SE420062B - Forfarande for anordning for kontinuerlig framstellning av skumplast - Google Patents

Description

7904856-7 lO l5 20 25 30 35' kanalen, som på åtminstone två sidor begränsas av de perforerade frammatningsbanden.

Det i ângzonen uppkommande övertrycket i termoplastmateria- lets celler bringar kornet att expandera och att hopsintra till en homogen sträng. Uvertrycket består principiellt av tre olika partialtryck, nämligen det tryck, som erhålles på grund av den i materialet befintliga drivgasen då materialet utsättes för upp- värmningen, trycket från den vattenånga, som indiffunderar i materialets celler under behandlingen i ångzonen, och det tryck, som erhålles på grund av expansionen hos den luft, som under tidi- gare behandlingar indiffunderat_i materialets celler.

När termoplastkornen eller de s.k, granulerna uppnått en önskad grad av expansion och hopsintring, så att en homogen sträng bildats, är det således önskvärt att så snabbt som möjligt stabi- lisera strängen, dvs. sänka övertrycket och temperaturen i den- samma. Det är speciellt tidskrävande att åstadkomma temperatursänk- ning i strängens centrala partier i sä hög grad, att cellväggarna erhåller tillräcklig hårdhet för att motstå nämnda övertryck. I praktiken är det endast i strängens ytskikt som cellväggarna av- kyles någorlunda effektivt. Det har nu visat sig att en mycket god kyleftekt erhålles om den i cellerna under övertryck befintliga gasblandningen - pentan, luft och vattenånga - kan bringas att ut- diffundera ur materialet för reducering av övertrycket så mycket, att cellväggarna står emot ytterligare, icke önskvärd expansion.

Diffusionen sker genom ett stort antal mikrokanaler i cellstruktu- ren och den springande punkten i sammanhanget är därför att hälla dessa mikrokanaliar sa öppna som :nöjligt och så länge som möjligt.

I synnerhet gäller detta i strängens yttersta skikt. När termoplast- materialet bringas att expandera i ângzonen begränsas den av de släta bandväggarna, som naturligtvis är varma, och just mot band- väggarna har materialet en tendens att flyta ut och bilda en s.k. "gjuthud", som är tätare än materialet i övrigt. Denna gjuthud blir tjockare och tätare ju längre tid.bandväggarna bibehâlles varma.

Ju tätare materialytan tillâtes bli desto svårare får den i cel- lerna befintliga gasblandningen att utdiffundera och desto längre tid måste strängen kvarhållas mellan bandväggarna. Detta begränsar följaktligen produktionskapaciteten. 10 15 20 25 30 35 40 7904856-7 3 Med utgångspunkt från ovanstående resonemang har det visat sig vara lämpligt att göra termoplastmaterialets ytskikt mera genomsläppligt för gas, genom att strängens yta kyles ned fran l00-l20°C till approximativt 70°C på ett snabbare sätt än vad som hittills skett. Härigenom skulle den eftersträvade, kortare trycksänkningstiden för materialet uppnås och detta skulle ge den önskade proportionellt högre produktionskapaciteten och dess- utom bättre dimensionsstabilitet.

För att vid ett förfarande av det inledningsvis nämnda sla- get âstadkomma den eftersträvade kylningen av strängens yta har det enligt uppfinningen visat sig lämpligt att utsätta den sam- manhängande termoplaststrängen för forcerad kylning genom att de från varandra vettande sidorna hos respektive inre bandparter längs åtminstone en del av den tredje kanalzonen påverkas av ett kylmedium under styrd tillförsel och med reglerad temperatur samt högre värmekapacitet än luft, så att i strängens celler bundna gaser utdiffunderar genom mikrokanaler i cellstrukturen. Detta kan förverkligas med en anordning, som innefattar organ för att styra kylmediet mot och/eller utmed respektive bandparter. Spe- ciellt är det lämpligt att nämnda organ innefattar för kylme- diet avsedda sprutmunstycken, vilka är anordnade att rikta och spruta kylmediet mot bandparterna.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna. ' Figurerna l och 2 visar en översiktsvy från sidan respek- tive uppifrån av huvuddelen av en konventionell maskin för fram- ställning av skumplast, vilken maskin kompletterats med en kyl- sektion, utformad enligt uppfinningens principer.

Figur 3 visar schematiskt och i ett längsgående snitt en utföringsform av en kylsektion, vilken kan användas exempelvis i en maskin av den typ, som åskádliggöres i figurerna l och 2.

Figur 4 visar en tvärsektion av den i figur 3 åskådlig- gjorda kylsektionen, varvid speciellt sektionens inmatningsrör och munstycken åskådliggöres.

Figur 5 visar ett diagram, som åskådliggör fördelarna med forcerad kylning med vatten realtivt konventionell kylning med luft av rumstemperatur.

Sammanfattningsvis kommer först en funktionsbeskrivning avseende den i figurerna l och 2 åskàdliggjorda maskinen l0 för framställning av skumplast att lämnas. 7904856-7 l0 l5 20 25 30 35 Det såsom utgångsmaterial för skumplastframställningen an- vända termoplastmaterialet, vilket företrädesvis utgöres av poly- styrol, har formen av jäsbara korn eller granuler, som på konven- tionellt sätt bringas att förjäsa för erhållande av önskad täthet.

Efter förjäsningen lagras kornen under en viss tid, vars varaktig- het är beroende dels av tätheten och dels av materialets jäsnings- egenskaper. ^ Det sålunda förjästa materialet frammatas från lagrings- platsen i en transportledning l2 med hjälp av en icke visad mat- ningsfläkt till en matningstratt l4. Från matningstratten 14 matas sedan det förjästa materialet medelst ejektorer l6 in i en på två sidor av innerparterna l8 hos ändlösa, perforerade frammatnings- band 20 begränsad kanal i själva maskinen. Banden 20 löper runt trummor 22, som är identiskt likadant utformade. Med hjälp av ban- den, som är tillverkade av stål, transporteras materialet via en ångsluss 24 in i en första kanalzon 26, i vilken materialet genom stâlbandens 20 fina hål pâverkas av het vattenånga med en tempera- tur av approximativt l00-l20°C. Härvid utvidgar sig - färdigjäser - materialet och hopsintrar till en homogen termoplaststräng 2l.

Strängen 21 erhåller nu de slutgiltiga måtten och matas vidare via en andra kanalzon 28, i vilken strängens fuktinnehåll elimine- ras genom vakuumbehandling.

Från den andra kanalzonen 28 föres strängen Zl genom en tredje, för kylning avsedd kanalzon 30, som innehåller minst en sektion 32, i vilken strängen utsättes för forcerad kylning under utnyttjande av den nya kylprincipen. Den tredje kanalzonen 30 kan på konventionellt sätt även vara kompletterad med fläktar, som pressar rumstempererad luft genom kyllådor, vilka är öppna mot och avtätade relativt de kanalen begränsande respektive bandpart- delarna. Speciella utblåsfläktar kan då också vara anordnade vilka suger ut den uppvärmda luften.

Efter kylningen lämnar termoplastmaterialet maskinen l0 så- som en ändlös sträng, vilken kan vidarebehandlas på i och för sig känt sätt, vilket inte kommer att ytterligare beskrivas i detta sammanhang.

I figur 3 visas den enligt uppfinningens principer utforma- de delen 32 - sektionen - av en kylzon, som utnyttjas i den ovan 10 15 20 25 30 35 7904856-7 5 beskrivna och för övrigt i och för sig kända maskinen l0. Den av- fuktade, sammanhängande strängen 2l inpasserar i sektionen 32 från vänster i figuren och utpasserar åt höger. I anslutning till de respektive bandparterna l8 finns en övre och en undre kyllâda 34 respektive 36. Varje sådan låda 34, 36 är öppen mot och avtätad relativt den kanalen 38 begränsande respektive band- partdelen, som stödjer mot styrrullar 40 respektive 42.

För att erhålla bästa möjliga produkt är det lämpligt att kylningen sker på identiskt likadant sätt vid den sammanhängande strängens 2l båda huvudsidor. Detta âstadkommes med hjälp av spe- ciella sprutmunstycken 44, vilka, såsom bäst framgår av figur 4, via motsvarande ledningar 46, 48, 50 står i förbindelse med en kylmedelkälla 52, från vilken kylmedlet via en pump 54 frammatas och pressas genom munstyckena 44 i önskad riktning mot den samman- hängande strängens båda huvudsidor. En ventil 56 är anordnad i respektive frammatningsledning för att möjliggöra önskvärd juste- ring i förhållande till bandtemperaturen.

En termostat 58 är kopplad till kylmedelkällan 52 för att möjliggöra temperaturreglering av den däri magasinerade kyl- vätskan. Med hjälp av pumpen 54 frammatas vätskan i ledningarna 46, 48, 50 från kylmedelkällan 52 till nämnda övre och undre sug- lådor 34, 36, i vilka kylvätskan via munstyckena 44 bringas i direkt kontakt med utsidorna av de båda inre bandparterna l8.

Kyllâdorna 34, 36 är vid den från inmatningsdelen nämnda änden försedda med öppna avledningsrör 60, 62, genom vilka den för- brukade, varma vätskan kan borttransporteras.

Modifikationer av den ovan beskrivna anordningen är natur- ligtvis möjliga att åstadkomma inom uppfinningens ram.

Det i figur 5 äskådliggjorda diagrammet visar det resultat, som erhållits vid prov i en maskin med forcerad kylning. Dels presenteras efterjäsningen och dels presenteras momentbehovet så- som funktion av frammatningsbandens matningshastighet. Från bör- jan arbetar maskinen med låg bandhastighet. Hastigheten ökas emellertid successivt och termoplastmaterialet tillåtes att efter- jäsa. Den heldragna linjen A-B i diagrammet representerar efter- jäsningen i förhållande till bandhastigheten under utnyttjande av normal, konventionell luftkylning. Vid punkt B har den nya, forcerade kylningen inkopplats. l samband härmed har efterjäs- ningen nästan helt gått tillbaka. En fortsatt ökad handhastighet 7904856-7 61 har medfört en något ökande tjockïek, såsom framgår av linjen e C-D, men tjockleksökningen var mindre än tidigare.

Såsom också framgår av diagrammet i figur 5 är effekt- behovet för drivningen ti11 icke oväsentïig deï proportioneïl mot efterjäsníngen, viïket ger vid handen att den forcerade kyï- ningen medför effektinbesparingar.

Claims (6)

7904856-7 7 _ ”_g”Mfl_ Z» Wficww PATENTKRAV

1. l. Förfarande för att öka produktionskapaciteten eller alter- nativt minska totallängden av den anordning, i vilken förfarandet realiseras, vid kontinuerlig framställning av skumplast. varvid för- jästa korn av termoplast införes i en på åtminstone tvâ sidor av in- nerparterna (l8) hos ändlösa, perforerade frammatningsband (20) be- gränsad kanal (38), i vilken kornen i en första kanalzon (26) genom direkt kontakt med genom banden införd ånga bringas att ytterligare expandera och att hopsintra till en sammanhängande sträng (21), vil- ken i en andra kanalzon (28) vakuumbehandlas och därefter avkyles i en tredje kanalzon (30), k ä n n e t e c k n a t därav, att strängen (21) utsättes för forcerad kylning genom att de från varand- ra vettande sidorna hos respektive inre bandparter (l8) längs åtmin- stone en del av den tredje kanalzonen (30) påverkas av ett kylmedium under styrd tillförsel och med reglerad temperatur samt högre värme- kapacitet än luft, så att i strängens celler bundna gaser utdiffun- derar genom mikrokanaler i cellstrukturen.

2. Förfarande enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att en vätska användes såsom kylmedium.

3. Förfarande enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att vatten utnyttjas såsom kylmedium.

4. Anordning för att vid kontinuerlig framställning av skum- plast åstadkomma forcerad kylning i en på åtminstone två sidor av innerparterna (18) hos ändlösa, perforerade frammatningsband (20) be- gränsad kanal (38); i vilken förjästa korn av termoplast i en första kanalzon (26) genom direkt kontakt med genom banden införd ånga bringas att ytterligare expandera och att hopsintra till en samman- hängande sträng (21), vilken i en andra kanalzon (28) vakuumbehandlas och därefter avkylas i en tredje kanalzon (30) enligt kravet 1. k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar organ (34, 36, 44, 46, 48, 50) för att styra kylmediet mot och/eller utmed de från varandra vettande sidorna hos respektive bandparter (18) längs åt- minstone en del av den tredje kanalzonen (30), så att i strängens celler bundna gaser bringas att utdiffundera genom mikrokanaler i cellstrukturen. 7994856-7

5. Anordning enligt kravet 4, varvid nämnda organ inne- fattar på ömse sidor om kanalerna anordnade kyllådor (34, 36), vilka är öppna mot och avtätade relativt de kanalen (38) begränsande res- pektive bandpartdelarna (18), k ä n n e t e c k n a d därav, att lådorna är försedda med separata in- och utmatningsledningar (46, 48, 50 resp. 60, 62) för kylmediet.

6. Anordning enligt kravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k - n a d därav, att nämnda organ innefattar för kylmediet avsedda sprutmunstycken (44), anordnade att rikta och spruta kylmediet mot respektive bandpartsdelar (18). '