NO178771B - Fremgangsmåte for fremstilling av produkt av lett celleplast med lukkede celler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av produkter av lett celleplast med lukkede celler.

Celleplaster/skumplaster kan deles i to hovedgrupper;

1) de med overveiende lukkede celler,

2) de med overveiende åpne celler.

Lukkede celler i plastskummet (det vil si at cellene ikke er forbundet med hverandre) er en betingelse dersom skummet ikke skal absorbere fuktighet. Videre er det svært viktig at cellene er lukkede dersom man forlanger at celleplasten skal ha varige, gode termiske isoleringsegenskaper. Vanligvis vil også celleplastens mekaniske styrkeegenskapene være langt bedre dersom gasscellene er lukkede i forhold til celleplast med åpne celler, det vil si at gasscellene er forbundet med hverandre (for eksempel som i svamp).

Det finnes flere prinsipielt forskjellige teknologier for fremstilling av skumplast med lukkede gassceller. For alle prosesser er det en betingelse at man ikke "skjærer " plasten, det vil si at ikke sjiktene i plastmassen beveger seg i forhold til hverandre, efter at esemiddelet har ekspandert i plastmassen og før celleveggene i plastmassen er blitt sterke nok, enten ved kjemisk reaksjon eller ved avkjø-ling, til at cellene ikke rives istykker ved skjæring. Når fysikalsk esemiddel benyttes, er det en betingelse at gassen blandes inn i plastmassen med et trykk som ligger over gassens ekspansjonstrykk, det vil si at gassen må blandes inn i plastmassen i væskeform. Dersom gassen har fått lov til å ekspandere før eller i forbindelse med innblandingen i plastmassen, vil man få større eller mindre deler av plastskummet med åpne, sammenhengende celler. Når kjemisk esemiddel benyttes, er det en betingelse for å oppnå skum med lukkede celler, at dekomponeringen av esemiddelet foregår under trykk som er høyt nok til å forhindre ekspansjon av gassen til hele dekomponeringsfasen er avsluttet. Dersom dekomponeringen foregår under et for lavt trykk, vil resultatet bli skum med åpne gassceller.

En mye benyttet prosess er "Reaksjons-sprøytestøping", EIM. Ved denne prosessen blandes to eller flere flytende kompo-nenter og sprøytes inn i et lukket formrom. Det brukes i det alt vesentlige polyuretan (PUR) i denne prosessen, men også andre plastråstoffer som for eksempel termoplastisk polyamid, polyester og epoksy kan benyttes. Metoden har den store fordelen i forhold til de fleste andre prosesser at man kan fremstille svært store produkter og at plasten kan skummes opp på brukerstedet, in situ. PUR-skum kan produseres med lav egenvekt og har en svært god termisk isolasjonsevne sålenge fuktighet ikke har trengt inn i skummet. Skummet er imidlertid relativt kostbart, er sprøtt og trykk-styrken er begrenset. Dessuten kollapser gasscellene ved svært små væsketrykk slik at skummets isolasjonsevne under vann er meget begrenset. Skummet har imidlertid også miljømessige negative sider (En av komponentene i skummet er isocyanat. Videre brukes idag i stor utstrekning KFK-gasser som esemiddel i skummet).

Av andre kjente prosesser som spesielt benyttes for opp-skumming av termoplaster til lette celleplaster med lukkede celler kan spesielt nevnes: Statiske prosesser, ekstru-deringsprosesser og sprøytestøpeprosesser.

Av statiske prosesser er "Styropor-prosessen" best kjent. Den er spesielt utviklet for polystyren og benytter lett-flyktige hydrokarbon-forbindelser som oppskummingsmiddel. Skummet kan produseres med meget lave egenvekter og kan skummes opp på brukerstedet. Brann- og kjemikalske egenskaper er imidlertid i mange tilfeller ikke tilfredsstillende. Dessuten er de mekaniske egenskapene relativt begrenset. Prosessen kan benyttes til produksjon til store skinn-produkter.

En annen mye brukt statisk prosess er den såkalte "Statiske høytrykksmetoden". Denne prosessen benyttes primært til produksjon av lett PVC-skum med kjemisk esemiddel. Skummet kan produseres med lave egenvekter (ca. 30 g/cm3), har en lukket, jevn cellestruktur og har svært gode mekaniske og kjemikalske egenskaper. Dimensjonsmessig har imidlertid denne prosessen store begrensninger, den er i høy grad manuell, og produksjonskostnadene er høye.

En variant av denne prosessen er å sprøytestøpe uekspanderte "tabletter" av termoplast inneholdende kjemisk esemiddel, som derefter legges i presser hvor "tablettene" varmes opp slik at esemiddelet dekomponeres. Produktets hardhet er normalt sterkt begrenset og produksjonen er langsom.

En prosess som spesielt benyttes for produksjon av skinn-produkter av EVA (etylen-vinylacetat), er å sprøytestøpe et produkt med en massetemperatur under dekomponeringstemperatur for esemiddelsystemet inn i en sprøtestøpeform. Formen fylles helt med plastmasse og det legges et trykk på massen som ligger over ekspansjonstrykket for esemiddelet. Derefter varmes formen og dermed plastmassen opp til over dekomponeringstemperatur for esemiddelsystemet i massen. Efter at esemiddelet er dekomponert, åpnes formen og plasten ekspanderer direkte. Prosessen er svært følsom for variasjoner i prosessbetingelsene og den er langsom.

Det finnes flere kjente ekstruderingsmetoder for produksjon av celleplast. Det er en betingelse for å oppnå lukkede gass-celler at esemiddelet i plastmassen ikke er ekspandert i selve ekstruderingsmaskinen eller i første del av formverk-tøyet (dysen). For å oppnå et trykk i plastmassen som er stort nok til at gassen ikke ekspanderer, benyttes nesten utelukkende strømningsfriksjon gjennom dysen. Dette gir hastighetsforskjeller i plastmassen ved utløp av dysen som igjen betyr at det bygges inn skjæring i plastmassen idet ekspansjonsgassen, på grunn av trykkfall, ekspanderer. Man får dermed lett istykkerriving av cellene og kollaps av den ekspanderte plastmassen efter kort tid. "Celuka-prosessen", "Armocel- prosessen" og "Woodlite-prosessen" er eksempler på oppbygging av det nødvendige massetrykket ved hjelp av friksjon. For å unngå for mye skjæring av plastmassen og punktering av gasscellene ved utløp av dysen, kan man redusere tilsetningsmengden av esemiddel, noe som resulterer i høyere egenvekt. Ekstrudering av svært tynne profiler (folier) gir flatere hastighetsprofil (mindre hastighetsforskjeller i plastmassen) gjennom dysemunningen og problemene med skjæring av plastmassen med oppriving av cellene kan dermed reduseres. Ved bruk av fysikalsk esemiddel i stedet for kjemisk esemiddel, kan trykket i plastsmelten reduseres fordi gasstrykket er langt lavere i de normalt benyttede fysikalske gassene enn i kjemikalske esemidler.

Skjæring av plasten ved friksjon kan dermed reduseres. Problemene med skjæring av plastsmelten kan også reduseres ved styring av smeltens viskositet, for eksempel ved temperaturstyring eller ved at en benytter tverrbinding av plasten i forbindelse med oppskummingen.

Det finnes også ekstruderingsmetoder for fremstilling av lette skumprodukter med lukkede celler som ikke benytter seg av friksjon i dysen for å oppnå det nødvendige trykket. Eksempler på dette er "BASF-prosessen" hvor plastmassen ekstruderes inn i en beholder som står under trykk. Derefter blir massen sprøytet ut av beholderen. Dette er en semi-kontinuerlig prosess med naturlig begrensning av produktetes dimensj oner.

I "Scandinor-prosessen" for produksjon av lett celleplast med lukkede celler bygges det nødvendige massetrykket opp ved at plastmassen kjøles ned under høyt trykk i en spesiell kjøleenhet med ytre kjøling efter utgang av formdysen og føres direkte over i et en bremse-/holdeinnretning hvor plastmassen selv danner et kontinuerlig "stempel". "Stempé-let" bremses til en hastighet som gir plastsmelten i maskinen og i dysen det nødvendige trykket. Oppbyggingen av trykket oppnås uten friksjon mellom plastmassen og veggene i dysen og dermed uten hastighetsforskjeller i plastsmelten. Efter bremse-/holdeinnretningen varmes plastmassen noe opp igjen og massen kan ekspandere uten skjæring av gasscellene. Forskjellige termoplaster kan benyttes, men bremse-/holdeinnretningen er en relativt komplisert enhet.

Sprøytestøping av lett celleplast med lukkede celler gjøres idag med forskjellige prosesser, og produktet kan normalt betegnes som strukturskum. Sprøytestøpeprosessene deles vanligvis inn i to hovedgrupper: Lavtrykksprosesser og høy-trykksprosesser. Det oppnås opptil ca. 40 # reduksjon av skummets egenvekt i forhold til egenvekten av den uekspanderte plastsmelten. Både fysikalske såvel som kjemiske esemidler benyttes i forbindelse med sprøytestøping av celleplast.

Lavtrykksprosessene kjennetegnes ved at det sprøytes masse inneholdende gass raskt inn i verktøyets formrom. Mengden av det som sprøytes inn har i utgangspunktet mindre volum enn formrommet, slik at plastmassen tillates å skumme opp til den fyller hele formrommet. Det er vanlig å dosere verktøyrommet 70 - 80 H> fullt. På grunn av lavt trykk i verktøyet, er verktøykostnadene relativt gunstige. Skumprodukter produsert med en lavtrykksprosess har vanligvis ujevn skumstruktur, mye åpne celler og ujevn overflate, full av sprukne gass-celler eller slirer. Dette forsøkes avhjulpet ved styring av verktøytemperaturen, spesiell bearbeiding av verktøyrommets overflate og ved efterbearbeiding av skumproduktet.

I høytrykksprosessene sprøytes plastmassen som inneholder gass med høyt trykk hurtig inn i verktøyformen som fylles helt med plastmasse. Hud på produktet oppnås ved at overflaten kjøles ned i verktøyet og plastmassen ekspanderer ved at formvolumet økes. Det gjøres for eksempel ved at formplatene i verktøyet trekkes fra hverandre efter at all plastmassen er lagt inn i formrommet. Denne prosessen gir relativt god overflate på produktet slik at efterbearbeiding ofte ikke er nødvendig. Den gir videre skumprodukter med, i det vesentlige, lukkede, jevnt fordelte gassceller. Ekspan-sj onsgraden av plasten kan til en viss grad varieres innen produktet med denne metoden.

Verktøyformene til denne prosessen er relativt kompliserte og reduksjonen av egenvekten er begrenset. En variant som bygger på høytrykks-prinsippet er "Allied Chemicalprosessen". Her reduseres trykket slik at plastmassen kan ekspandere, ved at en del av plastmassen efter fylling får strømme tilbake i sprøytestøpemaskinen. Metoden gir ujevn cellestruktur. En annen kjent prosess som bygger på høytrykkprinsippet er "TAF-metoden". Efter fylling av formrommet med høyt massetrykk, blir en innsats i verktøyet trukket ut slik at formvolumet øker og trykket synker. Dermed kan gassen og massen ekspandere. Normale ekspansjonsgrader er 20-30

Det finnes flere spesielle sprøytestøpe-prosesser som i prinsippet kan klassifiseres som lavtrykk- eller som høytrykks-sprøytestøping. Eksempler på dette er "Gass mottrykksmetoden". Her fylles først verktøyets formrom med gass under høyt trykk. Plastmassen som inneholder uekspandert gass, sprøytes inn i formrommet som på grunn av gassen i formrommet ikke fylles helt med masse. Gassen i formrommet evakueres derefter og plastmassen ekspanderer med det lavere trykket i formrommet. Verktøyene for denne prosessen er kostbare og det oppnås kun liten ekspansjonsgrad. Produktene kan imidlertid lages med relativt store volum, og overflaten på produktet kan bli glatt.

En annen prosess er "Union Carbide-prosessen". I denne prosessen benyttes en kombinasjon av ekstrudering og sprøytestøping, men er egentlig en lavtrykksmetode. Bi-komponent- eller Sandwich-metoden (ICI) gir en mulighet til å produsere produkter med to forskjellige plastråvarer, for eksempel hard ytterhud med skummet kjerne. Prosessen er kostbar og oppskummingen liten. Co-innsprøytningsmetoden med ekspansjon av kjernematerialet ved å trekke formplatene i verktøyet fra hverandre (USM) gir i prinsippet de samme fordelene som ICI-metoden. Det oppnås normalt en oppskum-mingsgrad med flerkomponentprosessene fra 5 til 30 .

I de prosessene hvor plastmassen i plastbearbeidingsmaskinen inneholder gass, enten dekomponert kjemisk esemiddel eller fysikalsk gass, vil, på grunn av det nødvendige trykket på plastsmelten i bearbeidingsmaskinen for å unngå ekspansjon av esemiddelet før smeiten er kommet ut av dysen, plastsmelten utsettes for skjærkrefter i dysen. Man får dermed en hastighetsprofil i smeiten når den forlater dysen med høyere hastighet i de midtre sonene enn i sonene lengst ut mot dyseveggene. Fordi det utvendige trykket og dermed trykket i plastmassen reduseres efter dysen, ekspanderer plastmassen umiddelbart. De ekspanderte gasscellene i plasten blir, på grunn av hastighetsprofilen, utsatt for skjæring og blir lett revet istykker slik at den ekspanderte plasten kollapser (faller sammen).

Foreliggende oppfinnelse utnytter det fenomen at det for kjemiske esemidler er et tidsintervall mellom det tidspunkt da den temperaturen oppnås som er tilstrekkelig for at dekomponering kan starte, til det tidspunkt da dekomponeringen starter. I plastbearbeidingsmaskinen, som for eksempel kan være en sprøytestøpemaskin, tilføres plastmassen varme slik at den smelter og dens temperatur kommer over dekomponeringstemperaturen for esemiddelsystemet. Før esemiddelet har startet dekomponeringen, mates plastmassen inn i et lukket formrom. I formrommet, som mates fullt med plastmasse, legges et trykk på massen som er høyt nok til at esemiddelet ikke ekspanderer når det dekomponeres eller bare ekspanderer i ubetydelig grad. Det er en betingelse for å oppnå lukkede gassceller at esemiddelet i dekomponeringsfasen ikke ekspanderer eller bare ekspanderer i ubetydelig grad. I og med at man hverken i plastbearbeidingsmaskinen eller i dysen har esemiddel i gassform i plastmassen, kan plasten bearbeides uten spesielt høye trykk. Dessuten betyr ikke en hastighetsprofil med høyere hastighet på massen i midten av massestrømmen enn ut mot verktøyveggene at cellene rives i stykker i og med at esemiddelet først dekomponeres på et senere stadium i et lukket formrom. Det lukkede formrommet kan være et statisk rom med vegger av for eksempel stål, metall eller av plast med høy viskositet, eller en eller flere av formrommets vegger kan være bevegelig slik at formrommet kan utvide seg i løpet av innsprøytningen av plastmasse slik at stadig ny plastmasse må presses inn i formrommet for å opprettholde det nødvendige trykket.

Esemiddelsystemet kan, foruten kjemisk esemiddel, inneholde for eksempel stoffer som endrer dekomponeringstemperaturen eller dekomponeringshastighet til det kjemiske esemiddelet (for eksempel ZnO). Esemiddelsystemet kan også inneholde stoffer som reagerer kjemisk eksotermt eller endotermt efter oppnådd reaksjonstemperatur. Man kan dermed for eksempel oppnå raskere dekomponering av det kjemiske esemiddelet, og man kan velge kjemisk esemiddel som dekomponeres ved en høyere temperatur enn det ellers hadde vært mulig.

Trykket i plastmassen som er nødvendig for at esemiddelet ikke skal ekspandere under dekomponeringsfasen, varierer med esemiddelsystemet, temperaturer og mengden av esemiddel. Når det for eksempel benyttes azodikarbonamid, med sinkoksid som "kicker", med massetemperatur før dekomponeringen på 165°C og med en esemiddelmengde på 10 phr, vil det vanligvis være tilstrekkelig med et massetrykk på ca. 150 bar for å unngå ekspansjonen eller holde den på et tilstrekkelig lavt nivå.

Tiden som er nødvendig for å oppnå full eller tilnærmet full dekomponering av esemiddelet er også avhengig av faktorer som det totale esemiddelsystem, temperaturen i plastmassen, trykket i plastmassen, mengden av esemiddel og plastmassens reseptur.

Efter at plastmassen har ligget tilstrekkelig lenge i formrommet til at ønsket grad av dekomponering av esemiddelet er oppnådd, åpnes formen. Dersom plastmassen ikke er nedkjølt før åpning av formen, vil plastmassen umiddelbart ekspandere til likevekt er oppnådd mellom esemiddeltrykket i massen og spenningene i massen. For at produktet ikke skal deformeres når produktet tas ut av formen i varm tilstand, må formen åpnes med høy hastighet og produktet tas ut uten opphold. Dersom plastproduktets overflate imidlertid kjøles ned tilstrekkelig før formen åpnes, kan ekspansjonen holdes tilbake tilstrekkelig lenge til at plastpruduktet kan tas ut av formen efter normal åpningshastighet, og eventuelt plasseres i en annen form, som kan være en kjøle/ekspansjonsform, før produktet ekspanderer eller før det har ekspandert i vesentlig grad. I praksis vil produktet alltid ekspandere noe, men ved tilstrekkelig nedkjøling vil ekspansjonen være så liten at produktet ikke blir deformert og vil ekspandere til ønsket størrelse efter at det er tatt helt ut av formen, eventuelt efter at det er lagt inn i en ekspansjonsform. Selv om overflaten er nedkjølt, vil egenvarmen i produktets kjerne normalt være høy nok til at overflaten blir oppvarmet av denne efter kort tid, slik at produktet kan ekspandere.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av et produkt av lett celleplast med lukkede celler av en plastblanding inneholdende kjemisk esemiddel og eventuelt andre prosess-regulerende stoffer og tilsetninger, hvor plastblandingen bearbeides mekanisk (knas/eltes) i en plastbearbeidingsmaskin til en godt homogenisert, smeltet masse og overføres direkte til et lukket formrom, der:

1. plastmassen, når den overføres til formrommet, har en temperatur som ligger over dekomponeringstemperaturen for esemiddelet i kombinasjon med eventuelle dekomponerings-regulerende tilsetninger, 2. plastmassen overføres til det lukkede formrommet mellom det tidspunkt når massen har fått den temperaturen som er tilstrekkelig for at esemiddelet i plastblandingen skal dekomponere og det tidspunkt når dekomponeringen starter, 3. det lukkede formrommet fylles helt med plastmasse og temperaturen i plastmassen i formrommet holdes over dekomponeringstemperaturen for esemiddelet i plastblandingen så lenge at det oppnås ønsket grad av dekomponering av esemiddelet, og at trykket i formrommet er så høyt at plastmassen ikke ekspanderer eller ekspanderer bare i ubetydelig grad, når esemiddelet dekomponerer, 4. trykket i det lukkede formrommet reduseres, for eksempel ved at formrommet åpnes, når ønsket grad av dekomponering er nådd, slik at plastmassen kan ekspandere.

Den foreliggende teknologien gir også mulighet til å fremstille produkter av celleplast med hud av ikke ekspandert plast av det samme plastmaterialet som i celleplasten. Efter at plastmassen er lagt inn i verktøyformen med en temperatur som ligger over esemiddelsystemets dekomponeringstemperatur, vil det ta noe tid før selve dekomponeringen begynner. Denne "start-tiden" vil variere med forskjellige parametere som for eksempel temperatur og esemiddelsystem. Ved å kjøle plastmassens overflate i formen for dekomponeringen har startet, kan dekomponeringen i overflaten hindres og man får et produkt med en overflate av plast som ikke er ekspandert.

Avhengig av hvordan man avkjøler, kan det uekspanderte skiktet lages tynt eller tykt, og man kan fremstille produkter av celleplast med tett, uekspandert hud med varierende tykkelse, avhengig av kjøleintensitet. Efter nedkjølingen av produktets overflate vil esemiddelet i resten av produktet dekomponeres, og produktet kan tas ut av formen, enten umiddelbart eller efter at produktets ytterskikt er nedkjølt ytterligere slik at produktet bare har en begrenset ekspansjon før det er helt tatt ut av formen.

Plastproduktet må normalt ha en høyere viskositet ved ekspansjon enn den viskositeten plastmassen har når den sprøytes inn i formrommet. Dersom viskositeten er for lav når det utvendige trykket reduseres, risikerer man at ekspansjonen i plasten foregår så raskt og i så stor grad at plastens cellevegger ikke er sterke nok og ikke har fleksi-bilitet nok til at lukkede gassceller kan dannes på en tilfredsstillende måte gjennom hele produktet. Plastens viskositet kan økes ved at massen kjøles ned i forhold til massens temperatur ved innsprøytning. Dette gjøres normalt med amorfe termoplaster som for eksempel PVC eller med andre termoplaster med et gunstig viskositet/temperatur-forhold. Når krystallinske/ delkrystallinske plaster skal bearbeides med den foreliggende prosess, vil man ofte benytte tverrbinding/kryssbinding av plasten for ekspansjonen skjer. Tverrbindingen kan for eksempel gjøres kjemisk, for eksempel med silangrupper, med bestråling, eller dersom for eksempel en polyetylen-plast benyttes, med peroksider.

Det vil normalt være en betingelse at plasten ikke tverrbin-des i plastbearbeidingsmaskinen på grunn av fare for at plastens viskositet blir for høy for mekanisk bearbeiding. Når tverrbinding med bestråling benyttes, vil bestrålingen derfor skje efter at massen er lagt inn i formrommet.

Også når peroksider benyttes som tverrbindingsmiddel, må tverrbindingen av plasten først skje i formrommet. Peroksider må ha enn viss temperatur for å dekomponeres. Såvel tiden fra denne "start-temperaturen" er oppnådd til selve dekomponeringen og tverrbindingen av plasten begynner, som selve tverrbindingstiden, er avhengige av blant annet type peroxyd og temperatur. Det er normalt å tilføre varme gjennom form-veggene i formrommet for å oppnå tilstrekkelig høy temperatur. I prosessen basert på foreliggende oppfinnelse, kan man imidlertid utnytte tiIleggsvarmen som utvikles i plastmassen ved at det kjemiske esemiddelet dekomponeres eksotermt slik at temperaturen i plastmassen stiger til over dekomponerings-nivå for den aktuelle peroxyden. Graden av eksoterm reaksjon ved dekomponering av det kjemiske esemiddelet kan styres ved for eksempel å velge forskjellige esemidler, eller ved å kombinere eksoterme og endoterme kjemiske esemidler, eller ved å benytte forskjellige akselleratorer, eller ved å endre mengdeforholdet i esemiddelsystemet. Trykknivået i plastmassen betyr også mye for den varmemengde som utvikles ved dekomponering. Også eventuelle tilsetningsstoffer i esemiddelsystemet som reagerer kjemisk eksotermt eller endotermt kan benyttes til å styre peroxydens dekomponering.

Utviklingen av den foreliggende teknologien har vært utført på en relativt liten sprøytestøpemaskin. Dette betyr ikke at ikke andre plastbearbeidingsmaskiner kunne ha vært benyttet, som for eksempel en ekstruderingsmaskin.

I utviklingsfasen av teknologien har det vært produsert lette produkter av celleplast med lukkede celler av polyvinylklorid (PVC), av etylenvinylacetat (EVA) og av polyetylen (LDPE og MDPE) Det har vært benyttet en sprøytestøpemaskinen av merke Demag DC 80, med skuddvolum ca. 100 g og 80 tonn lukketrykk. Sprøtestøpemaskinens skruediameter var 32 mm med 1/d-forhold 20, og sylinderen var utrustet med tre varmebånd med temperaturstyring. Formverktøyet var et stålverktøy med ca. 80 ml formvolum. Det var utrustet med oljetemperering for temperaturstyring. Det var videre utrustet med følere for måling av plastmassens temperatur og trykk.

Eksempel på reseptur basert på PVC:

Råstoffene ble godt blandet på vanlig måte 1 en hurtigblander hvor temperaturen ble bragt opp til 125°C for derefter å bli senket til ca. 50° C før massen ble tatt ut av blanderen. Blandingen ble matet opp i sprøytestøpemaskinens innløps-trakt. Maskinens hastighet var ca. 100 rpm, og sylinderens temperaturinnstilling var, fra trakten og fremover; 110"C, 125 °C og 140° C. Temperaturen på dysen var satt til 150° C. Plastmassens totale oppholdstid i maskinen var ca. 50 sekunder. Massens temperatur ble imidlertid hevet til over dekomponeringstemperaturen for esemiddelsystemet først i den siste del av sprøytestøpemaskinen, slik at det ikke var noe, eller kun ubetydelig dekomponering av esemidlene i maskinen.

Massen var godt gelatinert efter bearbeidingen i sprøyte-støpemaskinen og hadde en temperatur idet den ble sprøytet inn i verktøyets formrom, på ca. 155°C. Selve innsprøyt-ningen tok ca. 3 sekunder. Innsprøytningstrykket var ca. 180 bar. Formrommets vegger hadde ved innsprøytningen en temperatur på 175^. Efter ca. 2 minutter startet dekomponeringen av esemiddelet som i det alt vesentlige var ferdig omsatt 2,5 minutter efter start. Plastmassen ble i formrommet derefter avkjølt til ca. 130"C i massens kjerne og til ca. 80°C i overflaten. Produktet ble tatt ut av formen og ekspanderte efter få sekunder til en egenvekt ca. 90 g/cm3 med jevn cellestruktur gjennom hele produktet. Gass-cellene var små og lukkede.

Det ble også produsert produkter med integrert hud av PVC-materialet. Huden var ikke oppskummet og overgangen mellom uekspandert hud og den ekspanderte celleplasten i resten av produktet, var relativt skarp. Tykkelsen på huden kunne varieres i tykkelse fra en del av produktet til en annen. Huden ble laget ved at man under selve innsprøytingen av plastmassen i formrommet hadde redusert formveggenes temperatur til 120-130°C, det vil si under esemiddelsystemets dekomponeringstemperatur. Dermed "slukket" man esemiddelsystemet i det ytre sjiktet og hindret at partiet av plastmassen ble dekomponert fordi denne massens temperatur ble brakt under esemiddelsystemets dekomponeringstemperatur før dekomponeringen startet. Efter at dekomponeringen av resten av produktet var avsluttet, ble plastmassen avkjølt til ca. 110° C i formen før produktet ble tatt ut av formen og ekspandert til en egenvekt ca. 90 g/cm3.

Eksempel på reseptur basert på EVA:

2,5-B-2,5-dimentylheksyn ble tilsatt for å tverrbinde plastmassen. Denne typen peroksyd med høy dekomponeringstemperatur og lang halveringstid ved "normale" temperaturer ble valgt for at dekomponeringstemperaturen for esemiddelsystemet med sikkerhet skulle være lavere enn dekomponeringstemperaturen for tverrbindingsmiddelet (Man hadde ellers risikert tverrbinding i sprøytestøpemaskinen).

Plastråstoffene ble blandet ved bruk av en bladmikser. Sprøytestøpemaskinens varmebånd ble innstilt på 125°C, 135°C og 150°C (fra trakten og fremover). Maskinens hastighet ble satt til 110 rpm. Dysens temperatur ble satt til 155°C. Verktøyets ståltemperatur ble satt til 170°C. Denne temperaturen ble efter ca. 5 minutter satt ned til 130° C. Plast- . massen hadde en temperatur på ca. 150°C ved utløpet av sprøytestøpemaskinen før den ble lagt inn i verktøyet. Da var lite eller intet av esemiddelet dekomponert og det var heller ingen synlig dekomponering av peroksydet. Massen ble lagt inn i verktøyet på ca. 3 sekunder og Innsprøytningstrykket var 200 bar.

Ca. 2 minutter efter innsprøytning var esemiddelet i plastmassen dekomponert og temperaturen i massen steg til ca. 200°C. Denne temperaturen var høy nok til en rask dekomponering av peroksidmaterialet. Dekomponeringen av peroksidet var avsluttet eller i vesentlig grad avsluttet i løpet av ca. 5 minutter.

Derefter ble verktøyets ståltemperatur regulert ned til 80°C, og produktet tatt ut av formen efter 2 minutter. Efter få sekunder ekspanderte produktet til et produkt med egenvekt ca. 70 g/cm3, med små, helt jevnt fordelte, lukkede celler. Produktet hadde ikke hud, men cellestruktur helt ut til overflaten.

Det ble også produsert produkter basert på EVA med tett, uekspandert hud og med lett celleplast i resten av produktet. Det ble gjort ved at massen, som i eksempelet ovenfor, ble lagt inn i verktøyet med temperatur ca. 150°C. Verktøyets stålvegger hadde en temperatur på ca. 130°C ved innsprøyt-ningen av massen som umiddelbart ble avkjølt i overflaten til under esemiddelsystemets dekomponeringstemperatur. Dermed fikk man et produkt hvor hverken esemiddelet eller peroksidmaterialet var dekomponert i overflaten, mens resten av produktet ekspanderte til celleplast med egenvekt ca. 70 g/cm3, med små, lukkede gassceller, jevnt fordelt.

I alle forsøkene som ble utført med det beskrevne tekniske utstyret, ble produktet tatt ut av sprøytestøpeformen i varm tilstand og fikk ekspandere fritt.

Det vil i praksis ofte være nødvendig å flytte produktet over fra sprøytestøpeformen til en ekspansjonsform før produktet ekspanderer eller før det har ekspandert i særlig grad. Dermed oppnås et sluttprodukt med bedre definerte yttermål. Ekspansjonsgraden vil imidlertid reduseres noe ved bruk av ekspansjonsformer i forhold til fri ekspansjon fordi produktet alltid vil trykke mot ekspansjonsformen med et overtrykk før det er avkjølt.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et produkt av lett celleplast med lukkede celler av en plastblanding inneholdende kjemisk esemiddel og eventuelt andre prosess-regulerende stoffer og tilsetninger, hvor plastblandingen bearbeides mekanisk (knas/eltes) i en plastbearbeidingsmaskin til en godt homogenisert, smeltet masse og overføres direkte til et lukket formrom, karakterisert ved at:

1. plastmassen, når den overføres til formrommet, har en temperatur som ligger over dekomponeringstemperaturen for esemiddelet i kombinasjon med eventuelle dekomponerings-regulerende tilsetninger,

2. plastmassen overføres til det lukkede formrommet mellom det tidspunkt når massen har fått den temperaturen som er tilstrekkelig for at esemiddelet i plastblandingen skal dekomponere og det tidspunkt når dekomponeringen starter,

3. det lukkede formrommet fylles helt med plastmasse og temperaturen i plastmassen i formrommet holdes over dekomponeringstemperaturen for esemiddelet i plastblandingen så lenge at det oppnås ønsket grad av dekomponering av esemiddelet, og at trykket i formrommet er så høyt at plastmassen ikke ekspanderer eller ekspanderer bare i ubetydelig grad, når esemiddelet dekomponerer,

4. trykket i det lukkede formrommet reduseres, for eksempel ved at formrommet åpnes, når ønsket grad av dekomponering er nådd, slik at plastmassen kan ekspandere. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert" ved at plastblandingen inneholder dekomponeringsregu-lerende tilsetninger for det kjemiske esemiddelet som reagerer kjemisk, eksotermt eller endotermt, i det lukkede formrommet. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det uekspanderte plastprodukts overflate kjøles under høyt trykk i det lukkede formrommet til en temperatur under esemiddelsystemets dekomponeringstemperatur før dekomponeringen av det kjemiske esemiddelet starter. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det uekspanderte plastproduktets overflate avkjøles i det lukkede formrommet til en temperatur som gir overflaten en stivhet og styrke som er høy nok til at plastproduktet kan tas ut av formrommet uten at noen del av produktet ekspanderer eller bare ekspanderer i ubetydelig grad før hele produktet er tatt ut av formrommet.