NO156481B - Fremgangsmaate til fremstilling av formlegemer av ekspandert plast - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av formlegemer av ekspandert glass, med bestemt tetthet, hvor et utgangsmateriale av plast, fortrinnsvis i granulatform, tilsatt drivmiddel og eventuelt kryssbindingsmidler tilføres en sprøytestøpemaskin, hvor utgangsmaterialet oppvarmes og sprøytes inn i en form. Det benyttes i dag flere metoder for fremstilling av formlegemer av ekspandert plast. Det mest anvendte materiale har hittil vært polyvinylklorid,

hvor et drivmiddel blandes med plast, hvoretter denne så

fylles i former, enten i pastaform eller ;som granulat.

De fylte former lukkes så og oppvarmes under høyt trykk til temperaturer som får det tilsatte drivmiddel til å virke, hvorved det dannes små lukkede celler i plasten. Etter at prosessen er fullført, må formene med produktet kjøles helt ned før produktet kan tas ut. Det neste trinn er så

at produktet oppvarmes så meget at plastmaterialet mykner og den sterkt komprimerte luft i de lukkede celler utvider seg og det ekspanderte produkt er ferdig.

En annen metode som benyttes er at en plast i granulatform tilsettes drivmiddel, eventuelt også kjemikalier for kryssbinding av molekylene. Denne materialblanding blir så tilført en vanlig sprøytestøpemaskin, hvorpå materialet blir oppvarmet så meget at plastmaterialet blir formbart og deretter sprøytes inn i en form med en høyere temperatur. Temperaturen i formen er så høy at det tilsatte drivmiddel

og kryssbindingskjemikaliene vil reagere og danne små

lukkede luftceller. Etter ca. 4-5 minutter vil produktet kunne tas ut av formene, mens det for større produkter vil ta lengere tid. Denne metode har den ulempe at sprøyte-støpemaskinen blir stående mellom 5 og 10 minutter å vente på at produktet kan avkjøles, og det er også betydelige ulemper som består i at tilførselskanalene i sprøytestøpe-formene må være relativt store for ikke å bli tilstoppet når materialet ekspanderer i den varme form. Man har så-

ledes et relativt stort materialspill i tilførselskanalene. Dette materiale i kanalene er ferdig ekspandert og må støtes

ut og kastes og kan ikke benyttes om igjen. Det er også store problemer når materialet skal fordeles til et større antall produkter i hver form.

Fra DE-OS nr. 2434085 er det kjent en metode for tilveie-bringelse av en ekspanderbar termoplastisk blanding, hvor en liten mengde drivmiddel sammenblandes med termoplastisk harpiks i en ekstruder og det ekstruderte produkt oppdeles i ekspanderbare pellets som er egnet for direkte tilførsel til en sprøytestøpemaskin. Et slikt ekspanderbart granulat kan benyttes i stedet for den ovenfor nevnte materialblanding.

I britisk patent nr. 1101693 er det videre beskrevet en metode for støping og transport av gjenstander i en gelform. Gjenstanden tilformes derved på vanlig måte i en støpeform, men tas ut av formen fremdeles i geltilstand og føres over i en herdeovn. Riktignok kan herved formene utnyttes mer rasjonelt, men det er nødvendig å benytte en bærer for transporten av det ikke selvbærende produkt fram til ovnen. Produktet kan heller ikke lagres, og har ingen mulighet

for innstilling av ekspansjonsgraden.

Den oppgave som ligger til grunn for foreliggende oppfinn-else er å tilveiebringe en fremgangsmåte til fremstilling av formlegemer av ekspandert plast, hvor de ovenfor nevnte ulemper unngås og hvor man får en så rasjonell produksjon som mulig uten tap av råmateriale i tilførelseskanaler,

Det skal dessuten oppnås en mer fleksibel fremstillings-metode enn de tidligere kjente.

Denne oppgave blir løst ved en fremgangsmåte som er kjenne-tegnet ved det som fremgår av kravene.

Ved fremstillingen av formlegemer av ekspandert plast med lukkede celler er det vanligvis nødvendig å anvende høye trykk under støpingen, f.eks. i størrelsesorden 300-400 kg/cm 2. Ved oppfinnelsen kan slike trykk unngås, og man kan arbeide med trykk som ligger i størrelsesorden 50-150 kg/cm 2, hvilket betyr en vesentlig forenkling av arbeidet og utstyret. Tidligere har det vært vanskelig å oppnå egenvekter lavere

enn 0,25-0/30 av utgangsmaterialets egenvekt. Med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hvor volumøkningen foretas i det andre trinn, kan det benyttes en volumøkning på 20-25% og således oppnås egenvekter eller tettheter mindre enn 0,20

av utgangsmaterialets egenvekt. Dette er en klar forbedring i forhold til teknikkens stand.

En meget vesentlig fordel som oppnås er også at man ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan regulere sluttproduktets tetthet eller egenvekt utgående fra et utgangsmateriale. Benyttes f.eks. et trykk på 300-400 kg/cm <2>ved sprøytestøp-ingen på en kjent maskin vil man få en 3-5% utvidelse i formen. Det produkt som tas ut av formen og legges i ekspansjonsformen vil under ekspansjon ved et trykk på

150 kg/cm 2 få 10% volumøkning. Man kan således bestemme volumøkningen, dvs. sluttproduktets tetthet, på en enkel måte.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benyttes en i og for

seg kjent sprøytestøpemaskinpresse, men temperaturen i formen holdes så lav at man enda ikke får noen virkning av de tilsatte ekspansjonsmidler og kryssbindingsmidler.

Dette betyr at man heller ikke får noen ekspansjon i til-førselskanalene, slik at det materialet som blir stående i disse kan føres tilbake til utgangsmaterialene i sprøyte-støpemaskinen og benyttes om igjen, slik at man unngår råmaterialtap. Videre kan sprøytestøpemaskinen arbeide betydelig hurtigere, idet formen ikke må avkjøles, slik at ventetiden ved de kjente metoder unngås. Det emne som tas ut er enda ikke ekspandert og har derfor liten størrelse.

En videre vesentlig fordel består i at fremstillingen kan avbrytes på dette punkt, og emnene som således utgjør et slags mellomprodukt/kan transporteres til et hvilket som helst egnet, også meget fjerntliggende sted for videre bear-beidelse til det ferdige produkt. Emnet kan også lagres slik at man her får en vesentlig rasjonalisering og fleksibilitet i produksjonssyklusen. Ved ferdigfremstilling f.eks. i andre land;kan det innspares betydelige fraktomkostninger i og med at volumet for emnet er betydelig mindre enn volumet for det ferdige produkt. Oppdelingen av fremstillingsprosessen i to,gir også en meget vesentlig ytterligere fordel i og med at flere emner kan legges sammen i ekspansjonsformen, hvorved emnene under ekspansjon og kryssbinding sammenbindes til et homogent legeme. På denne måte kan det fremstilles også meget store produkter, det kan fremstilles produkter i flere farger, hvor hele tverrsnittet av produktet er gjennomfarget, og det kan på enkel måte innføres innlegg i produktene, hvorved innleggene kan gi en forsterkningsvirkning. På grunn av den spesielle frem-stillingsteknikk er det også mulig å fremstille emnet med indre hulrom, slik at ved den senere ekspansjon selve ekspansjonsprosessen kan forløpe så vel innover som utover, slik at produktets tykkelse på denne måte kan økes og egenvekten reduseres i større grad enn tidligere.

I ekspansjonsformen kan det også innlegges tekst, dekora-sjon og lignende som under ekspansjonen vil inngå i selve materialet, slik at teksten senere ikke kan fjernes.

Man kan anføre at man kan innspare mellom 10 og 30% rå-varer ved at det unngås materialtap i innløpskanalene. Kapasiteten for sprøytestøpemaskinen, som er det dyre ledd

i fremstillingsprosessen, kan økes opptil ti ganger. Fraktomkostningene ved forsendelse av produktet kan reduseres med 70-80%.

Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan det fremstilles et vidt spektrum av forskjellige produkter.

Som sådanne kan nevnes flottører og bøyer og f.eks. også livringer, m.m.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel og eksempler på produkter fremstilt i henhold til oppfinnelsen. Tegningen viser: Fig. 1 et lengdesnitt og tverrsnitt av en flottør som opp-bygges i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 et tverrsnitt og et delsnitt i lengderetning av en

annen utførelsesform svarende til fig. 1,

fig. 3 et riss svarende til fig. 1 av en annen utførelses-form for en flottør og

fig. 4 et sideriss og et snitt av en livredningsbøye bygget

opp i henhold til oppfinnelsen.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benyttes f.eks. etylen-vinylacetat-harpiks (EVA) som er et termoplastisk materiale, og dette tilføres som pulver eller granulat til en ekstruder, hvor det oppmales og sammenblandes med et egnet drivmiddel og et kryssbindingsmiddel. Dette utgangsmateriale oppvarmes til en temperatur på ca. 90-120°C.

Ved denne temperatur får man enda ingen virkning hverken

av drivmidlet eller kryssbindingsmidlet, men utgangsmaterialet er formbart og sprøytestøpes i en form som holder denne temperatur. Da det ikke skal foregå noen ekspansjon i sprøytestøpemaskinen, kan det her dannede emne tas ut og bringes til et egnet fremstillingssted for det ønskede sluttprodukt. Frentstillingstiden i sprøytestøpemaskinen kan reduseres fra vanligvis ca. 5 minutter til ca. $ minutt. Dette betyr at man på en sprøytestøpemaskin kan produsere den samme mengde produkter som man etter de inntil nå kjente metoder trengte ca. ti maskiner til.

Ved viderebearbeidelsesstedet legges det formede produkt

i enkle, billige nye former som er beregnet for ekspansjonen, som f.eks. kan være støpte aluminiumsformer, hvorved også flere emner kan legges i hver form. Formen lukkes

og da man ikke har noe innsprøytingstrykk fra en sprøytestøpe-maskin, vil det heller ikke være nødvendig med så store lukke-trykk på formen eller formblokken. Når formen er låst, skyves formblokken inn i en tunnel eller rundløpsovn og oppvarmes slik at de tilsatt drivmidler og kryssbindingskjemi-kalier reagerer. Formen kan også plasseres i presser for å gi en ønsket lukking og oppvarming.

Etter at formen har gått sin runde i en presse eller ovn, trekkes formen/blokken ut og inn i en presse som klemmer formdelene godt sammen mens låseanordningen oppheves. Deretter skilles formblokkene meget hurtig fra hverandre samtidig som en utstøteanordning i samme takt fjerner produktet fra formen. Åpnes formen ved normal arbiedstemperatur (170°C) vil produktet få normal størrelse. Kjøles formen ned til f.eks. 140°C før åpning, vil den totalte størrelse reduseres en del og kjøles formen ytterligere ned til f.eks. 100°C før åpning, vil produktets størrelse bli redusert til ca. halv størrelse.

På tegningene er det vist forskjellige utførelses•for

slike produkter. Fig. 1 viser en flottør som er sammensatt av to emner, dvs. delene 1 og 2. Den vesentlige ekspansjon vil foregå i bredderetning. Delene 1 og 2 er likt utformet og har en innvendig utsparing 4 i hvilken det kan være innlagt en avstivningshylse 5. Delene legges i ekspansjonsformen med endeflatene mot hverandre ved henvisningstallet 3, slik at de sammen danner den ferdige, ønskede form.

Formen lukkes så og emnet ekspanderer til ønsket størrelse ved temperaturpåvirkning. Herved vil den innvendige hylse bli fast innstøpt i materialet, og delene vil sammenbindes ved anleggsflaten 3 til et homogent produkt. Hvis det er ønsket en mer fleksibel forsterkning ved bøyelige flottører, kan den indre hylse f.eks. være bygget opp slik som vist på fig. 2 av flere skallformede deler som går delvis inn i hverandre og således kan gli ved bøyning i forhold til hverandre uten at det indre rom blir åpent for ekspansjonsmassen. I det indre av hylsen dannes således også et luftfylt rom som øker flyteevnen til en slik flottør. For sikker festing av delene i det ekspanderte materiale, kan innleggsdelene være utstyrt med ører eller gripeorgan 6, slik det fremgår av fig. 2.

Hvis det er ønsket en stor ekspansjon, kan også hylsen på fig. 1 utelates, slik at materialet kan ekspanderes så vel innover som utover. På denne måte kan det endelige produkts egenvekt senkes fra ca. 0,95 til 0,1 i forhold til utgangsmaterialets egenvekt.

På fig. 3 er det vist en annen utførelsesform for et flyte-legeme med en gjennomgående åpning eller et hull for et tau, hvilken åpning eller kanal er betegnet med 7. Det er i denne utførelse anordnet flere utsparinger 4 i legemet, noe som er fullt mulig i og med at produktet er fremstilt av to emner 1 og 2 som legges sammen med anleggsflaten ved 3. Det er også i dette utførelseseksempel innlagt hylser 5, men dette er ikke ubetinget nødvendig. Hylsene 5 kan også f.eks. ha en form som vist på fig. 2. De indre sylindre kan være av plast eller metall. For å oppnå en forsterkning av en slik flottør i endepartiene ved 8, har man ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen den mulighet at ekspansjonsformen i disse områder utstyres med kjølekanaler som bevirker at ekspansjonen blir holdt tilbake i disse områder, slik at man der får materialfortykkelse. På denne måte kan det innlegges områder med større materialtetthet på

ønskede steder i et produkt.

På fig. 4 er det vist et utførelseseksempel, hvor en livring er sammensatt av fire deler 10, 11, 12 og 13. Her kan f.eks. delene 10 og 12 være fremstilt av plast med orange farge, mens delene 11 og 13 har hvit farge. På feltene 11 og 13 kan det f.eks. plasseres tekst med anvisning for livredning, munn-mot-munn-metode osv. Ved ekspansjon av emnene som er lagt sammen i ekspansjonsformen vil delene 10-13 smelte sammen til et homogent produkt. Samtidig vil man få en tynn hinne av klar plast over tekstanvisningene 14, slik at disse også blir innleiret i det ferdige produkt og senere ikke kan fjernes. Man får derved en livredningsbøye med gjennomfarget materiale og med meget gode bruksegenskaper.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av formlegemer med en bestemt tetthet av ekspandert plast, hvor et utgangsmateriale av plast i granulatform tilsatt drivmiddel og kryssbindingsmiddel tilføres en sprøytestøpemaskin, hvor utgangsmaterialet oppvarmes og sprøytes inn i en form, karakterisert ved at fremgangsmåten om-fatter kombinasjonen av følgende trinn etter hverandre: a) at materialet på i og for seg kjent måte oppvarmes til en temperatur hvor det blir formbart, men som ligger under temperaturen for igangsetting av drivmiddel og eventuelt kryssbinding, og i denne tilstand sprøytes inn i en form med en lavere temperatur og gis form til-nærmet det ønskede produkt, b) at deretter det tilformede produkt på et hvilket som helst senere tidspunkt overføres til en ny form med det ønskede produkts form, men med 5-30% større dimen-sjoner enn det tilformede produkt, oppvarmes i denne form til drivmidlets og det eventuelle kryssbindings-middels virkningstemperatur, hvorved produktet ekspanderer til full utfylling, c) hvoretter produktet på i og for seg kjent måte hurtig tas ut av formen og momentant ekspanderer til sin endelige størrelse.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det i sprøyte-støpemaskinen tilformes enkelte deler av et ønsket produkt, hvilke enkeltdeler legges sammen, to eller flere i den nye form hvor de sammenbindes ved ekspansjon og kryssbinding og danner det ønskede produkt.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at enkeltdelene ut- formes med utsparinger og legges i den nye form med utsparingene vendende mot hverandre, hvorved utsparingene fylles under ekspansjonsprosessen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at det i utsparingene innlegges hule/porøse elementer med større stivhet.

5. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at emnene i den nye form, dvs. ekspansjonsformen, utsettes for en kjølepå-virkning på de steder hvor det ønskes partielle ekstra forsterkninger i det ferdige produkt.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det som innleggs-elementer benyttes skallformede deler, som går delvis i hverandre og som på utsiden er forsynt med gripeorganer.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det som innleggs-elementer benyttes kuler/stenger av hult eller porøst materiale.