenhed.

3. Fremgangsmåde til fremstilling af et opskummet harpikslegeme ifølge krav 1, kendetegnet ved, at køle-hærde-trinnet omfatter, at man bringer det opskumme- 30 de legeme i kontakt med kølevand, mens man udsætter legemet for langsgående spænding.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at separationstrinnet gennemføres ved, at man indfø- 35 rer det opskummede stykke med forudbestemt længde i en sekundær zone, der kan åbnes og lukkes både i forhold til den første zone og atmosfæren. DK 160685 B 21

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at trykket i den sekundære zone bringes til vekselvis at være trykket i den første angivne zone og atmosfæretryk. 5

6. Skumextruderingsapparat omfattende et kammer, der står under reduceret tryk, og hvori man extruderer et extrudat til dannelse af en kontinuerlig længde af opskummet extrudat, kendetegnet ved, at apparatet omfatter 10 organer til afskæring af extrudatet i længder inden i kammeret, organer indrettet til at føre de afskårne længder ind i et sekundært kammer, der også står under reduceret tryk, og organer til fjernelse af de afskårne længder fra det sekundære kammer uden at påvirke det redu-15 cerende tryk i det først angivne kammer.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det omfatter organer til at bringe trykket i det sekundære kammer til vekselvis at være det angivne reducerede 20 tryk og atmosfæretryk.

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at de organer, der derpå skal føre den afskårne længde ind i det sekundære kammer, arbejder i den del af cyklen, der 25 svarer til reduceret tryk.

9. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at organerne til fjernelse af den afskårne længde fra det sekundære kammer arbejder i den del af cyklen, der svarer 30 til atmosfæretryk.

10. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det omfatter en optageenhed, hvortil der kan tilføres energi, og som tjener til at trække det opskummede extru- 35 dat, og et transportorgan, hvortil der kan tilføres ener gi, og som tjener til overføring af den afskårne længde til det sekundære kammer i det første angivne kammer. DK 160685 B 22

11. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved, at den overførende hastighed af det transportorgan, hvortil der kan tilføres energi, i det første kammer er større end trækkehastigheden af den optageenhed, hvortil der 5 kan tilføres energi.

12. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det reducerede tryk i det sekundære kammer genereres ved, at det sekundære kammer sættes i forbindelse med en va- 10 kuumtank, der er anbragt uden for det sekundære kammer.

13. Apparat ifølge krav 12, kendetegnet ved, at voluminet af vakuumtanken næsten er det samme som voluminet af det sekundære kammer, og at trykket i tanken 15 er omtrent halvdelen af trykket i det først angivne kammer.

14. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det først angivne kammer består af separate sektioner, og 20 at hver af de separate sektioner omfatter en del, der kan bevæges.

15. Apparat ifølge krav 14, kendetegnet ved, at den sektion, der omfatter organerne til at skære ex- 25 trudatet til længde, har en udvidet del ved sin midte.

16. Apparat ifølge krav 15, kendetegnet ved, at det omfatter organer til afkøling af extrudatet med kølevand. 30

17. Apparat ifølge krav 16, kendetegnet ved, at der både før og efter organerne til at skære extrudatet til længde, regnet i materialestrømmens retning, er anbragt et organ til afkøling af extrudatet. 35

18. Apparat ifølge krav 17, kendetegnet ved, at bunddelen af den udvidede del afgrænser en sump til DK 160685 B 23 køling af vand, der indeholder støv eller partikler.

19. Apparat ifølge krav 18, kendetegnet ved, at sumpen er tilsluttet en ejektor til afledning af køle-5 vandet og separation af støvet eller partiklerne. 10 15 20 25 30 35