FI57711B - Foerfarande och extruderingsverktyg foer framstaellning av profiler genom extrudering - Google Patents

Description

K,'rt"-! rBl ....KUULUTUSJULICAISU r « rj + λ

VBa ra ('*) utlAggniNGSSKitiFT 5 77Ί I

C (45) Patentti nyonnetty 10 10 1020 Patent meddelat ^ v ^ (51) Kv.lk.3/h>t.a.3 B 29 F 3/04 SUOMI —FINLAND (21) Hwnttlhilc*mui-P«.«»n.dl«nln| Τ6θ1»13 (22) HtkamtoplM —AMMcntat*·! 19.02.76 ' (23) AlkuplM—GIMftiMxlif 19.02.76 (41) Tulkit JulktMioi — Blhrft off«ntii( 2g q8 76

Ptttanttl-Jm •'•klrterlh.llltu. (44) NlhtMktlpanon ]* kuuLJulIcalMm pvm.—

Patent- och regirtarttyralMn 7 AmUcm uth(d och utUkrMten pubiiewsd 30.06. 80 (32)(33)(31) Prr*«tty «tuolkw-Bttrd priority 25.02.75 S aka an Li i 11 ot as avalt a-Fö rbunds republiken Tyskland(DE) P 2507979*2 (71) Noel, Marquet & Cie Societe Anonyme, Rue Haute IOL, k700 Eupen,

Belgia-Belgien(BE) (72) Gerard Noel, Eupen, Belgia-Belgien(BE) (7^) Antti Impola (5^+) Menetelmä, ja pursutusväline profiileiden valmistamiseksi suulake-puristamalla - Förfarande och extruderingsverktyg för framställning av profiler genom extrudering Tämän keksinnön kohteena on menetelmä umpinaisten, onttojen tai avonaisten profiileiden, varsinkin sellaisten, joissa on terävät reu-nat, jatkuvasti valmistamiseksi kestomuoveista suulakepuristamalla ja pursutusväline tämän menetelmän toteuttamiseksi.

Vaahtoamattomien kestomuovien suulakepuristaminen mitä erilai-simmiksi profiileiksi on ollut jo kauan sitten tunnettu. Edelleen jo kauan on tunnettu helpottaa kestomuovimassan läpikulkua muoto a-antavan suulakkeen läpi siten, että vaahtoamattoman muovimassan ja suulakkeen hieno kiillotettujen seinämien väliin pannaan voiteluainetta, joka on sitten kalvon muodossa oruovitangon pinnalla tai pinnoilla.

Samoin on tunnettua umpinaisten, onttojen tai avonaisten profiilien valmistus vaahdotetuista kestomuoveista suulakepuristamalla. Lisäksi on tunnettu menetelmä päättömien profiileiden valmistamiseksi käyttäen vaahtoainesydäntä ja suljetun, sileän pinnan muodostavaa vaippaa, jonka menetelmän muodostaa se, että samanaikaisesti vaahtou-tuva kestomuovi sydäntä varten ja vaahtoamaton kestomuovi vaippaa varten suulakepuristetaan (vrt. saks.pat. julk. 1 154 264). Tosin tällä tavalla voidaan saada vaahtoainetankoja, joissa on kova sileä pinta-kalvo, mutta laitekustannukset ovat verraten suuret ja vaahdotetun sydämen sekä vaipan välinen tartunta ei ole aina tyydyttävä.

Edelleen on tunnettu menetelmä päättömän vaahtoainetangon eri- 2 57711 toiseksi valmistamiseksi kestomuovista, jolla vaahtoainetangolla on tasalaatuinen kennorakenne ja suljettu sileä pinta, jonka menetelmän mukaan vaahtoava muoviseos puristetaan karalla varustetun suulakkeen läpi välittömästi jäähdytettyyn kaliperointilaitteeseen, jolla on sama poikkileikkaus kuin suulakkeella. Muovitanko saa näin poikkileikkauksen, jonka kaliperointilaite antaa (vrt. saks.pat.julk. 1 729 076). Nimittäin sillä hetkellä, kun suulakkeesta ulostuleva vaahtoutuva muoviseos tulee kosketukseen jäähdytetyn kaliperointilaitteen kanssa, jonka lämpötila on vaahtoutuvan muoviseoksen jähmettymislämpötilan a-lapuolella, muovitangon pinnalle muodostuu kova kerros ja muoviseos täytyy vaahdottaa ulkoa sisäänpäin. Niiden suulakepuristusedellytys-ten mukaan, joihin kuuluu muun muassa myöskin poistonopeus, voidaan tällä tavalla valmistaa umpinaisia tai onttoja profiileita vaahdotetuista kestomuoveista. Epäkohtana tässä menetelmässä on se, että valmistettaessa suhteellisen pienen tiheyden omaavia vaahtoaineprofiilei-ta tulee vaikeuksia kaliperointilaitteessa, ts. se, että näitä profiileja ei voida enää hyvin yksinkertaisesti vetää tai puristaa kaliperointilaitteen läpi. Kuitenkin erittäin epäedullisesti tässä menetelmässä vaikuttaa se tosiasia, että poistonopeudet ovat hyvin pienet, koska tavallisesti voidaan työskennellä poistonopeuksilla ainoastaan noin 20 - 30 cm/min, korkeintaan 75 cm/min.

Tämän keksinnön tarkoituksena on näiden epäkohtien poistaminen.

Keksinnön tehtävänä on löytää keino vaikuttamiseksi yksinkertaisella tavalla vaahdotettujen ja vaahdottamattomien päättömien, suu-lakepuristettujen profiileiden pintaan, eikä ainoastaan mitä tulee sileän pintakalvon muodostamiseen, vaan myöskin antamiseen pinnalle muita erityisiä pintaominaisuuksia tai esimerkiksi sen värjäämiseen. Erityisesti keksinnön mukaan täytyy aikaansaada menetelmä ja pursutusvä-line, joiden avulla suulakepuristettaessa vaahtoutuvia muoviseoksia voidaan saavuttaa poistonopeuksia ainakin 5 m/min muodostaen samanaikaisesti sileä pintakalvo. Lisäksi tämän uuden menetelmän täytyy soveltua erityisesti tiheydeltään alle 0.15» sopivimmin alle 0.1 olevien monimutkaisten profiileiden valmistukseen.

Edelleen keksinnön mukaisen menetelmän ja pursutusvälineen täytyy olla niin suunniteltu, että niillä voidaan valmistaa myöskin monimutkaisia onttoja profiileita vaahdotetusta kestomuovista, joissa on sileä, himmeäkiiltoinen ulkokalvo, joiden tiheys on alle 0.1 ja jotka lisäksi voidaan jakaa yksinkertaisella repäisyllä muovitangon pituussuunnassa erilaisiksi määrätyiksi sektoreiksi.

5 57711

Keksinnön mukaan tämä tehtävä on ratkaistu siten, että ennen muovitangon suulakkeesta ulostuloa muovitangon pinnat karhennetaan ennen nestemäisen väliaineen paikalleen viemistä, samanaikaisesti sen kanssa tai välittömästi sen jälkeen. Kerhentaminen aikaansaadaan varsinaisen profiilin antavan suulakkeen eteen sovitetulla, aksiaalises-ti kulkevalla, putkimaisella suulakkeenpitimellä, jonka sisäpinta on karhennettu. Tällä karhentamisella aikaansaadaan se, että nestemäinen väliaine tunkeutuu ainakin osaksi puristeen pintoihin, millä muutetaan keksinnön mukaan valmistettujen profiileiden pintaominaisuuksia kulloinkin halutulla tavalla.

Niinpä tämän keksinnön kohteena on menetelmä umpinaisten, onttojen tai avonaisten profiilien jatkuvasti valmistamiseksi kestomuo-veista muotoa antavalla pursutuksella, jolloin nestemäistä väliainetta saatetaan ennen muovitangon suulakkeesta ulostuloa muovitangon pinnalle, jolle menetelmälle on tunnusomaista se, että ennen muovitangon suulakkeesta ulostuloa muovitangon pinnat karhennetaan ennen nestemäisen väliaineen paikalleen viemistä, samanaikaisesti sen kanssa tai välittömästi sen jälkeen. Keksintöön kuuluu myöskin pursutusväline, jolle on tunnusomaista se, että ennen suulaketta on sovitettu aksiaa-lisesti kulkeva, putkimainen suulakkeenpidin, jonka sisäpinta on karhennettu.

Perustusväline muodostuu näin pääasiallisesti profiilin antavasta, varsinaisen työvälineen pään muodostavasta suulakkeesta, jossa on mahdollisesti kara vastaavina karanpitimineen, aksiaalisesti kulkevasta putkimaisesta suulakkeenpitimestä suulaketta varten ja kuumennus-laitteista vastaavine lämpötilan mittauskohtineen ja paineen mittaus-kohtineen keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jolloin suulakkeenpidin suulaketta varten ja/tai suulake ja/tai kara ja/tai ka-ranpidin on varustettu syöttökanavilla, jotka sallivat nestemäisen väliaineen sisäänjohtamisen.

Nestemäisenä väliaineena käytetään keksinnön mukaan sopivimmin sellaisia aineita, jotka suulakkeenpitimessä ja suulakkeessa vallitsevissa lämpötila-ja paineolosuhteissa ovat nestemäisiä tai tahnamai-sia. Erittäin sopivia ovat sellaiset aineet, joilla mainituissa olosuhteissa on alhainen viskositeetti. Yleensä voidaan sanoa, että keksinnön mukaisesti edullisesti käytettävät nestemäiset väliaineet ovat sellaiset aineet, jotka ovat huoneen lämpötilassa nestemäisiä, erittäin viskoosisia, vahamaisia tai kiinteitä (lukuunottamatta kestomuo-veja) ja suulakkeenpitimessä ja suulakkeessa vallitsevissa lämpötila-ja paineolosuhteissa ovat nestemäisiä tai tahnamaisia, ts. että näi- 5771 1 den aineiden kiehumislämpötilat ovat korkeammat kuin suulakepuristet-tavan muoviseoksen tai suulakkeenpitimen tai suulakkeen lämpötila. Tietyillä edellytyksillä voidaan kuitenkin nestemäisenä väliaineena käyttää myöskin alhaalla kiehuvaa nestettä. Valmistettaessa profiileja vaahtoutuvista muoviseoksista käytetään esimerkiksi sileän, himmeä-kiiltoisen pintakalvon aikaansaamiseksi edullisesti nestemäisenä väliaineena huoneen lämpötilassa suhteellisen pieniviskoosista nestettä, jonka kiehumispiste on ainakin 140 °C, sopivimmin yli 200 °C. Tähän tarkoitukseen soveltuvat erittäin hyvin vesiliukoiset aineet, esimerkiksi vesiliukoinen silikoniöljy, jota polyuretaanikemiassa käytetään vaahdon stahilisaattorina.

Keksinnön mukaan lisätyt nestemäiset väliaineet toimivat joko ainoastaan erikoisen tehtävän ratkaisemiseksi tai useampien tehtävien samanaikaisesti ratkaisemiseksi. Kulloisessakin tapauksessa lisäaineet ovat ammattimiehelle tunnettuja vastaavilta käyttöaloilta, joten niitä ei tarvitse selittää tässä lähemmin. Jos esimerkiksi nestemäistä väliainetta samanaikaisesti käytetään puristeen pinnan värjäykseen, niin käytetään sellaista nestemäistä väliainetta, johon väriaine on liuotettu tai dispergoitu.

Nestemäisen väliaineen edullinen määrä mukautuu sen tehtävän mukaan, jonka nestemäisen väliaineen on täytettävä. Keksintöä toteutettaessa on huomattu, että jokaisessa yksityisessä tapauksessa edullisesti lisättävä määrä täytyy määrätä kokeellisesti. Esimerkiksi juoksevien väliaineiden edullinen määrä vaihtelee valmistettaessa vaahto-ainepuristeiden sileitä pintakalvoja välillä 3 ja 12 g/m2, varsinkin välillä 6 ja 8 g/m2 käsiteltävän puristeen pinnan mukaan. Monissa tapauksissa nestemäisen väliaineen osa puristeen pinnalla on oleellinen. Tavallisesti keksinnön mukaan kuitenkin halutaan tällaista ylimäärää. Sitten tämän ylimäärän poistamiseksi on sopivaa käyttää nestemäisenä väliaineena sopivimmin vesiliukoisia aineita, jotka voidaan poistaa vedellä suihkuttamalla.

Nestemäinen väliaine lisätään paineessa, joka on suoraan ver-ranollinen käytettävään määrään. Tavallisesti työskennelläänsuihkutus-paineella, joka on 10 - 30 % sen paineen yläpuolella, joka vallitsee suulakkeenpitimen tai suulakkeen sisäpinnalla.

Lisättävän nestemäisen väliaineen lämpötila vastaa yleensä suunnilleen suulakepuristettavan muoviseoksen lämpötilaa, koska se lämpenee tähän lämpötilaan porauksissa, jotka kulkevat suulakkeenpitimen tai suulakkeen kuumennettujen seinämien läpi. Huoneen lämpötilassa 5 57711 erittäin viskoosiset, vahamaiset tai vieläpä kiinteät aineet nestemäisenä väliaineena toimimiseksi esikuumennetaan nesteyttämiseksi ennalta jo tiettyyn lämpötilaan. Kuitenkin sitä tapausta varten, että nestemäisen väliaineen täytyy toimia samanaikaisesti jäähdytysaineena, käytetään tavallisessa lämpötilassa olevia, mahdollisesti jopa jäähdytettyjä, alhaisen viskositeetin omaavia nesteitä, jotka sitten lisätään termisesti eristetyn välikekappaleen välityksellä, joka on varustettu vastaavilla porauksilla tai vastaavalla rengassuulakkeella.

Sopivimmin nestemäinen väliaine saatetaan yhdessä veahtoutuvan muoviseoksen kanssa väliin kytkettyyn suulakkeenpitimeen useisiin vastakkain sijaitseviin kohtiin tai kosketukseen rengassuulakkeen avulla.

Sopiviin keksinnön mukaan käytettäviin nestemäisiin väliaineisiin kuuluvat esimerkiksi mineraaliset öljyt ja vaseliinit, kasvi- ja eläinöljyt sekä kasvi- ja eläinrasvat, sulfonoidut kasvi- ja eläinöl-jyt sekä kasvi- ja eläinrasvat, silikoniöljyt, varsinkin vesiliukoiset silikoniöljyt, nestemäiset saippuat, trietanoliamiini, pienimolekyyliset polyesterit ja polyeetterit, vahat, glyseriini, suulakepuristetta-vien muovien nestemäiset esipolymeerit, orgaaniset ja epäorgaaniset liuottimet, joihin käsiteltävä muoviseos on liukoinen tai ei ole liukoinen kulloinkin keksinnön mukaan ratkaistavan tehtävän mukaan sekä sentapaiset. Nestemäisenä väliaineena voidaan mahdollisesti käyttää jopa polymeroituvia reaktioseoksia vastaavasti pitkällä kestoiällä, jotka reaktioseokset sitten suulakkeesta ulostulon jälkeen polymeroi-tuvat muodostaen sileän pinnan.

Keksinnön, varsinkin keksinnön mukaisten pursutusvälineiden lähemmin selittämiseksi viitataan oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät kuitenkin ainoastaan esimerkkinä keksinnön sovellutusmuotoja.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti pituusleikkausta pursutussylinterin päässä olevasta pursutusvälineestä.

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti karan ja kahden siihen kuuluvan karanpitimen pituusleikkausta.

Kuviot 3 ja 4 esittävät kaaviollisesti erityisillä syöttölaitteilla varustettua suulaketta varten tarkoitetun suulakkeenpitimen osa-pituusleikkausta ·

Kuvio 5 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaan valmistetun, suhteellisen monimutkaisen onton profiilin poikkileikkausta.

Kuten kuviosta 1 käy selville, esimerkkinä esitetystä tavallisesta kierukkapursottimesta on esitetty ainoastaan päätekappale 12, pursutussylinterin ja pursutuskierukan 14 pää, pursutusvaippa 13 sekä 6 57711 ensin kartiomaisesti ja sitten lieriömäisesti kulkeva poisto-osa 15. Kierukkapursottimen poisto-osassa 15 on sihti 11 ja reikälaatta 10, joihin liittyy suulakkeenpidin 4 suulaketta 1 varten. Suulakkeenpiti-men 4 seinäjoissa on syöttökanavat 5» jotka voivat olla tehty myöskin viistoporaukeiksi. Syöttökanavat 5 ovat yhteydessä suihkutuslaitteen 6 kanssa, jonka välityksellä tuodaan nestemäistä väliainetta. Suulakkeenpidin 4 ja mahdollisesti myöskin suulake 1 on varustettu kuumennus-laitteella 7» lämpötilan mittauskohdalla 8 ja paineen mittauskohdalla 9. Kannattimen päässä on sitten profiilin antava suulake 1, joka tässä tapauksessa on varustettu karalla 2. Karaa 2 pidättää neljä karanpi-dintä 5» jotka ovat kapeita levyjä ja sovitetut 90° kulmaan toisiinsa nähden.

Sisään pantua vaahtoavaa muoviseosta, joka voi olla valmistettu esimerkiksi polystyrolista, rakkulainmuodostamisaineesta ja tavallisista lisäaineista, puristetaan pursutuskierukan 14 välityksellä pursu-tussylinterin ensin kartiomaisesti ja sitten lieriömäisesti kulkevan poisto-osan 15 kautta, jossa on sihti 11 ja reikäisettä 10, putkimaiseksi muodostettuun, ontoksi sylinteriksi tehtyyn suulakkeenpitimeen 4. Läpikulun aikana suulakkeenpitimen 4 kautta tapahtuu vaahtoutuvan muoviseoksen pinnan käsittely suihkuttamalla nestemäistä väliainetta syöttökanavien 5 kautta. Suulakkeenpitimen 4 pituus riippuu nestemäisen väliaineen poistonopeudesta ja halutusta jakeluvaikutuksesta sekä muista pursutusedellytyksistä. Suulakkeenpitimen 4 jätettyhän vaahtou-tuva muoviseos tulee suulakkeeseen 1. Pursutusolosuhteet valitaan siten, että vaahtoutuvaa muoviseosta suulakkeenpitimen 4 läpi kulkiessa ei vaahdoteta ja suulakkeen 1 läpi kulkiessa sitä vaahdotetaan vähän tai ei lainkaan, mutta välittömästi suulakkeesta 1 ulostullessa tai vähän sitä ennen, sitä aletaan vaahdottaa. Suulakkeesta 1 ulostullessa muoviseos vaahtoaa, vastaten suulakkeen 1 profiilia, vapaasti ilmassa, jolloin heti muodostuu sileä ulkokalvo 17« kuten on esitetty esimerkiksi kuviossa 5· Muoviseoksen vaahtoaminen tapahtuu molemmissa summissa, ts. sekä ulos- että sisäänpäin tilavuuden samanaikaisesti kasvaessa. Haluttu tilavuuden suureneminen riippuu useista tekijöistä ja täytyy sen tähden tavallisesti, varsinkin vaahdotettua muovia olevilla monimutkaisilla profiileilla saada selville kokeellisesti vaahdotetusta muovista. Kuten tmmettua, vaahtoaineprofiileita valmistettaessa, kun ne vaahdotetaan vapaasti ilmaan, sopii nyrkkisäännöksi, että pjrofiilin antavan suulakkeen 1 mitat on valittava parhailla mahdollisilla pursutusedellytyksillä (vaahtoavan muoviseoksen koostumus, 7 57711 lämpötila- ja paineolosuhteet, poistonopeus jne) noin kolme kertaa pienemmäksi kuin halutun profiilin mitat. Terävien ääriviivojen antamiseksi profiilille tällä tekniikalla on lisäksi suositeltavaa, kuten keksinnön mukaisen erään edullisen sovellutusmuodon mukaan tapahtuu, että keksinnön mukaista menetelmää toteutettaessa tapahtuu säädettävä vaahdotus. Tämän saavuttamiseksi käytetään asteittain suuremmaksi tulevaa kaliperointilaitetta, joka sopivimman tässä tapauksessa on tehty hienokiillotetusta kromiteräksestä. Vaahtoamiskulman tai etenemis-pituuden määrää pääasiallisesti profiilin valmistuksen vaikeusaste, varsinkin koristelistoj.en haluttu reunaterävyys ja tilavuus. Lisäksi on edullista jälkikäsiteliä vaahdotettu profiilitanko sinänsä tunnetulla tavalle valsseilla tai sentapaisilla, mikä yleensä suoritetaan tangon ollessa vielä lämmin ja muotoutuva. Profiilitangon poistaminen tapahtuu samoin tunnetulla tavalla poistoketjujen välityksellä. Laitteen päässä on sahauslaite profiilitangon katkaisemiseksi halutuiksi kappaleiksi.

Sitä tapausta varten, että haluttaessa valmistaa onttoja profii-leita, joiden myöskin sisäpinta olisi varustettu sileällä sisäkalvolla, mahdollisesti karhennetussa karassa 2 on sisältä ulospäin kulkevat syöttökanavat 5, jotka on varustettu karanpitimen 3 päällä suihkutus-laitteilla 6. Keksinnön erään erityisen sovellutusmuodon mukaan syöttö-kanavat 3 ovat ainoastaan karanpitimessä, jolloin ne kulkevat tämän läpi, esimerkiksi siten kuin käy selville kuviosta 2.

Keksinnön eräässä toisessa sovellutusmuodossa syöttökanavat 3 kulkevat lisäksi tai sijasta suulakkeen 1 seinämien läpi, jolloin syöttökanavat 5 voivat olla sovitettu samalla tavalla kuin suulakkeen-pitimessä 4.

Sopivimmin syöttökanavina 5 on useita hyvin ohuita porauksia, jotka kulkevat suulakkeenpitimen 4 seinämien läpi tai suulakkeen 1 tai karanpitimen 3 ja/tai karan 2 läpi. Luonnollisesti syöttökanavat 5 voivat olla sovitettu myöskin siten, että suulakkeenpitimen 4 sisäpintaan 4a ja/tai suulakkeen 1 sisäpintaan ja/tai karan 2 ulkopintaan 2a muodostuu rengassuutin, joka edustaa siten ainoastaan yhtä syöttö-kanavaa 5· Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan syöttökanavat 5 ovat ainoastaan suulakkeenpitimen 4 seinämissä ja kulkevat niiden läpi samassa leikkaustasossa, siten kuin on esitetty esimerkiksi kuviossa 3· Monissa tapauksissa voi kuitenkin myös olla edullista, kun syöttökanavat 5 kulkevat vinosti suulakkeenpitimen 4 seinämien läpi, siten kuin on esitetty kuviossa 4.

8 57711

Putkimaisena suulakkeenpitimenä 4 on sopivimmin samoin vaihdettava välikekappale. Suulakkeenpitimen 4 ontelolla voi olla mikä tahansa haluttu poikkileikkaus, kuitenkin sopivimmin se on pyöreä, niin että suulakkeenpitimen 4 sisällä on suulakkeen 1 suuntaan hieman kartio-maisesti laajeneva ontelo.

Erittäin hyviä tuloksia saavutetaan keksinnön mukaan silloin, kun suulakkeenpitimen 4 sisäpinta 4a on varustettu koko ontelon yli ulottuvalla hyvin hienolla rengasmaisella ja/tai spiraalimaisella rih-lauksella. Erikoistapauksissa voi olla edullista, kun suulakkeenpidin 4 on karhennettu ainoastaan suulakkeen 1 ja syöttökanavien 5 välillä. Syöttökanavat 5 sijaitsevat sopivimmin suulakkeenpitimen 4 ensimmäisessä puoliskossa.

Suulakkeenpitimen 4 pituus riippuu kulloisestakin käyttötarkoituksesta. Yleensä suulakkeenpitimen 4 pituus on ainakin kolme kertaa, sopivimmin ainakin kahdeksan kertaa sen sisäläpimitta.

Keksinnön mukainen menetelmä on käytettävissä kaikissa tunnetuissa suulakepuristusmenetelmissä umpinaisten, onttojen ja/tai avonaisten profiilien valmistamiseksi vaahdotetuista tai vaahdottamatto-mista kestomuoveistä. Frofiileiden valmistamiseksi vaahdotetuista muoveista voidaan työskennellä käyttäen sekä kemiallisia että myöskin fysikaalisia rakkulainmuodostamisaineita (suora kaasutus) tai vastaavia yhdistelmiä. Koska suora kaasutus voidaan saavuttaa vasta tiheysalueel-la 100 kg/m^ tai sen alle, mitä aikaisemmin ei ole voitu saavuttaa kemiallisilla rakkulainmuodostand Saineilla, on taloudellisesti mielenkiintoista saada käyttöön varsinkin suora kaasutus keksinnön mukaista erittäin edullista sovellutusmuotoa toteutettaessa, nimittäin valmistettaessa varsinkin hyvin kevyitä koristeprofiileja vaahdotetusta po-lyetyrolista.

Keksinnön mukaista menetelmää käytännössä toteutettaessa lisätään kestomuoveiksi sopivimmin vinyyli- tai vinylideenimonomeerien polymeerejä tai kopolymeereja. Esimerkkeinä vinyyli- ja vinylideenimono-meereista mainittakoon eteeni, propeeni, hutadieeni, styroli, vinyyli-toluoli, cC-metyylistyroli, akryylinitriili, vinyylikloridi, vinyyli-asetaatti, metyyliakrylaatti, metyylimetakrylaatti ja etyyliakrylaatti. Erittäin edullisiksi tulevat polyvinyyliaromaattiset muovit, ts. vi-nyyliaromaattisten monomeerien, kuten styrolin, klooristyrolin, vinyy-litoluolin tai oC -metyylistyrolin polymeerit tai kopolymeerit. Kopoly-meerit voivat muodostua vinyyliaromaattisista monomeereista ja jostakin olefiinisesta monomeerista, esimerkiksi akryylinitriilistä, vinyyliklo-ridista, vinyyliasetaatista, metyyliakrylaatista, metyylimetakrylaa- 9 57711 tista tai etyyliakrylaatista. Myöskin sitkeäksi tehtyä polstyrolia voidaan käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä. Erinomaisia tuloksia saadaan käyttämällä pdLystyrolia. Muihin keksinnön mukaan suulake-puristettaviin muoveihin kuuluvat myöskin polyamidi jne.

Valmistettaessa vaahdotettuja profiileita sekoitetaan kestomuo-veihin rakkulainmuodostamisaineita. Rakkulainmuodostami soineet voivat olla kemiallisia aineita, jotka hajoavat tietyissä lämpötiloissa muodostaen kaasua tai ne voivat olla haihtuvia aineita, jotka tavallisissa ilmakehäolosuhteissa (20 °C, 1 ilmakehä) ovat kaasumaisia tai höy-rymäisiä, mutta kierukkapursottimessa vallitsevissa lämpötila- ja pai-neolosuhteissa ovat liuenneet suliin tai puolisuliin kestomuoveihin, Esimerkkeinä käytettävistä haihtuvista aineista mainittakoon alemmat alifeettiset hiilivedyt, kuten eteeni, eteeni, propaani, propeeni, i-sobuteeni, hutadieeni, butaani, isopropeeni ja pantaani, alemmat al-kyylihalogenidit, kuten metyylikloridi, dikloridifluorimetaani, tri-kloorimetaani ja 1,2-diklooritetrafluorietaani ja epäorgaaniset kaasut, kuten hiilidioksidi ja typpi. Edullisia ovat alemmat alifaattiset hiilivedyt, varsinkin butaani, isobuteeni ja freon, ts. monofluoritri-kloorimetaani, difluoridikloorimetaani, trifluorimonokloorimetaani, monofluoridikloorimetaani, difluorimonokloorimetaani, 1,2,2-trifluori-trikloorietaani, 1,1,2,2-tetrafluoridikloorietaani, oktafluorisyklo-butaani, trifluoribromimetaani ja näiden seokset.

Häitä rakkulainmuodostamisaineita lisätään tavallisesti määrissä 3 - 50 %, eopivimmin 7 - 30 % laskettuna kestomuovin painosta, jolloin lisätty määrä riippuu luonnollisesti siitä, mikä tiheys vaahdotetulla tuotteella täytyy olla. Suorassa kaasutuksessa suihkutetaan haihtuvaa ainetta jatkuvasti suulakepuristimessa ja sulaneeseen muoviin. Muissa järjestelmissä voidaan käyttää esisekoitettuja valmisteita, jotka sisältävät jo rakkulainmuodostamisainetta.

Erittäin hienon kennorakenteen muodostamiseksi voidaan sekoittaa mukaan lisäaineita. Tähän tarkoitukseen sopivia ovat monet yhdisteet, esimerkiksi hienojakoiset tehottomat kiinteät aineet, kuten piidioksidi tai aluminiumoksidi mahdollisesti yhdessä sinkkistearaatin kanssa tai pienet määrät ainetta, joka pursutuslämpötilassa hajoaa muodostaen kaasua. Esimerkkeinä mainittakoon tätä varten natriumbikarbonaatti, mahdollisesti yhdessä viinihapon tai sitruunahapon kanssa, jota lisätään määrässä aina 5 %>iu saakka laskettuna vaahdotettavan kestomuovin painosta. Koska nämä aineet,joita keksinnön mukaan voidaan lisätä, ovat ammattimihelle tunnetut, näyttää siltä, ettei niitä tarvitse selittää tässä kohdassa lähemmin.

10 5771 1

Kuten jo on mainittu, rakkulainmuodostamisaineene voi olla myöskin kemiallinen rakkulainmuodostamisaine, esimerkiksi bikarbonaat-ti, kuten natriumbikarbonaatti, ammoniumkarbonaatti tai ammoniumnit-riitti tai orgaaninen typpiyhdiste, joka kuumennettaessa luovuttaa typpeä, esimerkiksi dinitrosopentametyleenidiamiini, bariumatsodikar-boksylaatti, atsodikarboniamidi, substituoitu tiatriatsoli, difenyyli-sulfoni-3»3r-disulfonihydratsidi tai atsoisovoihappodinitridi.

Pursutuslämpötila (ts. kierukkapursottimen ja siinä olevan kes-tomuovin lämpötila) riippuu tietyssä määrässä muovin pehmenemispisteestä. Yleensä sopivat lämpötilat ovat välillä 95 °C ja 190 °0, sopivimman välillä 100 °C ja 160 °C. Esimerkiksi kun täytyy puristaa vaah-toutuvaa polystyrolia, lämpötila voi olla alueella 130 - 160 °0, kun taas polyeteenille soveltuu vähän alhaisemmat lämpötilat, esimerkiksi 95 - 110 °C.

Kierukkapursottimen sisällä vallitseva paine on tavallisesti riittävä estämään sen, ettei muoviseos ala vaahdota ennen pursutusvä-lineestä poistumista. Jos rakkulainmuodostamisaine on kondensoituvaa, haihtuvaa ainetta, niin paine on sopivimmin suurempi kuin haihtuvan aineen kyllästetyn höyryn paine pursutuslämpötilassa. Hiinpä voidaan käyttää paineita, jotka esimerkiksi ovat suurempia kuin 17 kg/cm , e-rityisesti välillä 1? ja 105 kg/cm^.

Tämän selityksen täydentämiseksi esitetään seuraavassa esimerkkejä. kaikista ainoastaan ajateltavista suulakepuristusmenetelmistä, joissa voidaan käyttää keksinnön mukaisia toimenpiteitä. Tämän vuoksi esitetään vielä muutamia esimerkkejä sileän pintakalvon omaavien vaahdotettujen tuotteiden valmistamiseksi, jotka esimerkit eivät kuitenkaan rajoita keksintöä.

Esimerkki 1 Tämä esimerkki havainnollistaa umpinaisen sauvan valmistusta vaahdotetusta polystyrolista, jossa sauvassa on sileä, himmeäkiiltoinen, noin 0.3 mm:n paksuinen, luja, tasalaatuinen pintakalvo ja jonka ominaispaino on 0.11 (110 kg/m^).

Pursutettavaa ja vaahdotettavaa polystyrolia sekoitetaan ensin noin 3 minuuttia nopeasti pyörivässä sekoittimessa 0.95 paino-%:n kanssa sitruunahappoa ja 1.2 paino-%»n kanssa natriumbikarbonaattia. Sitten tämä seos pannaan tavalliseen tapaan kaksoiskierukkapursottimeen ja kuumennetaan plastisoimiseksi lämpötilaan 190 °C. Sitten näin plas-tisoituun muoviseokseen suihkutetaan jatkuvasti pursottimen siinä kohdassa, jossa puristuspaine on saavuttanut melkein korkeimman arvonsa 11 5771 1 "" 7 paino-% isopentaania jatkuvasti sekoittaen ja vaivaten. Tämä vaah toava muoviseos, jota sitten jäähdytetään asteittain pursottimessa siksi, kunnes sen lämpötila pursutusvälineessä on 120 °C, suulakepu-ristetaan sitten suulakkeenpitimen 4 ja suulakkeen 1 (ilman karaa) läpi, johtaen samanaikaisesti vesiliuokoista silikoniöljyä syöttöka-navia 5 pitkin suulakkeenpitimeen 4. Sen jälkeen ilmassa tasalaatuisesta vaahtoutuva polystyrolitanko johdetaan vastaavien poistolaittei-den välityksellä ja käyttäen lisäksi muotovalsseja jäähdytyskylvyn läpi. Poistonopeus on 5·5 m/min. Jäähdytetty tanko leikataan sahauslait-teella halutun pituisiksi sauvoiksi.

Edellä selitetyllä tavalla sauvoja voidaan valmistaa muilla tiheyksillä muttamatta alkuseosta, esimerkiksi siten, että muutetaan vastaavasti poistonopeutta, suulakkeen aukkoa ja muotovalssien välimatkaa.

Esimerkki 2 Tämä esimerkki esittää ominaispainoltaan hyvin kevyen onton profiilin 20 jatkuvaa valmistusta vaahdotetusta polystyrolista, jonka ominaispaino on 0.06 (60 kg/rn^). Kuten kuviossa 5 on esitetty, tangossa on sileä ulkokalvo 17» vaahtoainekerros 19 ja erotuspinta 18.

Kattolistojen, jotka sovitetaan ylimehoksi seinän ja katon väliin, valmistamiseksi tarvitsee sitten ontto profiili ainoastaan enää repiä pituussuunnassa erotuspintoja 18 pitkin käsin tai koneellisesti.

Esimerkin 1 mukainen menettelytapa toistetaan sillä muutoksella, että isopentaanin sijasta käytetään freonia ja karattoman suulakkeen sijasta karaa sekä neljää vastaavaa karanpidintä, jotka on sovitettu 90° kulmaan toisiinsa nähden. Lisäksi muovisauvan lämpötila sen ulostullessa ilmaan on ainoastaan noin 100 °C. Jatkuvasti syöttökana-vien 5 kautta suulakkeenpitimeen 4 suihkutetun vesiliukoisen silikoni- p öljyn määrä on 6 g/m laskettuna onton profiilin ulkopintaa kohti. Jo ulostullessaan polystyrolitangossa on sileä, himmeäkiiltoinen pinta-kalvo. Kuitenkaan suihkutettu silikoniöljy ei aikaansaa ainoastaan sileän pintakalvon muodostumista, vaan koska sitä lisätään määrässä, joka tekee mahdolliseksi sen, että osa siitä jakautuu myöskin karanpiti-mille, aikaansaadaan samanaaikaisesti se, että karanpitimillä lyhytaikaisesti neljään osaan jaettu muovitanko ei liity kovin lujasti jälleen yhteen, minkä ansiosta se voidaan jakaa helposti neljäksi varsinaisesti halutuksi koristelistaksi vahingoittumatta ja ilman mitään apuvälineitä.

12 5771 1

Esimerkki 5

Esimerkki 1 toistetaan sillä muutoksella, että polystyroli sekoitetaan yhteen 1.5 paino-%iin kanssa magnesiumsilikeattia ja 2.5 #:in kanssa piimaata, jotka molemmat oli ennalta jauhettu hienoksi ja pasutettu, vaahdotetaan 17 paino-%:lla etyylikloridia ja pursutetaan suulakkeen läpi lämpötilassa 154 °C ilmakehään. Muovitangon vastaavan sahauksen (katkominen) jälkeen saadaan profiileita, joiden tiheys on 0.39 (390 kg/m^) ja joissa on sileä, kova, tasalaatuinen pintakalvo.

Esimerkki 4

Esimerkki 1 toistetaan sillä muutoksella, että polystyrolin sijasta käytetään polyeteeniä ja pursutetaan lämpötilassa 80 °C ilmaan. Tällä tavalla saadaan profileita, joiden tiheys on 0.21 (210 kg/m^) ja joissa on sileä pintakalvo.

Claims (10)

15 5771 1

1. Menetelmä umpinaisten, onttojen tai avonaisten profiilien Jatkuvasti valmistamiseksi kestomuoveistä muotoa antavalla pursutuk-sella, Jolloin nestemäistä väliainetta saatetaan ennen muovitangon suulakkeesta ulostuloa muovitangon pinnalle, tunnettu s ii-t ä, että ennen muovitangon suulakkeesta ulostuloa muovitangon pinnat karhennetaan ennen nestemäisen väliaineen paikalleen viemistä, samanaikaisesti sen kanssa tai välittömästi sen Jälkeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä profiilien Jatkuvasti valmistamiseksi. Jolloin pursutetaan vaahtoutuvaa kestomuovia, tunnettu siitä, että vaahtoutuva muovi vaahdotetaan muodon antamisen Jälkeen vapaasti ilmassa.

3. Pursutusväline patenttivaatimuksen 1 Ja 2 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, Jossa pursutusvälineessä on profiilin antava suulake, mahdollisesti kara Ja karanpidin sekä syöttökanavat nestemäistä väliainetta varten ennen suulakkeen ulostuloaukkoa, tunnettu siitä, että ennen suulaketta (1) on sovitettu aksiaalisesti kulkeva, putkimainen suulakkeenpidin (4), Jonka sisäpinta on karhennettu.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen pursutusväline, tunnettu siitä, että suulakkeenpitimen (4) sisäosalla on pyöreä poikkileikkaus.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen pursutusväline, tunnettu siitä, että suulakkeenpitimen (4) sisäosa on onton sylinterin muotoinen tai suulaketta (1) kohti vähän kartiomaisesti laajeneva.

6. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 3-3 mukainen pursutusväline, tunnettu siitä, että sisältä ontto suulakkeenpidin (4) on ainakin kolme kertaa niin pitkä kuin sen sisäläpi-mitta.

7. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 3-6 mukainen pursutusväline, tunnettu siitä, että suulakkeenpitimen (4) sisäpinta (4a) on varustettu hyvin hienolla renkaan Ja/tai spiraalin muotoisella rihlauksella.

8. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 3-7 mukainen pursutusväline, tunnettu siitä, että suulakkeenpitimessä (4) on yksi tai useampi sen seinämien läpi kulkeva syöttökanava (3), sopi-vimmin hyvin ohut poraus.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen pursutusväline, tunnet-^ u siitä, että syöttökanavat (5) on sovitettu siten, että ne 14 5771 1 muodostavat suulakke enpitimen (4) sisäpintaan (4a) rengassuuttimen.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen pursutusväline, tunnettu s i itä, että syöttökanavat (5) on tehty suulekkeenpitimen (4) seinämään (kuvio 3 tai kuvio 4) Ja kulkevat tämän läpi säteittäi-sesti samassa poikkileikkaustasossa. 15 5 771 1 PATENIKRAV