PL57923B1 - - Google Patents

Description

13.IX.1965 Wielka Brytania Opublikowano: 20.X.1969 57923 KI. 39 a2, 5/04 MKP B 29 c UKD Wlasciciel patentu: Imperial Chemical Industries Limited, Londyn (Wiel¬ ka Brytania) Sposób wytwarzania wydrazonych wyrobów z tworzyw sztucznych, wzmocnionych przez wypelnienie wnetrza korpusu struktura piankowa Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania Wydra¬ zonych wyrobów z tworzyw sztucznych, wzmoc¬ nionych przez wypelnienie wnetrza korpusu struk¬ tura piankowa. W szczególnosci wynalazek dotyczy wydrazonych wyrobów, wzmocnionych przez wy¬ pelnienie wnetrza korpusu struktura piankowa, od której wymaga sie wytrzymalosci na dzialanie wy¬ sokiego cisnienia zewnetrznego lub silnego ude¬ rzenia.W tym celu, aby ciala o strukturze komórkowej nie zbijaly sie poddane dzialaniu wysokiego cis¬ nienia, zwykle konieczne jest wykonanie ich scian o duzej grubosci, albo wykonanie ich z silnego materialu, wzglednie wypelnienie wnetrza tych cial materialem wzmacniajacym.Jedna z metod wzmacniania wydrazonych wy¬ robów polega na utworzeniu piankowego rdzenia wewnatrz wydrazonego ciala. Metoda wytwarza¬ nia artykulów o cienkiej warstwie z piankowym rdzeniem obejmuje wypelnienie zamknietej formy mieszanina termoplastyczna, zawierajaca srodek porotwórczy (porofor) i poddanie jej podgrzaniu.Rozszerzaniu zapobiega sie przez zastosowanie wy¬ sokich cisnien do spinania formy. Nastepnie po wyrównaniu cisnienia do atmosferycznego i zasto¬ sowaniu dalszego podgrzewania, nastepuje rozsze¬ rzanie masy, a przez staranne regulowanie tempe¬ ratury formy wokól struktury piankowej wytwa¬ rza sie warstwa zewnetrzna. Tak utworzona jednak 10 20 25 30 warstwa jest na ogól cienka i ma tendencje do zrywania, gdy artykul podda sie dzialaniu Wyso¬ kich cisnien. Prowadzi to do zgniatania cienkich membran nie powiazanych komórek i odlew zo¬ staje latwo zgnieciony. W przypadku struktur po¬ wiazanych, uszkodzenie warstwy zewnetrznej pro¬ wadzi do dalszych wad spienionego rdzenia, gdyz taki wyrób przez zanurzenie nasiaka woda.Proponowano takze wprowadzanie do wydrazo¬ nego korpusu mieszaniny zdolnej do spieniania, ta¬ kiej jak mieszaniny termoplastycznej, zawieraja¬ cej porofor, lub spienialna zywice poliuretanowa, przy czym wprowadzanie do wydrazonego korpusu nastepuje przez otwór w powierzchni tego pustego wewnatrz ciala, a nastepnie spienia sie wprowa¬ dzona, spienialna mieszanine. Otwór nastepnie za¬ myka sie przez podgrzewanie lub przez uzycie korka i odpowiedniego kleju. Takie rozwiazanie prowadzi jednak do oslabienia powierzchni korpu¬ su w miejscu, gdzie zrobiono otwór i moze pro¬ wadzic do zgniecenia struktury w tym miejscu, gdy artykul podda sie dzialaniu wysokiego cisnie¬ nia.Zgodnie z wynalazkiem przedstawia sie proces wytwarzania wydrazonych wyrobów ze struktura piankowa wewnatrz wydrazonego korpusu. W pro¬ cesie tym wprowadza sie mieszanine termopla¬ styczna pod postacia pasty lub proszku do formy, która mozna obracac dla dobrego rozprowad&Gnifl 579235 57923 6 twardych, lecz wzglednie elastycznych scian. Od¬ powiednimi polimerami do tego celu sa kopoli¬ mery etylen/octan winylu lub etylen/akrylan ety¬ lowy.Przykladowo plywaki do sieci rybackich róznego ksztaltu, zgodnie z wynalazkiem, wytwarza sie w formach aluminiowych, dwuczesciowych, w spo¬ sób nastepujacy: Forme wypelnia sie sproszkowanym polietyle¬ nem tak rozdrobnionym, aby 95% jego czastek przechodzilo przez sito 52 mesh (300 mikronów).Tak zaladowana forme obraca sie w ciagu kilku minut w dwóch osiach, w piecu, w którym utrzy¬ muje sie temperature Okolo 350°C. Nastepnie ob¬ racanie wstrzymuje sie i ze stale jeszcze goracej formy zdejmuje sie korek o przekroju 25,4 mm razem z warstwa stopniowego polietylenu, przy¬ legajacego do wewnetrznej powierzchni korka.Pusty wewnatrz odlew napelnia sie nastepnie drugim wsadem sproszkowanego polietylenu lub polipropylenu, który uprzednio zostal zmieszany z poroforem. Po zamknieciu formy korkiem konty- nuje sie ogrzewanie z ruchem obrotowym, dwu¬ osiowym, w temperaturze 345—370°C, w ciagu dal- 20 szych kilku minut. W tym czasie warstwa stopio¬ nego polietylenu przy wewnetrznej powierzchni korka zostaje ponownie jednorodnie zespolona ze sciankami odlewu i tworzy ciagla zewnetrzna warstwe odlewu. Równoczesnie drugi ladunek sproszkowanego polietylenu, zawierajacego poro- for, spienia sie, tworzac rdzen komórkowy.Forme chlodzi sie przez natryskiwanie woda i- dmuchanie powietrzem, a nastepnie otwiera w ce¬ lu usuniecia odlewu. Odlew taki po przecieciu zewnetrznej warstwy wykazuje calkowite wypel¬ nienie rdzeniem. W niektórych przypadkach pusta przestrzen z pierwszego odlewu wypelnia sie poli¬ merem komórkowym, silnie zespalajacym sie z zewnetrzna warstwa odlewu, w innych natomiast tworzy sie wewnetrzna warstwe komórkowa o grubosci 6,3—12,6 mm, w celu wzmocnienia jed¬ nolitej warstwy zewnetrznej. Ilosc drugiego la¬ dunku sproszkowanego polimeru z poroforem, sto¬ pien rozprezenia masy i ksztalt odlewanego wy¬ robu warunkuja o cechach gotowego wyrobu.Typowe przyklady plywaków wytworzonych sposobem wedlug wynalazku przedstawia tabela.Tabela I. Warstwa zewnetrzna Polimer Grubosc w mm okolo Ciezar ladunku w g Temperatura pieca w °C okolo Czas ogrzewania, min.II. Rdzen komórkowy Polimer Przyblizona gestosc spienionego rdzenia g/cm8 Ciezar ladunku w g Porofor i jego stezenie Temperatura pieca °C okolo Czas ogrzewania, min.Zgniecenie przy cisnieniu w atm.Przyklad I Plywak kulisty o srednicy 146 mm polietylen wskaznik plynie¬ cia 8, gestosc 0,926 3 200 345 11 wysokiej gestosci polietylen wskaznik plynie- nia 3, gestosc 0,926 0,30 300 p,p'-oksy -bis- -benzenosul- fonylohydrazyd 1% 345 ¦ 16 39,4 Przyklad II Plywak pierscie¬ niowy o srednicy 190 mm polietylen wskaznik plynie¬ cia 8, gestosc 0,926 4 250 345 12 kopolimer ety¬ len/propylen 0,38 225 azodwukar- bamid 2% 370 18 62,6 Przyklad III Plywak pierscie¬ niowy o srednicy 190 mm polietylen wskaznik plynie¬ cia 8, gestosc 0,926 3 200 345 11 polipropylen 0,30 200 azodwukarba- . mid 2% 370 15 58,4 Przyklad IV Plywak pierscieniowy, zlozony z 6 kul o sredni¬ cy 63 mm polietylen wskaznik plyniecia 8, gestosc 0,926 3 200 345 11 wysokiej gestosci polietylen wskaznik plyniecia 3 gestosc 0,926 0,30 200 p,p-'oksy- bis-ben- zenosulfo- nylohydra- zyd 2% 345 12 5357923 mieszaniny termoplastycznej po sciankach i forme ogrzewa sie dla utworzenia zwartej warstwy z mieszaniny termoplastycznej, po czym na goraco usuwa sie czesc powierzchni formy wraz z przy¬ legla do tej czesci formy czescia zwartej warstwy, i przez utworzony otwór w warstwie mieszaniny termoplastycznej wprowadza sie material termo¬ plastyczny zawierajacy porofor i usunieta uprzed¬ nio czesc formy wraz z przylegla warstwa nakla¬ da sie z powrotem na dawne miejsce. Forme pod¬ grzewa sie w celu rozlozenia poroforu i spowo¬ dowania w ten sposób spienienia materialu termo¬ plastycznego i równoczesnie uzyskania zespolenia odlaczonej czesci uprzednio warstwy, z caloscia zewnetrznej warstwy zwartej.W prowadzeniu procesu wedlug wynalazku za¬ sadnicze jest to, ze gdy usuwa sie czesc formy, jest to w podwyzszonej temperaturze wystarczaja¬ ce, aby mieszanina termoplastyczna przylgnela do powierzchni formy i ze zasadniczo tylko ten ele¬ ment mieszaniny termoplastycznej, stykajacy sie z odejmowana czescia formy, odlacza sie razem z wyjmowana czescia formy.Na ogól wymagana temperatura lezy powyzej temperatury mieknienia mieszaniny termoplastycz¬ nej. Poza tym material zawierajacy porofor, wpro¬ wadzany do wnetrza wydrazonego korpusu, sto¬ suje sie w ilosci nie wystarczajacej do calkowitego wypelnienia tego wnetrza, co pozwala uzyskac za¬ dany stopien rozprezenia. Jesli material termo¬ plastyczny sklada sie ze sproszkowanej masy ter¬ moplastycznej, wnetrze mozna faktycznie calkowi¬ cie wypelnic, gdyz wolne przestrzenie miedzy cza¬ stkami proszku zapewniaja zwykle wystarczajaca przestrzen dla rozszerzania sie. W tym przypadku ciezar nasypowy sproszkowanego materialu bedzie mial istotny wplyw na stopien osiagnietego roz¬ szerzenia.Przykladami mieszanin termoplastycznych, jakie mozna stosowac dla wytworzenia zewnetrznej warstwy sa miedzy innymi polimery i kopolime¬ ry zwiazków olefinowych, takich jak etylenu i propylenu. Gdy wymaga sie sztywnych wyrobów, zaleca sie stosowanie polietylenu, poliprepylenu lub kopolimeru etylenopropylenowego. Bardziej elastyczne artykuly otrzymac mozna przez zasto¬ sowanie kopolimerów etylenu lub propylenu z estrami winylu, takimi jak octan winylu, z estra- 'mi alkilowymi nienasyconych kwasów jedno- i cjwukarboksylowych, takich jak kwas akrylowy, metakrylowy i fumarowy oraz maleinowy, w szczególnosci ich estrów metylowych i etylowych, akrylonitrylu, metakrylonitrylu i kwasu maleino¬ wego. Stosowac mozna takze poliacetale i sztyw¬ ne kopolimery bazowane na butadienie, akryloni¬ trylu i styrenie. Zaleca sie, aby kopolimery za- rwieraly ponizej 50% wagowych zdolnego do kopo¬ limeryzacji monomeru.Wewnatrz puste' korpusy wytwarza sie w for¬ mie, korzystnie przez wprowadzenie mieszaniny polimeru zawierajacego ewentualnie inne dodatki, takie jak srodki smarowe, stabilizatory na dzia¬ lanie ciepla i swiatla oraz pigmenty w postaci proszku lub pasty, przy czym po wprowadzeniu przygotowanego materialu, forme podgrzewa sie, obracajac korzystnie wokól dwóch prostopadlych osi, w celu równomiernego wygrzania. Forme mozna podgrzewac, stosujac jakakolwiek znana 5 technike, na przyklad ogrzewanie elektryczne lub przez umieszczenie formy w piecu. Wymagana temperatura formy zalezy od wlasnosci miesza¬ niny termoplastycznej, jaka zastosowano do utwo¬ rzenia zewnetrznej warstwy. 10 Jako material ulegajacy spienianiu stosuje sie zgodnie z wynalazkiem material termoplastyczny pod postacia pasty, proszku lub granulek, zawie¬ rajacy porofor. Przez porofor czyli srodek poro- twórczy, rozumie sie zwiazek, który rozklada sie 15 przy podgrzewaniu z wydzieleniem gazu, obojet¬ nego w stosunku do spienianej mieszaniny, na przyklad zwiazki azowe, takie jak azodwukar- bamid i p,p' -oksydwubenzenosulfonylohydrazyd, które przy podgrzaniu wydzielaja azot. Innymi od- 20 powiednimi poroforami sa ciecze organiczne, roz¬ puszczalne w materiale termoplostycznym i maja¬ ce temperature wrzenia przy cisnieniu atmosfeycz- nym ponizej 60°C, na przyklad chlorek metylu, chlorek etylu, chlorek metylenu, chlorek winylu 25 i eter dwumetylowy. Te ciekle porofory, wprowa¬ dzone do materialu termoplastycznego, paruja podczas ogrzewania i powoduja rozprezanie mie¬ szaniny polimerycznej, dajac porowatosc produktu.Wybór wymaganych materialów termoplastycz- so hych dla ulegajacych spienianiu mieszanin we¬ dlug wynalazku, zalezy równiez od wymaganej sztywnosci gotowego wyrobu i wchodza w rachu¬ be polimery oraz kopolimery zwiazków etyleno¬ wych. Jak juz podano, dla struktur sztywnych za- 35 leca sie stosowanie polietylenu, polipropylenu lub kopolimeru etylenopropylenowego, natomiast dla struktur elastycznych korzystnie jest stosowac ko¬ polimery etylenu i propylenu z estrami winylo¬ wymi, takimi jak octan winylu, estrami alkilo- 40 wymi nienasyconych kwasów jedno- lub dwukar- boksylowych, takich jak kwas akrylowy, meta¬ krylowy, maleinowy i fumarowy, zwlaszcza z est¬ rami metylowymi i etylowymi tych kwasów. Rów¬ niez odpowiednimi do stosowania, jako material 45 termoplastyczny z poroforem w procesie wedlug wynalazku, sa takze polimery i kopolimery chlor¬ ku winylu z innymi monomerami wyzej wymie¬ nionego typu.Sposób wedlug wynalazku jest szczególnie uzy- 50 teczny do wyrobu artykulów wytrzymalych na wysokie cisnienie zewnetrzne, a wiec takich wy¬ robów, jakie mozna by stosowac na duzych glebo¬ kosciach morskich, jak np. plywaki do sieci ry¬ backich. 55 Proces wedlug wynalazku daje takze sposób wytwarzania wyrobów o sciankach komórkowych, majacych zwarta powloke zewnetrzna i wewnetrz¬ na, stosowanych jako pojemniki do napojów na przyklad filizanki i butelki. Proces mozna sto- 60 *sowac takze do wytwarzania typowych pojemni¬ ków z komórkowymi sciankami, o zwartych i nieprzerwanych powlokach zewnetrznych i we¬ wnetrznych.Przy stosowaniu elastycznych polimerów na 65 scianki i/lub komórki mozliwe jest otrzymanie7 57923 S PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wydrazonych wyrobów z tworzyw sztucznych wzmocnionych przez wy¬ pelnienie wnetrza korpusu strukture piankowa, polegajacy na wprowadzeniu do formy mie¬ szaniny termoplastycznej w postaci pasty lub proszku i rozprowadzeniu podczas ogrzewania plynnej mieszaniny zwarta i równomierna war¬ stwa na sciankach formy, a nastepnie wpro¬ wadzeniu materialu termoplastycznego z poro- forem do wnetrza wytworzonej zewnetrznej zwartej warstwy i spowodowaniu rozkladu po- roforu przez powtórne, ogrzewanie, znamienny tym, ze po wytworzeniu w ogrzewanej formie zewnetrznej zwartej warstwy, usuwa sie na go¬ raco czesc scianki formy, stanowiacej korzyst¬ nie korek o srednicy okolo 25 mm, razem z przylegajaca czescia zewnetrznej warstwy, po czym wprowadza sie do formy przez utworzo¬ ny otwór material termoplastyczny zawieraja¬ cy porofor, umieszcza z powrotem usunieta czesc scianki formy razem z przylegajaca czes¬ cia zewnetrznej warstwy i powtórnie ogrzewa do uzyskania ponownie jednolicie zespolonej zewnetrznej warstwy, wypelnionej wewnatrz spienionym materialem termoplastycznym.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze material termoplastyczny, zawierajacy porofor, stosuje sie w postaci sproszkowanej.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze material termoplastyczny, zawierajacy porofor, stosuje sie w postaci granulowanej. 10 6. 30
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze material termoplastyczny, zawierajacy porofor, stosuje sie w postaci pasty.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze jako material termoplastyczny do wytworzenia zwartej zewnetrznej warstwy oraz spienione¬ go materialu termoplastycznego stosuje sie po¬ limery lub kopolimery zwiazków olefinowych.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze jako porofor stosuje sie zwiazek ulegajacy wskutek ogrzewania rozkladowi z wydziele¬ niem gazu obojetnego wzgledem uzytych poli¬ merów.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze jako porofor stosuje sie ciecz organiczna roz¬ puszczalna w materiale termoplastycznym, o temperaturze wrzenia ponizej 60°C przy cisnie¬ niu atmosferycznym. 8. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze jako material termoplastyczny do spieniania stosuje sie polimer lub kopolimer zwiazku ety¬ lenowego. 9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze jako material termoplastyczny stosuje sie po¬ lietylen. 10. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze jako material termoplastyczny do spieniania stosuje sie polipropylen. 11. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze jako material termoplastyczny do spieniania stosuje sie chlorek winylu.
8. 8. 9 Zaklady Kartograficzne C/844, 24d PL