NO165330B - Stoepeform for forming av en oppslemning og fremgangsmaate for fremstilling av formen. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ny støpeform for støpe-forming av en oppslemning samt en fremgangsmåte for fremstilling av en sådan form. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en støpeform med nøyaktige dimensjoner, god varighet, ensartede avsetningsegenskaper samt gode støpeegenskaper. Støpeformen i henhold til foreliggende oppfinnelse er vel anvendbar for støpeforming av gjenstander fra en keramikkopp-slemning, for å tilvirke sanitærvarer, stentøy og andre kera-miske produkter etc.

Vanlige fremgangsmåter for støpning av oppslemning omfatter

f. eks. fylling av hulrommet i en delbar gipsform med er, oppslemning, idet oppslemningen avsettes på gipsformens overflate ved at gipsen absorberer vann fra oppslemningen. Ved en mekanisk støpeforming utføres sådanne prosesser effektivt ved at oppslemningen utsettes for trykk for å fremme avvanning og avsetning av oppslemningen.

Med hensyn på støpeformens holdbarhet er det kjent å anvende en form bestående av en porøs syntetisk harpiks. Det har imidlertid da vært nødvendig å installere vanndrenerings-kretser i en sådan syntetisk harpiksform for å oppnå sikker utstøpning og forholdsvis jevn avsetning, da den åpne celle-porøsitet i en harpiksform vanligvis ikke er jevnt fordelt.

Feilene ved sådanne syntetiske harpiksformer har imidlertid ofte vært avvik fra de ønskede nøyaktige dimensjoner og former på grunn av stor herdingskrymping under fremstilling av sådanne former. I denne forbindelse er det imidlertid kjent et porøst produkt støpt i epoksyharpiks samt en form sammensatt av dette material, som utgjøres av en epoksymasse, en herdemasse, fyllstoffer, samt blandinger av passende ikke-ioniske emulgatorer, etc. (utlagt europeisk patentansøkning 019^757). Dette utlagte patentskrift unnlater imidlertid å angi alvorlige problemer som foreligger ved forming av en emulgatorbasert viskøs substans som er vanskelig løsbar i kaldt vann og foreligger i den midlertidige herdede epoksyharpiks, samt oppløsning av denne viskøse substans ved hjelp av et løsningsmiddel.

Ved utvikling av foreliggende oppfinnelse er det funnet at dannelse av den jevnt fordelte, fine og åpne eellestruktur i herdet harpiks hindres ved herding av et syntetisk harpiks-emulsjonsmaterial som inneholder en ikke-ionisk emulgator, fordi en emulgatorbasert viskøs substans som er vanskelig løs-bar i kaldt vann vil være igjen i den herdede harpiks og derpå stivner. Denne viskøse substans synes umiddelbart å være en intim blanding av emulgeringsmiddelet og vann, et reaksjons-produkt av emulgeringsmiddelet og et polymeriserbart material og/eller en blanding av emulgeringsmiddelet og en lavpolymer-narpiks.

I henhold til foreliggende oppfinnelse løses det ovenfor angitte problem ved i vesentlig grad å vaske ut den emulgatorbaserte, viskøse substans med en stor mengde løsningsmiddel slik som varmt vann som inneholder en alkohol. I henhold til foreliggende oppfinnelse er det videre funnet at anordning av vanndrenerende kanaler i den fremstilte støpeform fra et emulgatorinneholdende harpiksmaterial bør unngås, da et løs-ningsmiddel for utvasking av den emulgatorbaserte, viskøse substans gjerne vil strømme mot disse kanaler og den således frembragte uensartede utvasking av den viskøse substans vil da føre til en uensartet åpen eellestruktur for den syntetiske harpiksf orm.

Det er da et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en form for støpning av en oppslemning og som har ensartet fin og åpen eellestruktur, nøyaktige dimensjoner, god varighet, ensartede avsetningsegenskaper samt gode utstøpningsegen-skaper.

Det er et annet formål for foreliggende oppfinnelse å angi en fremgangsmåte for effektiv fremstilling av en sådan støpeform. Andre formål, særtrekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse og de vedføyde tegninger.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det funnet at et filtersjikt med hovedsakelig jevnt fordelte, fine og åpne celleporer kan oppnås ved støpning av syntetisk harpiksemul-sjonsmaterial til et harpikslag uten indre vanndreneringskanaler samt uten abrupte tykkelseforandringer (fortrinnsvis uten vesentlige tykkelseforandringer i det hele tatt), idet en gjenværende finfordelt, emulgatorbasert viskøs substans utvaskes eller oppløses. På denne måte kan det da fremstilles en støpeform for støpning av en oppslemning og serr. har nøy-aktige dimensjoner, god holdbarhet, ensartede avsetningsegenskaper samt gode utstøpningsegenskaper ved å påføre et grovporet fluidstrømningssjikt inntil harpiksfiltersjiktet.

Foreliggende oppfinnelse gjelder således en støpeform for forming av en oppslémning og som omfatter en delbar form bestående av flere formdeler som til sammen danner et formende hulrom når de sammens ti lies', idet hver formdel omfatter et lufttett hylster, et mellomsjikt m.ed grov porestruktur inntil det lufttette hylster, samt et filtersjikt av fast syntetisk harpiksmaterial med fin, åpen eellestruktur, og en tilførsels-kanal for oppslemningen forbinder nevnte hulrom med utsiden av det lufttette hylster, mens en fluidstrømningskanal er tilsluttet det grovstrukturerte mellomsjikt og løper inn fra det lufttette hylster, således at filtersjiktet står i gjennomtrengelig forbindelse med mellomsjiktet, og utgjøres hovedsakelig av ensartet, dimensjonstilpasset fin og åpen eellestruktur, idet nevnte nøyaktige form og dimensjoner av filtersjiktet oppnås ved støpeforming av et flytbart emulsjonsmaterial som omfatter ca. 100 vektdeler herdbart syntetisk harpiksmaterial, omkring 1 til 30 vektdeler ikke-ionisk emulgeringsmiddel, 1 til 200 vektdeler vann samt 50 til 600 vektdeler fyllpartikler, til et delvis herdet sjikt, hvorpå nevnte ensartede, fine og åpne eellestruktur av filtersjitket oppnås ved ensartet utvasking av en finfordelt emulgatorbasert viskøs substans i harpikssjiktet ved hjelp av et løsnings-middel, og harpikssjiktet derpå herdes ytterligere, således at nevnte filtersjikt blir i stand til uniform vanndrenering, trykksenkning, samt tilførsel av vann og luft ved hjelp av det grovstrukturerte mellomsjikt og fluidstrømningskanalen i forbindelse med dette.

Oppfinnelsen gjelder også en fremgangsmåte for å fremstille en delbar støpeform for forming av en oppslemning og som omfatter flere formdeler som tilsammen danner et formende hulrom når de sammenstilles, idet fremgangsmåter, går ut på at: - et støperom sammensatt av et oppdelt lufttett hylser og en modul for et grovporet mellomsjikt, trykkfylles med en blanding hovedsakelig bestående av en stor mengde aggregat-partikler og et klebende syntetisk harpiksmaterial i en mengde som er tilstrekkelig til delvis å binde aggregatpartiklene, for derved å danne et mellomsjikt av grov porestruktur bundet til det lufttette hylster, - et støperom sammensatt av det fremstilte grovporede mellomsjikt og en modul for et filtersjikt med form til-svarende en ønsket oppslemningsstøpt gjenstand fylles med et flytbart emulsjonsmaterial bestående av ca. 100 vektdeler av herdbart syntetisk harpiksmaterial, 1 til omkring 30 vektdeler ikke-ionisk emulgeringsmiddel, 1 til omkring 100 deler vann samt 50 til omkring 600 deler fyllpartikler, for derved å danne et delvis herdet syntetisk harpiksfiltersjikt med hovedsakelig nøyaktig form og dimensjon, hvorpå en gjenværende finfordelt, emulgatorbasert viskøs substans i harpikssjiktet utvaskes ved hjelp av et løsningsmiddel, og harpikssjiktet herdes ytterligere, for dannelse av et filtersjikt med hovedsakelig fin og åpen eellestruktur som er gjennomtrengelig forbundet med det grovporede mellomsjikt.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til' de vedføyde tegninger, hvorpå:

Fig. 1 viser skjematisk et snitt gjennom en oppslemnlngs- støpeform i henhold til oppfinnelsen, Fig. 2 er en skjematisk skisse som viser et snitt gjennom en støpeform for oppslemning og et apparat for forming av oppslemningen og utført i henhold til foreliggende oppf innelse, Fig. 3 viser skjematisk et snitt gjennom en annen oppslem-ningsstøpeform i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Det ovennevnte filtersjikt står i gjennomtrengelig forbindelse med den grovporede overflate av mellomsjiktet, cg er hovedsakelig gjennomtrengelig harpiksfes tet over et grense-snitt til mellomsjiktet. Det foreliggende filtersjikt, som er fremstilt ved støpning av et syntetisk harpiksemulsjcr.s-material og utvasking av en gjenværende emulgatorbasert viskøs substans ved hjelp av et løsningsmiddel, har jevnt fordelte, fine og åpne celleporer, tilfredsstillende mekanisk styrke, stabile dimensjoner samt sterk harpiksvedheftning. Denne støpeform behøver således ikke kompliserte forankringsmidler for de to lag og som gir grunnlag for uensartet gjennomtrenge-lighet og hindrer fri overgang mellom filterlaget cg det grovporede mellomsjikt, slik som f. eks. forankring over et kile-lignende konveks/konkavgrensesnitt, forankring ved hjelp av innleirede metallstykker eller ikke-gjennomtrengelig forbindelse ved hjelp av et klebemiddel. Videre er det.å foretrekke at filterlaget i den foreliggende støpeform ikke har noen abrupte tykkelseforandringer, da moderate tykkelsevaria-sjoner er nødvendig, således at den emulgatorbaserte viskøse substans kan utvaskes i sin helhet for dannelse av ensartede åpenporede cellestrukturer.

De ovenfor nevnte hylstre for støpeformen omfatter f. eks. et delbart lufttett kar, et hylster som omfatter et platelignende eller karlignende parti samt et avtettet parti belagt med maling eller harpiksmaterial, etc.

Det ovenfor•nevntexløsningsmiddel for utvasking av den emiul-gatorbaserte vi-skøsei;'.substans: kan være et løsningsmiddel som er i stand til iå 'oppløse' den viskøse substans, men ikke påvirker den hérdedeitharpiks' og støpeformens deler. Normalt kan det anvendes :varmtr'vann ved ca: 35 til ca. 80°C, og fortrinnsvis varmt-,'.vann som inneholder en lavere alkohol (f. eks. med 1 '>:tili lh ^karbonatomer). Utvaskingen av den vis-køse substans ;kån. ^utføres ved å skylle en betraktelig stor mengde av løsningsmiddel gjennom det midlertidig herdede filtersjikt, f ;.'_eks.." .fra omkring en time opp til flere titalls timer.

Den ovenfor nevnte- Ikke-ioniske emulgator kan anvendes alene. Vanligvis er de.t "imi;dilertid ønskelig å bruke to eller flere typer ikke-ionisk-e:'emulgatorer med forskjellige HLB-verdier ( hydrof ile-lipof.iie: -balanseverdier) . Ved kombinasjon av to emulgatorer er dete nærmere bestemt ønskelig at mengdeandelen av den ene emulgato'r-'ikke er mindre enn omkring 5 vekt%, og fortrinnsvis ikké:-mrridre enn 10 vekt%, således at mengdeandelen av den andre emulgator aldri er større enn omkring 95 vekt%. Når t r.e' <e ld.e r flere emulgatorer anvendes, bør mengdeandelene avrto"*av emulgatorene være som nevnt ovenfor. Mengdeandelen av. de.' øv,rige av de tre eller flere emulgatorer er ikke spesiel t vf a's:tl'agt, men det er ønskelig at de ikke ut-gjør mindre enn 5 vekt'%. Videre ligger summen av HLB-verdiene for emulgatorene ,;i ett*e'r at de er blandet, fortrinnsvis innenfor området 7 tili 'n 6V-5., fortrinnsvis omkring 8 til 16, og typisk omkring 1 2 ti<i:> 15. Når en ikke-ionisk emulgator anvendes alene, er de-t-" også ønskelig at emulgatorens HLB-verdi ligger i det ovenforonevnte-område.'

Foreliggende oppfinheilse vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningene.

1) Form for støpning:-av oppslemning.

Som vist i fig. 1,!ere støpeformen : 1 i henhold til foreliggende oppfinnelse en delbån f orm som hovedsakelig består av et lufttett hylster 2, et grovporet mellomsjikt 5 og/eller 5', samt et filtersjikt 3 i tilslutning til mellomsjiktet. Et støpehulrom 4 dannes da innenfor filtersjiktene 3. En til-førselskanal 8 for oppslemningen står i forbindelse med støpe-hulrommet 4, og en fluidstrømningskanal 9 står i forbindelse med mellomsjiktet 5 eller 5' . På grensesnittflåtene av de forskjellige mellomsjikt er det påført tetningsmidler 7 (^3 i fig. 3) slik som a) plast eller metallplater,"'b) klebebånd eller c) belegg av tetningsmaterialer, således at hver formdel innbyrdes uavhengig kan utsettes for sugevirkning eller trykksetning.

Det grovporede mellomsjikt, som er gjennomtrengelig for gass og væske, omfatter fortrinnsvis a) både en avgrensningsvegg 5' med mange porer 6 (f. eks. noen mm i diameter) og et grovporet fast legeme (eller sjikt) 5 i tilslutning til veggen 5', slik som vist i fig. 1, eller b) et grovporet fast legeme (eller sjikt) 5 inntil filtersjiktet 3, idet den ovenfor nevnte avgrensningsvegg 5' er utelatt. Det er imidlertid også mulig å utelate det grovporede faste legeme 5 i den ovenfor nevnte ut-førelse a). I dette tilfelle er det ønskelig å anordne en fluidstrømningskanal 9 i hensiktsmessig dreneringsposisjon (f. eks. i lav gravitasjonsposisjon), da det rom hvor det porøse faste legeme 5 som er vist i fig. 1 er utelatt, vil være innhult.

Den viste støpeform i fig. 1 er hovedsakelig beregnet for støpning av en kompakt (ikke innhul) oppslemningsgjenstand.

En hul støpt gjenstand kan imidlertid lett oppnås ved anvendelse av en støpeform med stor tykkelse av støpehulrommet 4. Den hule støpte gjenstand kan da fremstilles ved å fylle støpehulrommet med en oppslemning, idet oppslemningen påføres filtersjiktet i en tykkelse på omkring 10 mm, og derpå dreneres den overflødige oppslemningsmengde bort, hvilket vil bli nærmere beskrevet under henvisning til fig. 2 og 3-

2) Støpningsmaterialer for filtersjiktet.

Det syntetiske harpiksmaterial for fremstilling av det foreliggende filtersjikt kan være et flytbart syntetisk harpiksmaterial som kan herdes til en hård syntetisk harpiks med porøs åpen eellestruktur; Flytbarheten kan oppnås ved emul-gering av harpiksmaterialet.

Anvendbare harpiksmaterialer omfatter f. eks. en epoksyharpiks, en fenolharpiks, en stiv uretanharpiks, en polyesterharpiks, en furanharpiks, en akrylharpiks etc.

En typisk utførelse av foreliggende oppfinnelse vil bli nærmere omtalt i det følgende, i forbindelse med bruk av et emulgert epoksyharpiksmaterial. 3) Epoksyharpiks for filtersjikt (illustrerende). Filtersjiktet av fyllmiddelholdig epoksyharpiks som fortrinnsvis anvendes i foreliggende oppfinnelsegjenstand fremstilles hensiktsmessig ved utstøpning av et støpematerial som inneholder en epoksyforbindelse med en eller flere epoksygrupper i hvert molekyl, en herdeblanding for herding sammen med epoksyforbindelsen, en emulgator som fortrinnsvis omfatter to eller flere typer ikke-ioniske emulgeringsmidler som er valgt fra. tre eller flere typer ikke-ioniske emulgatorer med HLB-verdier på henholdsvis ca. 4 til 8, ca. 8 til 17 og ca. 11 til 15,6, vann eller en blanding av vann og overflateaktivt middel, samt fyllpartikler, hvor nevnte støpematerial omfatter omkring 100 vektdeler av en blanding av en epoksyforbindelse og et herdemiddei for denne, og omkring 30 vektdeler eller mindre, f. eks. 1 til ca. 30 vektdeler (fortrinnsvis omkring 5 til omkring 30 vektdeler) av ikke-ioniske emulgatorer, 1 til omkring 200 vektdeler (vanligvis fra 10 til omkring 80 vektdeler) vann, samt 50 til omkring 600 vektdeler fyllpartikler, hvorpå emulgatorbasert viskøst material vaskes ut med et løsningsmiddel. Mengdeandelen av herdemiddelét ligger da vanligvis i området omkring 20 til 50 vektdeler for 100 vektdeler av epoksyforbindelsen.

3) (a) Epoksyforbindelse (illustrerende).

En epoksyforbindelse med -en eller flere epoksygrupper i et molekyl anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse. Som sådan epoksyforbindelse foretrekkes vanlig en diglycidyleter av bisfenol A-type eller bisfenol F-type. I det tilfelle det er påkrevet med filtersjikt som har høy bestandighet overfor kjemikalier og varme er det tilrådelig å anvende en fler-funksjonsepoksyharpiks, slik som polyglycidyleter utledet fra fenolnovolak eller fra kresolnovolak, eller-triglycidyleter av trimetylolpropan (TMP), glycidylester utledet fra syrlige anhydrider slik som vinylcykloheksandioksyd, tetrahydroftal-anhydrid (THPA), og heksahydroftalsyre (HHPA), eller en alycyklisk epoksyharpiks slik som hydranoinbasert epoksynar-piks. Som epoksyforbindelse anvendes som viskositetsmodifi-serende forbindelse, kan benyttes mono- eller diglycidyleter eller ester, nemlig fettholdige glycidylestere representert ved butylglycidyleter (BGE), aromatisk glycidyleter slik som kresylglycidyleter (CGE), fenylglycidyleter, glycidyletere utledet fra høyere alkoholer og glykoler, samt glycidylestere utledet fra fettsyre.

Sådanne epoksyforbindelser kan anvendes alene eller i kombinasjon av to eller flere etter behov.

3) (b) Herdemiddel (illustrerende).

Herdemidler for epoksyharpiks omfatter f. eks. alifatiske polyaminer slik som dietylentriamin DETA), trietylentetra-amin (TETA), m-xylylendiamin (m-XDA) og trimetylheksametylen-diamin (TMD), alicykliske polyaminer slik som isoforondiamin (IPD), N-aminoetylpiperazin og imidazolforbindelse, aromatiske polyaminer slik som diaminodifenylmetan (DDM), diaminodifenyl-sulfon (DADPS) og fenylendiamin, polyamider slik som konden-satene av grunnsyrer og polyamin, o.l. Slike forbindelser kan anvendes alene eller i kombinasjon alt etter behov. Som herdemiddel kan i tillegg anvendes polymerer, kondensater eller reaksjonsprodukter av minst en av de ovenfor nevnte forbindelser, med minst en av følgende etere, nemlig av formalin, akry.lisyre, polyoler, fenoler, polyestere, oksyder, mono-, di- eller polyglycidyl. Blant disse er foretrukkede herdemidler reaksjonsprodukter av det ovenfor nevnte amin eller amid eller en blanding av disse med glycidyleter eller polyfenol, eller eventuelt polykondensater av disse med en grunn-syre eller formalin. Andre egnede herdemidler omfatter re-aks jonsprodukter av en alifatisk polyamin, en glycidyleter og en polyfenol, reaksjonsprodukter av en alifatisk polyamin, en aromatisk polyamin, en glycidyleter og en polyfenol, samt reaksjonsprodukter av en dicyandiamid, en alifatisk polyamin, en glycidyleter og en polyfenol.

3) (c) Fcretrukkede emulgatorer.

For å oppnå et filtersjikt med ensartet porøsitet og god dimensjonsstabilitet samt mekanisk styrke, foretrekkes anvendelse av to typer valgt blant tre arter ikke-ioniske emulgatorer med HLB-verdier på henholdsvis 4-8, 8 - 17 og 11 - 15,6. Foretrukkede emulgatorer med HLB-verdi på 4 - 8 omfatter sorbitanalifatiske syreestere, med HLB-verdi 8-17 omfatter polyoksyetylen oleylestere, mens de med HLB-verdi 11 - 15,6 omfatter polyoksyetylen sorbitanali fatiske syreestere. Det er ønskelig at minst to typer av disse emulgatorer anvendes sammen, og det er å foretrekke at det anvendes tre typer emulgatorer med HLB-verdier henholdsvis 4-8, 8 - 17 og 11 - 15,6. Helst bør det anvendes en blanding av en sorbitanalifatisk syreester, en polyoksyetylen oleylester, samt en polyoksyetylen sorbitanalifatisk syreester.

Særlig når det gjelder epoksyharpikssystemer bør emulgatoren fortrinnsvis være slik at den kan tilsettes enten epoksyforbindelsen eller herdemiddelet, eller eventuelt begge disse. Det er ønskelig at emulgatoren har god lagringsstabilitet selv sammen med epoksyforbindelsen og/eller herdemiddelet.

3) (d) Fyllpartikler.

Type, partikkelstørrelse og mengde av fyllstoffet er faktorer sem i høy grad påvirker filterlagenes egenskaper ved siden av den vannmengde som tilsettes. De fyllstofftyper som anvendes i henhold til oppfinnelsen er ikke i særlig grad begrenset så lenge de som vanlig anvendes i syntetiske harpikser. Det kan f. eks. anvendes kiselsand, kalsiumkarbonat, talg, barium-sulfat, leire, aluminiumhydroksyd, samt sådanne pigmenter som titanoksyder og kromoksyder. Også dolomitt og keramikkpulver kan benyttes. Ikke-organiske fyllstoffer, slik som aluminium-oksyd, glassperler, perlesand og Ottawa-sand, samt organiske fyllstoffer som kuleformede partikler av fenolharpiks og epoksyharpiks kan også brukes. Det er å foretrekke at fyllstoffet har et bestemt partikkelstørrelseområde, slik som 60 - 100 mesh, 100 - 200 mesh, 200 - 300 mesh eller mindre enn 300 mesh, og har hovedsakelig kuleform eller lignende utforming. I det tilfelle et filtersjikt med nøyaktig dimensjonert porediameter og porøsitet skal fremstilles, kan et sådant produkt oppnås ved å benytte et fyllstoff innenfor et visst partikkelstørrelseområde, samt med kuleform eller lignende utforming alene eller i kombinasjon. Den foretrukkede mengde fyllstoff som tilsettes er omkring 30 - 8C vekt% ay den totale mengde støpematerial.

3) (e) Støpning av materialet.

De materialkomponenter som er beskrevet ovenfor blandes sammen for å danne et emulgert harpiksmaterial som er egnet for støpeforming. For å bryte de bobler som dannes ved omrøring av støpematerialet, kan et antiskummiddel som hindrer skum-dannelse eller bryter skumbobler tilsettes hvis nødvendig.

Filterlaget kan f. eks. fremstilles ved støpning av det ovenfor nevnte støpematerial, som derpå geldannes og så oppvarmes for å dehydrere og samtidig herde materialet. En frembragt emulgatorbasert viskøs substans utvaskes så med et løsnings-middel, hvorpå det støpte produkt herdes ytterligere.

Et sådant filterlag fremstilt fra de ovenfor beskrevne materialer kan fremstilles ved en støpemetode, og har en ensartet, fin og åpen eellestruktur, samt utmerket dimensjonsstabilitet, mekaniske egenskaper, holdbarhet, o.s.v. Videre er det mulig å oppnå et filtersjikt med nøyaktig fastlagt porediameter og porøsitet ved hensiktsmessig valg av den til-satte vannmengde og fyllstofftype. Ved hensiktsmessig valg av herdemiddel kan også geldannelsetiden for støpematerialet ned-settes for å forkorte behandlingstiden.

4) Filtersjikt.

Det således oppnådde filtersjikt 3 må ha en jevn overflate samt også fin, åpen eellestruktur som tillater filtrering og avsetning av oppslemning. Diameteren av de fine porer i fi 1 tersjiktet ligger hensiktsmessig innenfor området omkring 2 til 60 ^um. Tykkelsen av filtersjiktet er minst omkring 0,5 mm eller mer, samt fortrinnsvis i området fra 10 til omkring 50 mm eller mer. Når tykkelsen er mindre enn omkring 5 mm kar. et sådant filtersjikt lett utformes ved kjente fremgangsmåter, slik som brettskuring, børsting, sprøyting, flyte-stepning, skrapebelegning, etc. istedet for formstøpning.

5) Mellomsjikt av grovporede faste materialer.

Det anvendte material i det grovporede faste material 5 som danner mellomsjikt med grov porestruktur er ikke i særlig grad begrenset så lenge det har en sådan åpen eellestruktur som tillater lett drenering, sugevirkning cg trykkluftpåvirkning. Mea henblikk på at det må være egnet for formstøpning utgjøres dette material fortrinnsvis av et aggregat/harpiksfaststoff som omfatter en stor mengde fyllaggregat (f. eks. omkring 80 til 90 vekt%) samt en liten mengde syntetisk harpiks (f. eks. omkring 20 til 10 vekt%), som vil være tilstrekkelig til delvis til å binde fyll aggregatet. Dette aggregat kan f. eks. være blandinger (partikkelstørrelse omkring 500 til 5C0C ^um) av vanlige fy1laggregater (f. eks. kiselsand, kalsiumkarbonat, hvit marmor etc.) og lettvektsaggregater (vulkanbal1ong, felitt, pimpesten, aluminiumoksydgranulat, etc). Som klebende syntetisk harpiksmaterial kan hvilket som helst harpiksmaterial anvendes all den stund det ikke er vann-løseiig etter vecheftingsherding. Sådanne harpiksmaterialer omfatter epoksyharpikser, fenolharpikser, uretanharpikser, akrylharpikser etc. Støpingen av det grovporede faste sjikt kan lett utføres ved å kna sammen fyllaggregatet og harpiksmaterialet og derpå f. eks. drive den resulterende blanding inn i en støpeform av forut bestemt utforming for herding av harpiksmaterialet.

Diameteren av porene i det grovporede faste sjikt 5 ligger hensiktsmessig i størrelseområdet f. eks. fra 80 til omkring 1000 um. Tykkelsen av dette faste lag er minst omkring 5 mm eller mer, og fortrinnsvis omkring 30 til omkring 100 mm. Tykkelsen av sjiktet kan forandres fra del til del etter behov.

6) Fremstilling av form for støpeforming.

I det følgende skal det beskrives et eksempel på fremstilling av en nedre formdel for en støpeform innrettet for støpeform-ing og med en utforming som angitt i fig. 1, hvor imidlertid en avgrensningsvegg 5' er utelatt.

6) (a) Fremstilling av et grovporet fast sjikt.

En modell med konveks form for å omgis av det faste sjikt 5 i den nedre formdel, slik som vist i fig. 1, blir fremstilt. Et løsemiddel påføres overflaten av modellen. Denne modell anbringes opp-ned (nemlig i konveks stilling), hvorpå et lufttett hylster, f. eks. et kar 2, anbringes vendt opp-ned over modellen. Den øvre del av karet åpnes for fylling. Det således dannede, mellomliggende støperom for det grovporede faste sjikt 5 blir så trykkfylt med et blandingsmaterial av fyllaggregat og epoksyharpiks som beskrevet nedenfor. Blandingsmaterialet tillates å forbli i formen for herding av har-pikskomponenten. Etter herding fjernes modellen og etterlater et grovporet fast sjikt 5. Blandingsmaterialet av fyllaggregat og harpiks består da hovedsakelig f. eks. av 80 vektdeler pimpesten, 10 vektdeler kalsiumkarbonat, og 10 vektdeler av en kommersielt tilgjengelig epoksyforbindelse/herdemiddelblanding i form av flytende harpiks. 6) (b) Fremstilling av et filtersjikt med fin åpen eellestruktur.

Et konveksformet modellstykke for å omgi et filtersjikt 3 i den nedre formdel som vist i fig. 1, blir fremstilt, og modellstykkets overflate behandles med et løsgjøringsmiddel. Modellstykket anbringes opp-ned (i konveks stilling), hvorpå det fremstilte faste sjikt under 6) (a) ovenfor anbringes vendt opp-ned over modellstykket. Et støpematerial bestående av epoksyharpiks og fyllstoff, som beskrevet nedenfor, helles inn i det således dannede mellomliggende støperom for filtersjiktet 3 og bibeholdes i rommet for midlertidig herding av støpematerialet. Modellstykket blir så fjernet og en emulgatorbasert herdet substans utvaskes ved hjelp av en stor mengde varmt vann med innhold av en alkohol (f. eks. isopropylalko-hol). På denne måte oppnås en nedre formdel for formstøpning og som hovedsakelig omfatter et lufttett hylster slik som hylsterkaret 2, et grovporet fast' mellomsjikt 5 og et filtersjikt 3- Videre kan en tilførseiskanal 8 for oppslemning, en fluidstrømningskanal 9, tetningsmidler 7 o.l. lett anordnes innenfor den ovenfor nevnte prosess. Den øvre del av støpe-formen, slik den er vist i fig. 1, kan fremstilles på lignende måte.

Det ovenfor nevnte harpiksbaserte støpematerial kan f. eks. ha følgende sammensetning.

7) Anvendelse av støpeformen (I).

Støpeformen 1 i fig. 2 viser en utførelse av foreliggende støpeform. Som vist i fig. 2 omfatter formen 1 en øvre formdel 2a og en nedre formel 2b, hvor filtersjikt 3, 3' er anordnet inne i et delbart lufttett hylster 2, mens grov-kornede mellomsjikt 5, 5' er anbragt på utsiden av hvert sitt filtersjikt 3, 3' . Et støpehulrom 4 er utformet innenfor filtersjikten. Minst en side av hvert mellomsjikt 5. 5' er forbundet med utsiden av hylsteret 2 og står derved i forbindelse med atmosfæretrykket eller en undertrykkskilde. Den øvre formdel 2a er utstyrt med en overstrømstank som står i forbindelse med formens hulrom 4 gjennom filtersjiktet. Den nedre formdel 2b er utstyrt med en til førselskanal 8 for oppslemning og som er ført inn til støpehulrommet 4 gjennom filtersjiktet 3' • Den nedre formdel 2b er bevegelig under-støttet i retning oppover og nedover av et bærelegeme 11. En vogn for å motta en formstøpt gjenstand er anordnet mellom ytterposisjonene som den nedre formdel 2b kan bevege seg mellom.

Formstøpningen utføres på følgende måte. En oppslemning til-føres gjennom tilførselskanalen 8 inn i støpehulrommet 4 inntil oppslemningen strømmer inn i overstrømstanken. Opp-slemningsmassen i støpehulrommet 4 trykksettes ved å føre trykkluft inn i overstrømstanken og det grovporede mellomsjikt 5, 5' bringes i forbindelse med atmosfæretrykket eller en undertrykkskilde, således at avsetningshastigheten for opp-slemningene på filtersjiktene 3, 3' såvel som diffusjonshastigheten av det vann som inneholdes i den avsatte oppslemning økes. Når den avsatte oppslemning på filtersjiktet 3, 3' når en forut fastlagt tykkelse, veksles trykket i overstrøms-tanken til atmosfæretrykk og den gjenværende oppslemning i formhulrommet 4 dreneres ut gjennom tilførselskanalen for oppslemningen, således at en støpt hul gjenstand oppnås.

Mellomsjiktet 5' blir så trykksatt ved å tilføre trykkluft til en luft/vannseparator anordnet på undersiden av den nedre formdel 2b for å drive noe av det vann som fortsatt befinner seg i filtersjiktet 3' mot grenseflaten mellom filtersjiktet 3' og den støpte gjenstand. Det dannes således en vannmembran mellom disse deler og den nedre formdel kan løsgjøres. Den støpte gjenstand trekkes med vakuum inn i den øvre formdel 2a og henges derved opp i denne. En mottagervogn 12 anbringes under den støpte gjenstand. Vannmembran dannes i granseflaten mellom den støpte gjenstand og filtersjiktet 3 i den øvre formdel 2a, slik som beskrevet ovenfor, og den støpte gjenstand frigjøres fra formen på vognen 12.

8) Anvendelse av støpeformen (II).

Støpeformen 21 i fig. 3 viser en annen utførelse av foreliggende støpeform. Som vist i fig. 3 omfatter støpeformen 21 lufttette hylstre 26 til 29, filtersjikt 30 til 33 inne i hylstrene, samt grovporede mellomsjikt 34 til 37 mellom filtersjiktene og hylstrene. Minst den ene side av hvert av mellomsjiktene står i forbindelse med utsiden av hylstrene 26 og 29 og er over fluidstrømningskanaler 26a til 29a forbundet med henholdsvis atmosfæretrykk eller en undertrykkskilde. Et støpehulrom er utformet på innsiden av filtersjiktene 30 til

33- Den øvre formdel 22 er utstyrt med en overstrømstank som står i forbindelse med støpehulrommet 38 gjennom filtersjiktet 30. Den nedre formdel 23 er utstyrt med en tilførselskanal 40 for oppslemningen og som står i forbindelse med støpehulrommet

38 gjennom filtersjiktet 31-

Formstøpning utføres på følgende måte. En oppslemning til-føres gjennom tilførselskanalen 40 inn i formhulrommet 38, inntil oppslemningen strømmer inn i overstrømstanken 39- Oppslemningen i støpehulrommet 38 settes så under trykk ved å føre trykkluft inn i overstrømstanken (eller ved trykksetning av - tilførselskanalen for oppslemningen), mens de grovporede mellomsjikt 34 til 37 holdes i forbindelse med atmosfæretrykk eller en undertrykkskilde. På denne måte økes avsetningshastigheten for oppslemningen på filtersjiktene 30 til 33 såvel som diffusjonshastigheten av det vann som inneholdes i den avsatte oppslemning. Overstrømstanken 39 settes så i forbindelse med atmosfæretrykk og den gjenværende oppslemningsmengde dreneres gjennom tilførselskanalen for derved å frembringe en innhul støpt gjenstand 42.

Mellomsjiktene 34, 35 i øvre og nedre formdel 22, 23 settes så under trykk for å drive noe av det gjenværende vann i filtersjiktene 30, 31 inn i grenseflaten mellom den støpte gjenstand 42 og filtersjiktene. Det dannes da vannmembran mellom disse deler og vedheftningen mellom den støpte gjenstand 42 og øvre og nedre formdel 22, 23 løsgjøres, således at den støpte gjenstand raskt frigjøres. Hele sideflatene av den støpte gjenstand 42 understøttes og fastholdes av formens sidedeler 24, 25, fortrinnsvis ved å bringe disse sidedeler i forbindelse med en undertrykkskilde, mens den øvre og nedre formdel 22, 23 fjernes. I denne tilstand vil den støpte gjenstand ikke utsettes for krympningsdeformasjon, sprekkdannelse og partial-brudd på grunn av sin vekt, da hele gjenstandens sideflater er understøttet av formens sidepartier 24, 25. Et mottagerstativ er anbragt på undersiden av den støpte gjenstand 22. Vannmembran dannes i grenseflaten mellom den støpte gjenstand og fil tersjiktene 32, 33 ved å trykksette de grovporede mellomsjikt 36, 37 i formens sidedeler 24, 25, for derved å drive noe av det gjenværende vann inn i filtersjiktene 32, 33, således at frigjøring av formen lett kan finne sted. Formens sidepartier 24, 25 fjernes så for å etterlate den støpte gjenstand 42 frigjort fra formen på stativet.

9) Støpeformens driftsegenskaper.

Støpeformen i henhold til foreliggende oppfinnelse er helt tilfredsstillende med hensyn til nøyaktige dimensjoner, ensartede avsetningsegenskaper og formfrigjøring. Med hensyn til holdbarheten av formen, er det ventet at den vil vare mer enn 20.000 omganger av støpeforming.

10) Foretrukkede fyllpartikler.

I tillegg til de fyllpartikler som er beskrevet i avsnittet

3) (d) er det i henhold til foreliggende oppfinnelse funnet at vannuløselige fyllpartikler av en hydrofil termoplastharpiks er særlig å foretrekke som fyllstoff i det foreliggende filtersjikt. På grunn av de foreliggende termoplastegenskaper kan da fyllpartikler med hovedsakelig kuleform og jevn overflate lett oppnås, hvilket er meget hensiktsmessig ved foreliggende oppfinnelsegjenstand. Også egenvekten av sådanne harpikser er hovedsakelig den samme som for emulgerte harpiksmaterialer.

Følgende særtrekk oppnås da ved bruk av sådanne hydrofile harpiksfyllstoffer: (a) en stor fyllstoffmengde kan inngå i det emulgerte harpiksmaterial, og den resulterende blanding vil da være mer flytbar. (b) mer ensartet porøsitet og porestørrelse kan lett oppnås, (c) større porøsitetsgrad og mindre porestørreiser i filtersjiktet kan lett oppnås, (d) et hydrofilt filtersjikt kan fremstilles, således at støpningen av filtersjiktet er lett å utføre, samt mer ensartede avsetningsegenskaper og bedre formfrigiøringsegenskaper for filtersjiktet kan oppnås. Vanngjennomtrengeligheten for filterlag som inneholder sådanne hydrofile fyllstoffer er minst dobbelt så stor og vanligvis mer enn fem ganger større enn filterlag av lignende struktur som inneholder hydrofobe fyllstoffer. Sådanne resultater kan oppnås når fyllpartiklene har et innold på omkring 30 vekt% eller mer av hydrofile harpikspartikler av hovedsakelig kuleform.

Sådanne hydrofile termoplastharpikser omfatter f. eks. akrylharpikser (f. eks. metakryl eller akryl), polyamidharpikser, vinylacetatkopolymerharpikser, celluloseaeetatharpikser, samt modifiserte harpikser utledet fra disse, etc. Metylmet-akrylatharpiks anvendes ofte.

Som beskrevet innledningsvis er formålet ved foreliggende oppfinnelse oppnådd ved (a) i det vesentlige å løse problemet med herdingskrympning ved fremstilling av et syntetisk harpiksfilterlag ved anvendelse av et emulgert harpiksmaterial, (b) hovedsakelig å løse problemet ved at en emulgertbasert viskøs substans er igjen i filtersjiktet, ved anvendelse av et filtersjikt uten vanndreneringskanaler samt utvasking av nevnte substans med et løsningsmiddel, og (c) i høy grad å løse andre problemer ved å. bruke et harpiksfilterlag uten abrupte tykkelseforandringer, samt gjennomtrengelig harpiks-binding av fil tersjiktet til et grovporet mellomsjikt. Ved kombinasjon av de ovenfor nevnte egenskaper (a), (b) og (c) har foreliggende støpeform oppnådd nøyaktige dimensjoner, god holdbarhet, ensartede avsetningsegenskaper, god formfrigjør-ing, etc.

Claims (10)

1. Støpeform for forming av en oppslemning og som omfatter en delbar form bestående av flere formdeler som tilsammen danner et formende hulrom (4) når de sammenstilles, idet hver formdel omfatter et lufttett hylster (2), et mellomsjikt (5) med grov porestruktur inntil det lufttette hylster (2) samt et filtersjikt (3) av fast syntetisk harpiksmaterial med fin, åpen eellestruktur, og en tilførselskanal (8) forbinder nevnte hulrom (4) med utsiden av det lufttette hylster (2), karakterisert ved at en fluidstrømningskanal (9) er tilsluttet det grovporede mellomsjikt (5) og løper inn i dette fra utsiden av hylsteret, mens filtersjiktet (3) står i gjennomtrengelig forbindelse med mellomsjiktet (5) og er utført i hovedsakelig nøyaktig form og dimensjon samt utgjøres hovedsakelig av ensartet, dimensjons tilpasset åpen eellestruktur, idet nevnte nøyaktige form og dimensjon av filtersjiktet er oppnådd ved støpeforming av et flytbart emulsjonsmaterial som omfatter ca. 100 vektdeler av et herbart syntetisk harpiksmaterial, 1 til omkring 30 vektdeler av en ikke-ionisk emulgator, 1 til omtrent 200 vektdeler vann samt 50 til omkring 600 vektdeler fyllpartikler, til et delvis herdet filtersjikt, hvorpå nevnte ensartede fine og åpne eellestruktur i filtersjiktet oppnås ved jevnt fordelt utvasking av en gjenværende finfordelt emulgatorbasert viskøs substans i harpikssjiktet ved hjelp av et løsningsmiddel, og påfølgende ytterligere herding av harpikssjiktet, således at nevnte filtersjikt får evne til jevnt fordelt vanndrenering ved påføring av undertrykk samt tilførsel av vann og luft ved hjelp av det grovporede mellomsjikt og fluidstrømningskanalen i forbindelse med dette.

2. Støpeform som angitt i krav 1, karakterisert ved at filtersjiktet har ingen abrupt tykkelseforandring.

3. Støpeform som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at filtersjiktet trenger inn i den grovporede overflate av mellomsjiktet og er gjennomtrengelig harpiksheftet til dette mellomsjikt.

4. Støpeform som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at fluidstrømningskanalen står i forbindelse med utstyr for påføring av sug og trykksetning fra utsiden av det lufttette hylster.

5. Støpeform som angitt i ett av kravene 1 - 4, karakterisert ved at det syntetiske harpiksmaterial for filtersjiktet er valgt fra en materialgruppe som består av en epoksyharpiks, en fenolharpiks, en furanharpiks, en stiv uretanharpiks, en polyesterharpiks og en akrylharpiks.

6. Støpeform som angitt i ett av kravene 1 - 5, karakterisert ved at det flytbare emulgerte material for støpning av filtersjiktet omfatter omkring 100 vektdeler av en blanding av en epoksyforbindelse og et herdemiddel for denne, 1 til omkring 30 vektdeler av ikke-ioniske emulgatorer, 1 til omkring 200 vektdeler vann, samt 50 til omkring 600 vektdeler fyllpartikler, idet nevnte emulgatorer er av minst to typer valgt fra en emulgatorgruppe bestående av ikke-ioniske emulgatorer med- HLB-verdier på henholdsvis 4 til 8, 8 til 17, og 11 til 15,6.

7. Fremgangsmåte for fremstilling av en delbar støpeform for formstøpning av en oppslemning, og som omfatter flere formdeler for dannelse av et formende hulrom når delene sammenstilles, karakterisert ved at: - et støperom omgitt av et oppdelt lufttett hylster og et modellstykke for et grovporet mellomsjikt, trykkfyklles med en blanding hovedsakelig bestående av en stor mengde aggregat-partikler og et klebende syntetisk harpiksmaterial i en tilstrekkelig 'mengdeandel til delvis å binde aggregatpartiklene til å danne et mellomsjikt med porestruktur bundet til det lufttette hylster, - et støperom omgitt av det fremstilte grovporede mellomsjikt og et modellstykke for et filtersjikt og med form av en ønsket oppslemningsstøpt gjenstand, støpefylles med et flytbart emulsjonsmaterial bestående av omkring 100 vektdeler av et herdbart syntetisk harpiksmaterial, 1 til omkring 30 vektdeler av en ikke-ionisk emulgator, 1 til omkring 200 vektdeler vann samt 50 til omkring 600 vektdeler av fyllpartikler, for derved å danne et delvis herdet filtersjikt av syntetisk harpiks og med hovedsakelig nøyaktig form og dimensjon, og derpå vaskes en gjenværende finfordelt, emulgatorbasert viskøs substans i harpikssjiktet ut ved hjelp av et løsningsmiddel, og deretter herdes harpikssjiktet ytterligere for å danne et filtersjikt med hovedsakelig ensartet, fin og åpen eellestruktur som er gjennomtrengelig forbundet med det grovporede mellomsjikt.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at filtersjiktet bringes til å trenge inn i den grovporede overflate av mellomsjiktet og er gjennomtrengelig harpiksheftet til dette mellomsjikt.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at det syntetiske harpiksmaterial for filtersjiktet velges fra en materialgruppe bestående av en epoksyharpiks, en fenolharpiks, en furanharpiks, en stiv uretanharpiks, en polyesterharpiks og en akrylharpiks.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, 8 eller 9, karakterisert ved at den ikke-ioniske emulgator omfatter minst to typer ikke-ioniske emulgatorer med innbyrdes forskjellige HLB-verdier.