NO148305B - Spjeldsystem med spjeld i smeltbar forbindelse med rotasjonsaksel - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår en apparatur for tilkob-ling til et spjeld (2) i et spjeldsystem, omfattende en aksel (8) som er drevet og som er tilkoblet spjeldet (2) via en hylse (10) og rør (4) som er en del av spjeldet og at der mellom akelen (8) og hylsen (10) er anordnet et smeltbart forbindelsesstykke. (12), slik at, når det foreligger en stigning i temperaturen, forbindelsesstykket (12) smelter og fri-gjør forbindelsen mellom akselen (8) og spjeldet (2).Spjeldet (2) er derfor påvirket og returnerer til en lukket stilling.

Description

Voksblandinger for overtrekks- og formningsformål inneholdende polyalkylenhomopolymerisater og -sampolymerisater.

Foreliggende oppfinnelse angår voksblandinger som særlig er egnede til overtrekning, formning, ekstrudering og skum-dannelse.

Voksarter som er avledet av petroleum,

har vært anvendt i mange år til å over-trekke papir og kartong, spesielt for anvendelse til innpakning av meieriprodukter og andre næringsmidler, såsom bakervarer og lignende, såvel som til overtrekning av tøyer, fibre og næringsmidler som ost og kjøtt for å gjøre dem holdbare i fuktig luft.

Sådanne voksarter har imidlertid en

tendens til å sprekke og skalle av på grunn av iboende svakheter. Selv de voksarter som er modifisert med polyethylen, oppviser til tross for at de har visse forbedrede egenskaper, mangler som sprøhet og for liten strekkstyrke ved lave temperaturer, som f. eks. de temperaturer som, anvendes ved lagring av meieriprodukter, og da særlig når de ekstruderes.

Tilsetning av større mengder normalt

faste polyethylener til voks resulterer i blandinger med en moderat flytegrense, men de har absolutt ingen strekkstyrke ved brudd og mangler fullstendig evnen til å forlenges under strekkpåkjenning. Sådanne blandinger går i stykker når de ut-settes for strekkpåkjenninger og har der-for bare funnet meget begrenset anvendelse. Det er oppnådd vesentlige forbedringer ved anvendelse av visse sampolymerisater, såsom ethylen-propylen-sampolymerisater med høyt ethyleninnhold. Skjønt disse har

åpenbare fordeler i mange henseender, især hva angår strekkstyrke og forlengelse, når de anvendes i større mengder i voks er det ønskelig å opnå ytterligere forbedringer hva flytegrensen angår.

Et formål med oppfinnelsen er å skaffe forbedrede voksblandinger som inneholder vesentlige mengder hydrocarbonpolymeri-sater og som har en forbedret kombinasjon av egenskaper representert ved flytegrense, strekkstyrke ved brudd og forlengelse.

I henhold til oppfinnelsen skaffes der således voksblandinger for overtrekks- og formningsformål inneholdende petroleum-hydrocarbonvoks og to polyalkylenpolyme-risater. Det karakteristiske trekk ved voksblandingene er at voksblandingene inneholder fra 15 til 85 vektspst. av en petroleumhydrocarbonvoks og fra 85 til 15 vektspst. av en blanding bestående av et poly-alkylenhomopolymerisat og et polyalkylensampolymerisat, hvilket sistnevnte inneholder enheter med den generelle struktur:

(i hvilken R betegner en hydrocarbonsub-stituent) samt har et ethyleninnhold som utgjør fra 80 til 95 molpst. av sampolymerisatet, idet vektforholdet mellom homopolymerisatet og sampolymerisatet ligger i området fra 2:1 til 1:5.

Det foretrekkes at polyalkylen-homopolymerisatet er enten polyethylen eller polypropylen og fortrinnsvis er polypropylen. De sampolymerisater som anvendes i blandingene ifølge oppfinnelsen, er fortrinnsvis de i hvilke R er et C]18 alkylradi-kal. Disse sampolymerisater kan fremstilles ved å sampolymerisere en blanding av ethylen og et høyere a-alken med 3—20 carbonatomer, fortrinnsvis 3—8 carbonatomer, i molekylet. De mest effektive a-olefiner for dette formål er propylen og buten-1, men høyere alkener, f. eks. octen-1 eller octa-decen-1 kan også anvendes istedet for eller i tillegg til det lavere a-olefin. Andre poly-alkylen-sampolymerisater fåes ved å an-vende styren eller alkylerte styrener i ste-det for C3_20 alifatiske olefiner, idet R i så fall er et aryl- eller alkarylradikal.

Blandinger ifølge oppfinnelsen som oppviser uventet forbedrede kombinasjoner av egenskaper, består av 50—85 vektspst. petroleum-hydrocarbonvoks, 15—50 vektspst. av en blanding av polyethylen eller polypropylen og et sampolymerisat av ethylen med minst ett C,,_8 a-alken, idet sampolymerisatet omfatter 80—95 molpst. ethylen, og vektforholdet mellom polyethylenet eller propylenet og sampolymerisatet er mellom 2:1 og 1:5. Fortrinnsvis omfatter blandingene 65—80 vektspst. petroleum-hydrocarbonvoks og 20—35 vektspst. av en blanding av polyethylen og et sampolymerisat av ethylen og propylen, idet sampolymerisatet inneholder 80—95 molpst. ethylen. Mere foretrukket inneholder blandingene polyethylenet og sampolymerisatet i et vektforhold mellom 1:1 og 1:3.

Den erkjennelse som ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse, er erkjennel-sen av den uventede bibeholdelse av den utmerkede forlengelse som oppnåes med blandinger av voks og de angitte typer av sampolymerisater også når en del av sampolymerisatet erstattes med polyethylen eller polypropylen. Dette er særlig uventet fordi blandinger med vesentlige mengder (f. eks. 30 pst.) polyethylen eller polypropylen i paraffinvoks er ytterst sprø og ikke oppviser noen strekkstyrke og bruddstyrke ved flytepunktet, og således ikke har noen evne til forlengelse. Sålenge mengdeforholdet mellom polyethylen eller polypropylen og sampolymerisatet holdes innen de oven-nevnte grenser, bibeholdes den uventede evne til forlengelse samtidig som flytegrensen for blandingen betydelig forbedres i forhold til blandinger av voks og de nevnte typer av sampolymerisater i fravær av homopolymert ethylen og propylen.

Det må forståes at blandinger av petroleumvoks og homopolymerisater av ethy-

len eller propylen er uanvendelige til mange formål. De oppviser et høyt flytepunkt men er så sprø at de ikke har noen strekkstyrke og ikke kan forlenges. Den foreliggende oppfinnelse kan således sies å angå på den ene side blandinger som muliggjør anvendelse av vesentlige mengder av homopolymert ethylen eller propylen i voks og på den annen side en forbedring av flyteegenskaper av voksblandinger inneholdende vesentlige mengder av de angjeldende sampolymerisater.

De ønskede fysikalske egenskaper kan bestemmes på forhånd ved avpasning av mengdeforholdet mellom homopolymerisater og sampolymerisater i voksblandingen. Således forbedres strekkstyrken og forlen-gelsen i høy grad ved blandinger med et mengdeforhold homopolymerisat : sampolymerisat på mellom 1:1 og 1:3, mens blan-dingenes flyteegenskaper forbedres ved at man øker mengden av homopolymerisatet i forhold til mengden av sampolymerisatet. Dersom det anvendes mengdeforhold uten-for det her anvendte område, tapes for-delene som oppnåes ifølge oppfinnelsen. Dersom der f. eks. anvendes en for stor mengde homopolymerisat, fåes sprøe blandinger.

Ennskjønt fremgangsmåter til fremstilling av sampolymerisatene ikke utgjør noen del av oppfinnelsen, skal det nevnes at sampolymerisatene kan fremstilles etter velkjente fremgangsmåter, såsom ved kata-lytisk polymerisering.

Det kan anvendes katalysatorsystemer som er kjente på området. Det foretrukne

katalysatorsystem er en kombinasjon av et

aluminiumalkylklorid og vanadiumestere med den generelle formel VO(OR).,, i hvilken R betegner et lavere hydrocarbonradi-kal inneholdende fortrinnsvis mindre enn 8 carbonatomer, og mere foretrukket 1—4

carbonatomer. Spesielle katalysatorer for dette formål innbefatter ethylisopropyl-,

sekundær butyl- og tert butylester. Disse

kombineres med aluminiumdialkylklorid eller det tilsvarende «sesquiklorid» Al2(al-kyl)a Cl;j såsom «ethylaluminiumsesquiklo-rid». Fortrinnsvis anvendes den sistnevnte katalysatorbestanddel i et mengdeforhold aluminium : vanadium fra 3:1 til ca. 20—1 på molbasis.

Sampolymeriseringen utføres vanligvis i et inert oppløsningsmiddel såsom cyc-lohexan, heptan eller andre alkaner eller i et inert aromatisk hydrocarbon såsom benzen eller toluen ved temperaturer fra ca.

25 til ca. 60 °C og ved et trykk som kan variere fra atmosfæretrykk til ca. 5 kg/ cm2. Under disse betingelser kan molekyl-vekten bestemt ved osmometri variere fra 5000 til 700 000. Molekylvektene målt ved lysspredningsmetoder ligger i det vesentlige innenfor de samme grenser.

Grensevikositeten av sampolymerisater er fortrinnsvis mellom 0,3 og 6,0 og aller helst mellom 0,5 og 3,0. Det samme gjelder for grenseviskositeten av de anvendbare polyethylener og polypropylener.

Tettheten av sampolymerisatene kan variere innenfor et vidt område som vanligvis er fra 0,85 til 1,0, idet sampolymerisater med tettheter fra 0,85 til 0,91 ansees for å ha lav tetthet og sampolymerisater med tettheter fra 0,91 til 1,0 ansees for å ha høy tetthet. Det kan oppnåes fordeler ved at man kombinerer flere typer sampolymerisater med forskjellige tettheter og/ eller forskjellige molekylvekter hva angår bedring av egenskapene ved lave temperaturer uten tilsvarende økning av sprø-heten.

Det nøyaktige molforhold mellom ethylen og høyere alken vil i stor utstrekning være avhengig av den vokstype som modifiseres ved hjelp av sampolymerisatet. Det er nødvendig å koordinere lengden av den uforgrenede kjede i de enkelte voksmole-kyler med lengdene av de uforgrenede kje-der i det anvendte sampolymerisat. Sam-polymerisatets forgrenethet avpasses ved hjelp av det molforhold mellom ethylen og høyere alken som anvendes eller ved hjelp av spesielle polymerisater såsom forgrenede, partielt hydrogenerte polybutadiener. Da petroleumvoks inneholder et helt spektrum av voksspesier, er det ønskelig å ha et begrenset spektrum av umettede kjede-enheter i sampolymerisatet til koordinering med de nevnte mange voksspesier som er tilstede i vanlig petroleumvoks. En paraffinvoks med et gjennomsnittlig smeltepunkt på 50°C kan inneholde ca. 86 molpst. normale paraffiner med fra 22 til 27 carbonatomer i molekylet. På den annen side kan paraffinvoks med et gjennomsnittlig smeltepunkt på ca. 60°C inneholde ca. 72 molpst. voksspesier med fra 26 til 31 carbonatomer i molekylet.

Det homopolymere polyethylen eller polypropylen kan fremstilles ved en hvilken som helst kjent fremgangsmåte og kan ut-gjøres av polyethylener eller polypropylener med «høy» eller «lav» molekylvekt som angitt i det ovenstående.

De vokstyper som kan modifiseres med de her anvendte sampolymerisater, er pet-roleumvokstyper betegnet som paraffinvoks eller som mikro krystallinsk voks. Mikrokrystallinsk voks er også kjent som amorf voks og fåes ved avvoksing av residuale smøreoljer, mens paraffinvoksene vanligvis fåes ved avvoksing av destillatfraksjo-ner av smøreoljer. Spesier av destillat-paraffinvoks har vanligvis smeltepunkter i området fra 49 til 63 °C, fortrinnsvis fra 52 til 60° C. Mikrokrystallinske vokstyper som bare inneholder mindre mengder av normale paraffiner, og for den alt overveiende del består av forgrenede voksspesier og naftheniske voksspesier, har smeltepunkter i området fra 54 til 71 °C, vanligvis fra 60 til 66°C.

To paraffinvokstyper med høyere smeltepunkter er særlig anvendelige i mange voksblandinger for overtrekning, nemlig tunge destillatvokstyper erholdt fra de høyest kokende destillat-smøreoljefraksjo-ner ved avvoksing, hvilke har smeltepunkter i området fra 63 til 79°C, og paraffinvoks med høyt smeltepunkt utskilt fra mikrokrystallinsk voks ved fraksjonert krystallisasjon. Den sistnevnte type har samme smeltepunktområde.

Spesielle vokser kan fåes i spesielle til-felle, såsom den plastiske voks erholdt ved fjernelse av olje fra myke voksf raks joner som vanligvis skilles fra paraffinvoks under prosessene for fjernelse av olje og for avvoksing. Disse plastiske vokser er anvendelige på grunn av deres meget høye fleksibilitet og er, skjønt de er nyttige på grunn av den nevnte speiselle egenskap, spesielt egnet til å forsterkes med hensyn til hefte-evne og strekkstyrke såvel som hårdhet ved tilblanding av de her anvendte sampolymerisater.

Det er vanlig praksis ved sammenset-ning av voksblandinger for overtreknings-formål at det blir funnet nødvendig å kom-binere flere vokstyper i én blanding. Hen-sikten hermed er selvfølgelig å trekke fordel av de gode egenskaper hos hver vokstype eller i størst mulig utstrekning å minske innflytelsen av uheldige egenskaper hos andre innblandede vokstyper.

Sampolymerisatene ifølge oppfinnelsen kan dispergeres i voksen ganske enkelt ved oppvarmning og omrøring av de forskjellige komponenter inntil det fåes en smelte bestående av en enkelt fase. De kan over-trekkes på en hvilken som helst overflate såsom kartong, papir, tøy, cellofan, polyethylen eller andre overflater for hvilke det ønskes tetthet mot fuktighet og damp-ugjennomtrengelighet i tillegg til yderst høy fleksibilitet og flytegrense.

En annen fremgangsmåte til å disper-gere sampolymerisatet i voksen omfatter fremstilling av en oppløsning av sampolymerisatet i et relativt flyktig oppløsnings-middel, såsom hepten, benzen (eller et klo-rert hydrocarbonoppløsningsmiddel) og tilsetning av smeltet voks eller en oppløsning av voks til denne. Blandingen kjøels der-efter, og oppløsningsmidlet fjernes ved for-dampning, vakuum flashing eller ved av-stripping med vanndamp. Denne fremgangsmåte fører til temmelig homogene blandinger og utsetter ikke komponentene for de uheldige virkninger av varme som kan forekomme ved den ovenfor varm-smelte-fremgangsmåte.

En annen fremgangsmåte til fremstilling av blandingene ifølge oppfinnelsen kan betegnes som «mølleblanding». Ved denne fremgangsmåte oppvarmes sampolymerisatet i en blandemølle eller et sett valser, og voksen tilsettes mens sampolymerisatet behandles heri. Temperaturen senkes grad-vis for å danne en i det vesentlige fast blanding når temperaturen er tilstrekkelig redusert. En forbedring av denne fremgangsmåte er den såkalte «ekstruderings-blanding» av blandinger når denne fremstilt efter en hvilken som helst av de ovenfor omtalte metoder, hvorved blandingen underkastes ekstruderingstrykk som bevir-ker en bedre sammenblanding enn den der kan oppnåes ved de nettopp beskrevne fremgangsmåter.

Blandingene ifølge oppfinnelsen er nyttige ikke bare i blandinger for film- eller ekstruderingsovertrekking, for papp til meierivarer, for papir, metall o. 1. men kan også anvendes til polervoksblandinger( enten som oppløsninger eller som dispersjo-ner), i trykksværte, filmer og formede gjenstander når høy temperatur ikke er kritisk. Særlige anvendelser innbefatter tilbehør til kjøleskap, fruktkurver, skum-produkter, beholdere av forskjellig slag, samt leketøy og overtrekk for tre og lignende produkter. Blandingene er likeledes nyttige ved fremstilling av lim for kryss-finer og for papirprodukter.

Det følgende eksempel vil illustrere de egenskaper som oppnåes ved anvendelse av blandingene ifølge oppfinnelsen.

Eksempel

Det ble fremstilt blandinger med et totalt innhold på 30 vektpst. av forskjellige polymerisater og 70 vekt pst. av en paraffinvoks med et smeltepunkt på ca. 85° C. I tabell I er det oppført hvilke strekkstyrker, forlengelser og hardheter som ble oppnådd med disse prøver.

For sammenligning er de tilsvarende data angitt for 100 pst. polyethylen med høy tetthet og lav tetthet samt for blandinger inneholdende enten polyethylen eller et ethylen-propylen-sampolymerisat. De oppnådde resultater viser forbedring særlig når det gjelder flytegrensen av voks-polymerisat-blandingene i henhold til oppfinnelsen.

Anmerkninger til tabellen:

1. Grenseviskositeten er grenseverdien for den reduserte viskositet når konsentrasjonen nærmer seg null, Her er t) = viskositeten av blandingen i centistoke il,, = Viskositeten av oppløsningsmidlet C = konsentrasjonen av oppløsningen i g/dl og t| - t]0 = spesifikk viskositet (r)sp)

Grenseviskositeten er den verdi som fåes ved ekstrapolering til null kon-sentrasjon av en serie av reduserte vis-kositeter bestemt for oppløsninger med forskjellige konsentrasjoner.

2. Flytegrensen, strekkstyrke og pst. forlengelse. ble bestemt ved hjelp av en «Instron Machine» under anvendelse av frem-gangsmåten ifølge «ASTM Method D638-52T» med en separasjonshastig-het på 5,0 cm/min. og tynne D-utstansede filmprøver. Tynne D-utstansede prøver (små tverrsnittsarealer) er nød-vendige på grunn av de store forlengelser som er aktuelle. 3. Hårdhetsprøve — Hårdheten (Utskjæ-ring «D») b le bestemt ved «ASTM D1706-61» prøven.

Claims (6)

1. Voksblandinger for overtrekks- og formningsformål inneholdende petroleumhydrocarbonvoks og to polyalkylenpoly-merisater, karakterisert ved at voksblandingene inneholder fra 15 til 85 vekt pst. av en petroleumhydrocarbonvoks og fra 85 til 15 vekt pst. av en blanding bestående av et polyalkylenhomopolymeri-sat og et polyalkylensampolymerisat, hvilket sistnevnte inneholder enheter med den generelle struktur: (i hvilken R betegner en hydrocarbonsub-stituent) samt har et ethyleninnhold som utgjør fra 80 til 95 mol pst. av sampolymerisatet, idet vektforholdet mellom homopolymerisatet og sampolymerisatet ligger i området fra 2:1 til 1:5.

2. Voksblandinger ifølge påstand 1, karakterisert ved at polyalkylen-homopolymerisatet er polyethylen.

3. Voksblandinger ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at polyalkylen-sampolymerisatet er et sampolymerisat av ethylen og propylen.

4. Voksblandinger ifølge hvilken som helst av påstandene 1—3, karakterisert ved at grenseviskositeten av poly-alkylensampolymerisatet ligger i området fra 0,3 til 6,0.

5. Voksblandinger ifølge hvilken som helst av påstandene 1—4, karakterisert ved at vektforholdet mellom homopolymerisatet og sampolymerisatet ligger mellom 1 : 1 og 1 : 3.

6. Voksblandinger ifølge hvilken som helst av påstandene 1—5, karakterisert ved at de inneholder 20—35 vekt pst. av en blanding av polyalkylenhomo-polymerisat og polyalkylensampolymerisat.