NO800518L - Fremgangsmaate og apparat for fremstilling av oppskummede gjenstander - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer ekspanderte skumstoff-gjenstander av syntetiske, termoplastiske materialer og spesielt preliminær ekspansjon av perler av slike termoplastiske materialer til bruk i etterfSigende stopeprosesser.

På dette område er det vanlig forst å ekspandere termo-plastperlené for dannelse av preliminære kuler. Disse preliminære kulene er ekspandert til minst 50 volum-% av den fer-digstopte gjenstand. Ved slik preliminær ekspansjon av perlene kan støpeformen i det vesentlige fylles, slik at perlene kan ekspanderes jevnere, man kan unngå hulrom, oppnå lavere stopetrykk, raskere produksjonssyklus og dannelse av skumstoff med lav tetthet. Den grunnleggende prosess er beskrevet av G.R. Franson, Plastics Technology, juli 1956, s. 452-455.

Ved preliminær ekspansjon av perler for dannelse av preliminære kuler er det viktig å produsere jevne produkter med stabile dimensjoner ved stor produksjonshastighet. Det må tas hensyn til polymertypen, perlens innhold av flyktige stoffer for og etter den preliminære ekspansjon og fuktigheten i om-givelsene. Endelig må utstyret for preliminær ekspansjon og stoping av skumstoffet kunne produsere med stor hastighet og<*>uten forstyrrelser.

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte og anordning for preliminær ekspansjon av termoplastiske materialer som inneholder et esemiddel. Spesielt angir oppfinnelsen en fremgangsmåte for preliminær ekspansjon, der det dannes dimensjons-stabile preliminære kuler, som kan stopes direkte til de endelige dimensjoner uten ytterligere ferdigbehandling.

Ved fremgangsmåten og anordningen ifolge oppfinnelsen fremstilles et ferdig produkt på vesentlig kortere tid enn det hittil har vært mulig, og det fremstilte produkt vil være betydelig jevnere med hensyn til sin tetthet og strukturelle en-hetlighet, samtidig som produksjonen kan skje rimeligere og med mindre kapitalinvestering enn det er mulig med metoder og apparater av kjent type.

I korthet blir termoplastiske perler, f.eks. polystyrenperler som inneholder et esemiddel, f.eks. pentan, preliminært ekspandert ved at en tilmålt mengde av omrorte perler forst varmes ved varmeoverforing til mykningstemperatur i en beholder som i det vesentlige holdes ved atmosfæretrykk. Oppvarmin-gen fortsettes og styres, inntil perlene ekspanderer i fastsatt grad. En gass, f.eks. luft, kan blåses gjennom kamret for å fjerne esemiddel som måtte være frigitt fra perlene, slik at man unngår eventuelle sikkerhetsrisikoer. Deretter lukkes og evakueres beholderen for vesentlig reduksjon av perlenes ese-middelinnhold. Når esemidlet er redusert til den passende mengde, opprettes igjen atmosfæretrykk i beholderen.

Perlene kan deretter overfores direkte til et formhulrom. Alternativt kan de fores tilbake til atmosfæretrykk i en lagringsbeholder, som holder de delvis ekspanderte perlene ved forhoyet temperatur. Ved at de preliminære kuler holdes ved forhoyet temperatur, kan den etterfølgende stopeprosess gjen-nomføres langt hurtigere og med lavere totalt energiforbruk.

Fra kamret for preliminær ekspansjon eller den oppvarmede lagringsbeholder sproytes de preliminære kuler inn i forvarme-de formhulrom ved hjelp av konvensjonelle luftdrevne påfyllingspistoler. Det brukes et antall påfyllingspistoler for at formhulrommet eller formhulrommene skal fylles så raskt som mulig. Formhulrommene kan også utsettes for konstant vakuum fra en sugepumpe, slik at de lettere kan fylles raskt.

Når påfyllingen er fullfort, utoves sugevirkning gjennom en flate av formhulrommet, samtidig som et varmemedium, som overopphetet damp eller varmluft ledes gjennom formhulrommets andre flate i en tidsperiode. Deretter reverseres varmemediets stromningsretning gjennom formhulrommet, slik at jevn oppvarming og ekspansjon av de preliminære kuler sikres for smelting av produktet. Det gjenstående esemiddel i de preliminære kuler muliggjor ekspansjonen ved de hoyere stopetemperaturer og er nodvendig for fullstendig smelting.

Etter fullfort ekspansjon og smelting av de preliminære kuler, brytes strommen av varmemedium og under et kort inter-vall opprettholdes et negativt trykk for fjernelse av i det vesentlige all fuktighet og alt esemiddel. Dette vil også bi-dra til dannelse av en hud på den stopte gjenstand, skjont dette også kan oppnås ved avkjoling av formflatene. Deretter gjeh- opprettes atmosfæretrykk i hulrommene og disse åpnes for automatisk utstotning av den ferdige gjenstand.

Ved en foretrukket utforelsesform av oppfinnelsen blir de preliminære kuler ytterligere ekspandert i det preliminære ekspansjonstrinn ved at damp sproytes inn i beholderen etter den innledende oppvarming. Dette bidrar til ytterligere mykning av de preliminære kuler og gjor det lettere for esemidlet å migrere ut" av de preliminære kuler. Ved denne utforelsesform reduseres den nodvendige evakiieringsperiode for eliminering av i det vesentlige alt esemiddel og det kan dannes stabile preliminære kuler med usedvanlig lav tetthet. Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen eliminerer dodtid og herding mellom det preliminære ekspansjonstrinn og stopetrin-net, samtidig som den eliminerer behovet for etterstopingskon-disjonering av den ferdige gjenstand, slik at produktet kan pakkes og forsendes til kunden rett fra stopeanordningen.

Uten at man vil binde seg til en spesiell teori, antar man at de enestående gunstige resultater i forbindelse med oppfinnelsen er lettest å forstå dersom man ser på virkningen av hvert enkelt oppfinnelsestrinn på plastpartiklene. Under forT oppvarmingstrinnet blir perlene kastet rundt under omroring mot den preliminære ekspansjonsbeholders vegger i en torr atmosfære. Perlene varmes jevnt over det hele og får ekspandere fritt etter hvert som esemidlet fordamper. Fordi den preliminære oppskummer ikke er lukket eller senere utsatt for over-trykk, blir ekspansjonen ikke retardert. Under dette trinn kan de preliminære kulers tetthet styres ved justering av perlenes temperatur. Skjont perlene blir myknet til en viss grad i alle tilfelle, blir de mer flytende ved de hoyere tempera-turbmråder og det skjer sterkere oppskumming. Fordi perletem-peraturen (og dermed de preliminære kulers tetthet) lett kan reguleres for hver sats som fylles i den preliminære oppskummer, ganske enkelt ved styring av manteltemperaturen og opp-varmingsperioden, kan det fremstilles et stort spektrum av produkter.

Det oppnås ytterligere to fordeler ved foroppvarmingstrinnet ifolge oppfinnelsen. Fordi perlene varmes ved varmeo-yerforing fra foroppskummerens vegger, vil overflaten mykne i hoyere grad enn perlenes indre. Ved avkjbling vil det dannes en tett hud eller skorpe rundt partiklene. Dette gir den preliminære kule dimensjons-stivhet.•Damp har ikke denne virkning fordi dampen trenger gjennom den preliminære kule. Ved forvar-ming under atmosfæretrykk, blir unnvikelse av det fordampede esemiddel dessuten ikke retardert.

Etter at ekspansjonen er fullfort i foroppvarmingstrinnet, vil vakuum som påvirker de preliminære kuler redusere esemiddelkonsentrasjonen til et minimum. Dette trinn krever selvsagt mindre tid, fordi en betydelig mengde av esemidlet allerede er eliminert under foroppvarmingen. Elimineringen av esemidlet er en nokkelfaktor for oppnåelse av et dimensjons-stabilt produkt. Men den preliminære kule må fortsatt inneholde en minimal mengde esemiddel, idet denne kreves for ytterligere oppskumming av produktet under den endelige stoping.

Ved det foretrukne utforelseseksempel av oppfinnelsen fremmes reduksjonen av esemiddelkonsentrasjonen og stopeproses-sen ved at en ringe mengde damp med meget hby temperatur sprby-tes inn på slutten av foroppvarmingsperioden. Dampen vil raskt varme opp og ytterligere ekspandere den preliminære kule. Der-ved vil ikke bare den preliminære kules tetthet reduseres, men overflatehudens gjennomtrengelighet vil også bkes, slik at den nbdvendige tid og energi for uttrekking av esemidlet fra den preliminære kule under evakueringstrinnet reduseres. Også opp-varmingen og evakueringen av flyktige stoffer under stbpetrinnet lettes.

Ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen er stbpeformen helt fylt med preliminære kuler. Under stbpetrinnet skjer det derfor lite forandring av massens tetthet. De enkelte preliminære kuler ekspanderer riktignok ytterligere for å fylle hulrommene mellom partiklene. Av denne grunn må en ringe mengde esemiddel gjenstå. Uten dette esemiddel, ville det ikke skje ytterligere ekspansjon under stbpebetingelsene og smelting ville bare finne sted på"de steder, hvor de kuleformede par-tikler stbter sammen. Når stbpingen er fullfort, må på den annen side alt esemiddel fjernes. For dette formål og for sammensmelting av partiklene, ledes damp alternativt fra den ene formside/mens formen settes under vakuumpåvirkning fra den andre siden. Det avsluttende evakueringstrinn sikrer også i det vesentlige fullstendig fjernelse av esemiddel og fuktighet. Dersom disse ikke ble fjernet, ville avkjolingstiden for den stopte gjenstand kunne fjernes fra formen bli forlenget

(på grunn av vannets hoye spesifikke varme og det trykk som esemidlet utvikler) og diménsjons-stabiliteten ville gå tapt.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen har således god virkning på grunn av sin enestående kombinasjon av trinn, som forer til rask fjernelse av esemidlet og fuktigheten så snart de har gjort sin virkning, for fremstilling av et fremragende produkt som hittil ikke har vært oppnåelig, spesielt ved stor produksjonshastighet.

Tegningens eneste figur er en skjematisk gjengivelse av anordningen for preliminær ekspansjon og stoping og illustre-rer fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen.

I figuren ses en foroppskummingsanordning 10, som omfatter en sylindrisk beholder 12, hvis akse forloper stort sett horisontalt. I beholderens 12 'endevegg 14 er det en åpning for påfylling av uekspandert, syntetisk, termoplastisk harpiksmateriale i form av perler 16. Det mest alminnelig brukte materiale er polystyren som inneholder n-pentan som esemiddel. Materialet har en tetthet på ca. 0,64 kg/liter og de nedenfor omtalte betingelser benyttes for dette materiale. Perlene 16 blir forst anbrakt i en påfyllingstrakt 18. Den onskede perlemengde mates deretter inn i beholderen 12 ved hjelp av en ladepistol 20 som kan være pnevmatisk.

Beholderens 12 innervegg varmes opp til en temperatur fra ca. 107 til 121°C ved hjelp av et varmemedium som sirkuleres gjennom ehvarmemantel 22 som omgir størstedelen av beholderen 12. Varmemediet tilfores gjennom innlopet 24 som ligger nær overkanten 23 av varmemantelen, på den ene siden av beholderen 12 og fjernes gjennom utlopet 26, beliggende ved bunnen av man-telen, hvorfra mediet fjernes.

Det er anordnet organer for omroring av perlene i beholderen 12. Disse organer har formen av eiker 28, montert på en roterende stang, som drives av en ikke vist motor. Omroringen hindrer sammenbaking av perlene og letter jevn oppvarming.

Mens innlopet nær ladepistolen 20 er anordnet ovenfor beholderens 12 midtakse, er utlopet 30 plassert vertikalt under den sentrale akse, slik at de ekspanderte kuler vil strc-mme til en lagringsbeholder 34 under påvirkning av tyngdekraften, når tommepistolen 32 aktiviseres for åpning av utlopet 30„ Denne overforing kan akselereres ved at de preliminære kuler blåses ut av beholderen 12 med luft fra viften 36.

Når ladepistolen 20 er fylt med den onskede perlemengde, blir beholderens 12 vegger varmet opp til passende ekspansjons-temperatur. Dette er en temperatur som er tilstrekkelig til å mykne perlenes overflate og fordampe esemidlet, men ikke tilstrekkelig til å forårsake sammensmelting av perlene under omroring. Perlenes mykningsgrad og foroppvarmingstiden avhenger av den onskede tetthet av de preliminære kuler og av slutt-produktet. Som det vil være kjent for fagfolk på området, blir ekspansjonen storre og tettheten av de preliminære kuler mindre, jo mer perlene myknes. Ved bruk av f.eks. en sats på 20 kg polystyrenperler som inneholder 7% pentan som esemiddel, må

man for å produsere et sluttprodukt med en tetthet på 0,096 kg/liter justere dampen som trer inn i varmemantelen til 107°C og la foroppvarmingstiden være 70 sekunder. Hvis det på den annen side onskes et produkt med en tetthet på 0,026 kg/liter, bor damptemperaturen til varmemantelen settes til 121°C med en 70 sek. foroppvarmingstid. Ved fordobling av foroppvarmingstiden til 140 sekunder ved en temperatur på 121°C, kan tettheten reduseres til 0,020 kg/liter. Fagfolk vil lett kunne be-stemme den korrekte kombinasjon av temperatur og varighet av foroppvarmingstrinnet ved å ta hensyn til den termoplastiske perletype, satsens vekt, utstyret og den onskede tetthet. Lade-sylinderen 20 drives for innforing av perlene i beholderen 12, mens omroringsanordningens staver 28 dreies for at perlene kontinuerlig skal bringes i kontakt med beholderens 12 oppvarmede flater.

Varmluft fra en kilde 36 kan innfores, fortrinnsvis ved

en temperatur over perlenes mykningspunkt, gjennom ledningen 38 og veggen 14 til beholderens 12 indre. En sterk varmluft-strom opprettholdes i kamret 12 ved at luften i beholderen . trekkes ut gjennom en ledning 40, som er koplet til en vakuum-

pumpe. Slik holdes beholderens indre rom ved eller svært nær atmosfæretrykk og damper eller gasser som utvikles under perlenes oppskumming blir raskt fjernet..Det sistnevnte er viktig fordi det bidrar til fjernelse av pentan fra perlene og virker som en sikkerhetsforanstaltning, idet pentangass som utvikles og frigis til atmosfæren i beholderen er meget eksplosiv når

den blandes med oksygen. Hvis de innforte perler inneholder fuktighet som folge av lagringen eller eventuelle rensetrinn for behandlingen', er det også viktig at fuktigheten fjernes, slik at oppskummingen av perlene skjer med nokså jevn hastighet.

I tilfelle det onskes et skumstoff med spesielt lav tetthet eller hoyere produksjonshastighéter, kan en tilmålt mengde damp med hoy temperatur innfores gjennom en rekke innlops-ledninger (ikke vist) i bunnen av beholderen 12 etter den på-begynte ekspansjon av perlene med jborr luft. Dampen har hoyere temperatur enn de preliminære kuler, f.eks. fra 100 til 177°C, og avgir latent kondensasjonsvarme til polystyrenpartiklene. Dette forer til rask okning av" partiklenes temperatur og til ytterligere ekspansjon. Også dette trinn gjennomfores ved eller nær atmosfæretrykk. Det dannes bare en begrenset konden-satmengde under dette trinn, fordi den hovedsakelige varmetil-forsel til perlene skjer ved konveksjon under foroppvarmingstrinnet. Dette kondensat fjernes helt gjennom et flertall utlopsporter (ikke vist) på toppen og siden av beholderen 12, under nedenfor omtalte evakueringstrinn. Bruken av et flertall dampinnlops- og utlopsporter sikrer jevn fordeling av dampen blant de omrorte perler.

Når de oppskummede perler eller preliminære kuler har nådd sin onskede tetthet, senkes trykket i kamret 12 til under atmosfæretrykk (fra 5,1 cm til 64 cm Hg vakuum, fortrinnsvis 25 cm til 51 cm Hg) ved påvirkning fra vakuumpumpen via ledningen 40. Ved trykksenkning på dette trinn, kan gassresten i de preliminære kuler reduseres slik at de preliminære kuler får utmerket stabilitet. Dette vakuumtrinn fjerner hovedande-len av esemiddel (og kondensat, når det benyttes damptilforsel), mens det bare blir igjen en mengde som er tilstrekkelig for å tillate ytterligere oppskumming av perlene i stope-trinnet. Når polystyrenperlene opprinnelig inneholder 5-7 vøkU~% esemiddel, vil vakuumtrinnet fortrinnsvis redusere nivået til 0,75-2 vekt-%, fortrinnsvis til ca. 1 vekt-% gjenværende gass. Ved bruk av det foretrukne utforelseseksempel av oppfinnelsen, dvs. damptilforsel etter foroppvarming, lettes evakueringen av esemidlet. Man antar at dette skyldes at huden blir mer gjennomtrengelig for gass.

Etter vakuumtrinnet utloses tommepistolen for hurtig tomming av de preliminære kuler i den isolerte lagringsbeholder 3.4, som holdes ved atmosfæretrykk og en temperatur fra 49 til 77°C. Fra lagringsbeholderen 34 blir de delvis ekspanderte kuler pnevmatisk matet gjennom ledninger 46 og 48 til en stbpe-anordning som generelt er betegnet med 50.

Alternativt kan utlopet 42 koples direkte til en rorfor-met ledning for rask tomming av beholderen 12 og umiddelbar lading av et formhulrom, som omtalt nedenfor. I dette tilfelle må de preliminære kuler bringes tilbake til atmosfæretrykk for formhulrommet fylles. •

Som mer detaljert omtalt nedenfor, benyttes trykkluftdrev-ne påfyllingspistoler for innsproyting av de preliminære kuler i et par identiske formhulrom 52 og 54, som er skjematisk vist. i figuren.

Stopeanordningen 50 omfatter formplater 56 og 58, som er fastmontert på en ramme som generelt er betegnet med 60. I tillegg er en formplate 62 bevegelig montert på rammen 60, rett overfor formplaten 56 og en identisk formplate 64 er bevegelig montert på rammen 60 overfor formplaten 58. Som nærmere omtalt nedenfor, har hver formplate 56,58,62 og 64 et antall gjennom-gående perforeringer, av hvilke noen skal slippe inn preliminære kuler fra ladepistolen 66, mens andre skal slippe inn et varmemedium og brukes til evakuering av hvert enkelt formhulrom.

Formplatene 62 og 64 er bevegelige i retning av og fra sine motstående formplater. Med en slik anordning kan stopte gjenstander, f.eks. isolasjonsplater, fremstilles med stor variasjonsbredde hva angår bredde og form, ganske enkelt ved at formhulrommenes 52 og 54 storrelse og formen av selve formflatene varieres.

Systemet for varmemedium m.v. i forbindelse med stopeanordningen 50 skal nå omtales nærmere under henvisning til figuren. '

Ved den foretrukne fremgangsmåte tilfores et oppvarmet medium, som varmluft, til to atskilte plenumkamre 68 og 70,

som er hensiktsmessig anordnet nær stopeanordningen 50. Mens varmluft kan benyttes som oppvarmet medium, foretrekkes overopphetet damp med en temperatur på 93-135°C. Fra plenumkamret 68 ledes det oppvarmede medium gjennom en eller flere ledninger 72 til et ikke vist plenumkammer, som ligger bak stopepla-tens 62 front. En magnetisk drevet ventil, som er bevegelig mellom en åpen og en lukket stilling, styrer mediets stromning gjennom ledningen 72. På lignende måte leder en eller flere ledninger 76 med en lignende ventil 78 mediet til plenumkamret bak formplatens.64 front. Ettersom formplatene 62 og 64 er bevegelige på rammen 60, er det onskelig at ledningene 72 og 76 er fleksible for at bevegelsen kan kompenseres.

Fra plenumkamret 70 ledes mediet gjennom en eller flere ledninger 80 og 84 til formplatene 56 hhv. 68. Magnetisk drev-ne ventiler 82 og 86 styrer stromningen gjennom ledningene 80 hhv. 84. Som omtalt nedenfor, er et dreneringsror 88 fortrinnsvis anbrakt vertikalt nedenfor formanordningen 50 og forbundet med en ledning 90, via en ventil 92 med plenumkamret bak formplatens 62 front. På lignende måte er en ledning 94 via en ventil 96 koplet til et antall steder på plenumkamret bak formplaten 56 og til dreneringsroret 88. Ledninger 98 og 100. forbinder plenumkamrene bak formplatenes 58 hhv. 64 forsider med dreneringsroret 88 via ventilene 102 og 104. Dreneringsroret 88 er via en ventil 106 forbundet med en vakuumpumpe med stor kapasitet, som er skjematisk vist ved 108. Lufting til atmosfære har dreneringsroret 88 via ventilen 110. Fortrinnsvis er samtlige ventiler i mediumsystemet magnetisk drevet, slik at de kan fjernstyres, fortrinnsvis ved hjelp av program-mering. Samtlige ventiler" er dessuten av den type som enten er helt åpne eller helt lukket.

Når formplatene 62 og 64 er beveget til de nærmeste stil-linger i forhold til sine respektive motparter 56 og 58, holdes temperaturen i formhulrommene 52 og 54 ved 93-135°C, om nodvendig ved at varmemediet fra et av plenumkamrene 68 og 70 ledes inn i formhulrommené. Når formplatene er skikkelig fast-låst og avtettet/lukkes ventilené 74,82,86/78 og 110, mens ventilene 92,96,102,104 og 106 er åpne og vakuumpumpen settes i gang for å redusere trykket til under atmosfæretrykk, fortrinnsvis til 20 cm - 23 cm Hg vakuum i hulrommene 52 og 54. Like etterpå settes påfyllingspistolene 66 i gang for innblå-sing av delvis ekspanderte, varme perler i formhulrommené 52

og 54, slik at hulrommene fylles. Når hulrommene er fylt, stenges pistolene 66 av og ventilene 82,86,92,104 og 106 er i åpen stilling, mens ventilene 96, 102, 74, 78 og 110 lukkes.

I denne fase vil mediet fra plenumkamret 70 således stromme gjennom ledningene 80 og 84, gjennom frontflåtene av de respektive formplater 56 og 58, tvers over de respektive formhulrom 52 og 54 og ut gjennom frontflåtene av formplatene 62 og 64, gjennom ledningene 90 og 100 til vakuumpumpen 108. Etter en tid kan stromningsretningen av varmemediet reverseres.

For slik reversering blir ventilene 80 og 84 lukket, mens ventilene 74 og 78 åpnes og ventilene 92 og 104 lukkes, mens ventilene 96 og 102 åpnes, slik at mediet strommer fra plenumkamret 68, gjennom frontflåtene av formplatene 62 og 64, tvers gjennom hulrommene i motsatt retning og ut gjennom åpningene i frontflatene for formplatene 56 og 58, gjennom ledningene 94 og 98 til vakuumpumpen 108. Ved denne anordning er muligheten for opprettelse av tetthetsgradient på tvers av den stopte gjenstand vesentlig redusert, slik at det vil oppnås et langt jevnere og mer salgbart produkt. Som kjent virker de delvis ekspanderte perler som meget effektive isolasjonsbarrierer, slik at om varmemediet bare ble avgitt fra en side av formhulrommet og det ble fremstilt et meget tykt stopeprodukt, ville det kreve mye lengre stopetid for sikring av fullstendig sam - mensmelting av perlene i hele formhulrommet. Men ved fremgangsmåten og anordningen ifolge oppfinnelsen blir stopetiden vesentlig redusert, ettersom varmemediet metter de delvis ekspanderte perlene fra motstående sider og dermed sikrer intim og omhyggelig oppvarming av hver enkelt perle.

Avkjoling av produktet i formhulrommené oppnås deretter ved at samtlige ventiler stenges mot plenumkamrene 68 og 70, mens ventilene 92, 96, 102, 104 og 106 åpnes med påsatt vakuumpumpe og med ventilen 110 fortsatt lukket for at trykket med sikkerhet skal synke under atmosfæretrykk, fortrinnsvis til ca. 25 cm Hg vakuum. Fuktighet og gasser som måtte fore-ligge i formhulrommené 52 og 54 vil da evakueres og temperaturen i hulrommene vil også synke når trykket avtar. I dette trinn blir esemiddelkonsentrasjonen redusert til mindre enn 0,5 vekt-%, fortrinnsvis under 0,3 vekt-%. Deretter lukkes ventilen 106 og ventilen 110 åpnes for at formhulrommené igjen skal få atmosfæretrykk, hvorpå formplatene låses opp og åpnes og det ferdige produkt automatisk stotes ut fra samtlige formhulrom.

Anordningen ifolge oppfinnelsen, som beskrevet ovenfor, vil gjore det mulig å gjennomfore en stopesekvens hurtig, i hovedsak fordi formene raskt kan fylles med de delvis ekspanderte perlene, som siden kan varmes jevnt opp til smeltetempe-ratur for konsolidering av perlene i sluttproduktets form. Det stopte produkt blir deretter stott ut fra formhulrommené og er umiddelbart klart for pakking og transport til en kunde.

Skjont oppfinnelsen er spesielt beskrevet i forbindelse» med bruk av polystyrenperler som inneholder n-péntan som esemiddel, er dette bare foretrukne materialer. Andre oppskumbare polymermaterialer som kan benyttes omfatter andre homopolyme-rer og kopolymerer utledet fra vinylmonomerer, som vinylklorid, divinylbensen, alfa-metylstyren, "nuclear dimetylstyren" og vinylnaftylen. I tillegg til polystyrenhomopolymerene er copo-lymerer av polystyren med alfa-metylstyren, divinylbensen, butadien, isobutylen og akrylnitril med ca. 50% eller mer sty-ren særlig anvendelige. Hensiktsmessige esemidler omfatter andre flyktige alifatiske eller cykloalifatiske hydrokarboner, generelt med 1-7 karbonatomer i molekylet. De omfatter metan, etan, propan, butan, heksan, lettbensin, cyklopentan, cyklo-heksan, cyklopentadien og halogenerte derivater som har kokepunkt under polymerenes mykningspunkt. Andre esemidler er di-kloretylen, diklordifluormetan, aceton, metanol, metylacetat, etylacetat, metylformat, etylformat, propionaldehyd, dipropyl-eter. Esemidlene foreligger generelt i mengder fra 3 til 15 vekt-% av polymeren. Det foretrekkes mengder på 5^-8%.

De folgende eksempler vil gi en nærmere illustrasjon av foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1

Ved bruk av ovenfor omtalte anordning, ble det tilfort 16 kg polystyrenperler med et innhold av 7 vekt-% n-pentan i form av esemiddel til beholderen 12. Manteltemperaturen ble innstilt på 107°C og perlene ble forvarmet i 100 sekunder, mens det strommet luft gjennom beholderen med en hastighet på 2832 l/min. Under foroppvarmingsperioden er trykket i beholderen tilnærmet atmosfæretrykk og perlene eser. Deretter forseg-les beholderen og det utoves et vakuum på 58 cm Hg i 3 min. Dette reduserer n-pentankonsentrasjonen til ca. 1 vekt-%. De oppnådde preliminære kuler har en tetthet på 0,026 kg/liter. De preliminære kuler ble deretter stopt til en plate i en "dual-platen" platemaskin som omfatter en platestorrelse på 1,2 meter x 2,4 meter og har en tykkelse på 51 mm. Stopingen finner sted ved et damptrykk på 0,0070 kg/mm . Det oppnås utmerket sammensmelting av partiklene. Produktet ble avkjolt i vakuum i 3 min. Det har god dimensjons-stabilitet og en ese-middelkonsentrasjon på ca. 0,25%.

Eksempel 2

Fremgangsmåten ifolge eksempel 1 gjentas, bortsett fra at damp med et trykk på 0,070 kg/mm 2 etter foroppvarmingsperioden innfores i beholderen i en 6 sekunders-periode/samtidig som beholderen holdes ved atmosfæretrykk. Beholderen settes deretter under vakuum, suges ut i 30 sekunder og vakuumet opprettholdes i 1,5 min. Dette er nok til å redusere pentaninnholdet til ca. 1 vekt-%. Det resulterende produkt har ytterst lav tetthet på 0,012 kg/liter og er tort. Dette produkt blir også stopt som beskrevet i eksempel 1, bortsett fra at det bare kreves et damptrykk på o 0,0056 kg/mm 2 for gjennomtrengning av de preliminære kuler. Avkjolingstiden er redusert til 20 sek. Det oppnås utmerket sammensmelting av perlene og produktet har fremragende dimensjons-stabilitet. Den reduserte avkjolingstid viser at det stopte produkt er fritt for all fuktighet og esemiddel .

På bakgrunn av denne beskrivelse av oppfinnelsen vil det være innlysende at modifikasjoner kan foretas innenfor oppfin-nelsens ramme slik denne er angitt i kravene.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for preliminær oppskumming av syntetisk, termoplastisk harpiksmateriale som inneholder et esemiddel/karakterisert ved fSigende;trinnr (a) anbringelse av perlene (16) i et kammer (12), som har en innvendig flate oppvarmet omtrent til perlenes smeltetempera-tur og over esemidlets kokepunkt, (b) kontinuerlig omrSring av perlene ved tilnærmet atmosfæretrykk for at sammenbaking. skal hindres, mens perlene absorberer varme fra kamrets innerflate, inntil perlene når sitt mykningspunkt og eser i volum, (c) reduksjon av trykket i kamret for uttrekking av en vesentlig del av det gassformede esemidlet fra de oppskummede . perlene og (d) gjenopprettelse av i det vesentlige atmosfæretrykk i de ekspanderte perlene.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at damp ved en temperatur over de ekspanderte perlenes temperatur innfSres i direkte kontakt med de ekspanderte perlene på slutten av trinn (b), slik at de ekspanderte perlene oppvarmes og ekspanderer ytterligere.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert vedat det termoplastiske harpiksmateriale er polystyren, at esemidlet er n-pentan og at esemiddelinn-holdet i de ekspanderte perler etter trinn (c) er fra ca. 0,75 til 2 vekt-%.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at en ikke-brennbar gass ledes gjennom kamret under trinn (b) for å blåse ut det fordampede esemiddel som har unnveket fra perlene.

5. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at de oppskummede perlene etter å ha vendt tilbake til i det vesentlige atmosfæretrykk, ledes til et formhulrom (52,54), hvor et oppvarmet medium innfSres fra en side av formhulrommet, mens det opprettholdes et negativt trykk på motstående side av formhulrommet for ytterligere oppskumming av perlene og inntil perlene er smeltet sammen, og at tilfSrselen av oppvarmet medium avbrytes etter fullfort sammensmelting og et negativt trykk opprettholdes i formhulrommet for fjernelse av gjenstående esemiddel og fuktighet, og at hulrommet etter fjernelse av nevnte gjenværende fuktighet og esemiddel bringes tilbake til atmosfæretrykk og den dannede gjenstand fjernes.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at strSmmen av varmemedium gjennom formens hulrom reverseres ved at det oppvarmede medium tilfores fra den andre formside, mens det opprettholdes et negativt trykk på den ene siden av formhulrommet.

7. Fremgangsmåte for utformning av en ekspandert polystyren-gjenstand av polystyrenperler som inneholder et esemiddel i form av n-pentan, karakterisert ved folgende trinn: (a) anbringelse av perlene i et kammer (12) med en innvendig temperatur fra 82 til 121°C, (b) kontinuerlig omroring av perlene ved i det vesentlige atmosfæretrykk for å hindre sammenbakning av perlene, slik at perlene absorberer varme fra kåmrets innerflate, mykne . og ekspandere i volum, (c) reduksjon av trykket i kamret fra 25 cm til 51 cm Hg for reduksjon av vektandelen av n-pentan i polystyrenet til ca.

0,75-2% (d) tilbakeføring av de ekspanderte perler til i det vesentlige atmosfæretrykk.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at damp ved en temperatur over perlenes tem-pereatur etter at perlene er ekspandert i trinn (b) innfores i direkte kontakt med perlene for ytterligere oppskumming av perlene.

9. Apparat for utformning av en oppskummet termoplastisk gjenstand av perler av syntetisk, termoplastisk harpiksmateriale som inneholder et esemiddel, karakterisert ved oppvarmingselementer (12,36) for heving av temperaturen i perlene slik at de ekspanderer til en valgt ekspansjons-grad ved i det vesentlige atmosfæretrykk for perlene stopes, en stopeform (50), organer (46,48) for overforing av oppskum-irfede perler fra oppvarmingselementene til formen, hvor formen omfatter forste (62) og andre (56) formplater som vender mot hverandre, organer for montering av platene for relativ beve-gelse mot hverandre i en lukket stilling og fra hverandre til åpen stilling, organer (60) for forsegling av platene når de befinner seg i lukket stilling for begrensning av et formhulrom mellom dem, der forstnevnte plate begrenser en side av hulrommet og den andre plate begrenser motstående side, en varmekilde for et medium, mediumkamre (68,70) for tilforsel av et oppvarmet medium til formhulrommet fra den ene siden av hulrommet, mens mediet trekkes ut fra motstående side og deretter for reduksjon av trykket i hulrommet under atmosfæretrykk og for gjenopprettelse av atmosfæretrykk i hulrommet.

10. Apparat som angitt, i krav .9, karakterisert v e d at oppvarmingsorganene omfatter et sylindrisk kammer (12), en varmemantel for oppvarming av kamrets (12) innerflate, et innlop og et utlop som er anordnet med innbyrdes avstand i kamret, organer (36) for sirkulasjon av oppvarmet luft ved i det vesentlige atmosfæretrykk gjennom kamrets indre og organer (28) for omroring av perlene i kamret.