SE434481B - Kylanordning for termoplastskum - Google Patents

Description

15 20 N? U. 30 35 7901502-0 2 Kylning av spruthuvudet har hittills varit otill- räcklig för det önskade resultatet, huvudsakligen därför att det på detta sätt erhållna skummets cellstruktur blir grov och inte alls jämn. Ett sätt, som man hittills ofta har använt för atterhålla jämn cellstruktur, bygger på kylning av den sista sektionen av sprutmaskinens cylinder. I brit- tiska patentskriften 1 231 535 beskrivs exempelvis en sprut- maskin för termoplastskum innefattande minst ett insprutnings- organ för tillsats av jäsmedel i en mellanzon av cylindern, som innehåller det smälta materialet, varvid denna zon följs av en första kylzon, i vilken kylning sker medelst en kyl- mantel för vatten, och en andra (sista) zon för kylning med hjälp av en till ett kylsystem ansluten slinga. Inte ens denna intensiva kylning är emellertid tillräcklig för att sänka det smälta materialets temperatur till en nivå, som är nödvändig för att få ett skum med låg densitet. När materialet går genom de kylda zonerna, ökar dess viskositet, och därmed ökar även friktionsvärmet på grund av skruvens eller skruvar- nas verkan, så att ett stationärt tillstånd näs, där mate- rialets temperatur ej sjunker ytterligare ehuru den alltjämt är långt från den för strängsprutning önskade temperaturen.

Denna svårighet kan delvis övervinnas genom att man lämpligt reducerar hastigheten för skruvarnas rotation. Detta minskar emellertid även sprutmaskinens kapacitet. Ett annat medel är att genomföra kylningen i en annan sprutmaskin, som matas med den smälta massan från den första sprutmaskinen och i vilken skruven eller skruvarna roterar med låg hastighet; De på detta sätt erhållna skummets kvalitet är acceptabel.

Emellertid är kostnaderna för att driva den andra sprut- maskinen endast något mindre än för den första, vartill kommer de höga investeringskostnaderna.

Enligt amerikanska patentskriften 2 669 751 förs det smälta materialet från en sprutmaskin under tryck en kyld cylinder, som innesluter en i längdriktningen ordnad kyld hâlaxel, som är utrustad med ett flertal rörarblad, varvid cylinderns avgivningsände är ansluten till spruthuvudet. Med detta system är det emellertid i praktiken genom an- Om* 10 15 20 25 30 35 7901502-0 3 omöjligt att tillden smälta strömmen sätta mer än omkring 7 - 8 % av det flytande jäsmedlet, samtidigt som driftkost- naderna är mycket höga på grund av den nödvändiga höga effekten för rotation av den med omrörarblad försedda axeln i materialet med hög viskositet.

Enligt amerikanska patentskriften 3 751 377 kan syntetiska termoplastskum med låg densitet (t.ex. 0,026-0,029 g/ml för polystyren) erhållas genom att man mellan sprut- maskinens cylinder och spruthuvudet anordnar en i ett antal patentskrifter, t.ex. US-PS 3 286 992 beskriven "statisk blandare", medelst vilken det skulle vara möjligt att fram- gångsrikt bearbeta smältor med hög andel jäsmedel (10 vikt- procent eller mera). I en "statisk blandare" delas strömmen av smälta, som innehåller jäsmedlet, i flera delströmmar med hjälp av en stationär delningsanordning, och delströmmarna re- kombineras under modifierade kontaktbetingelser ("modifierad" med avseende på en kontaktyta och/eller ömsesidiga lägen av delströmmarna). Blandarens konstruktion och driftbetingel- ser är sådana, att man så vitt möjligt undviker turbulent blandning. I praktiken är ett betydande antal (upp till tjugo eller mera) delnings- och rekombineringssteg nödvändiga i serie i ett gemensamt rörformigt hölje. Den erhållna kon- struktionen är komplicerad att framställa, har avsevärd längd och måste ha ett ändamålsenligt utformat bärsystem (förutom sprutmaskinen) för att fast bära både blandaren och sprut- Eftersom betingelser av laminärt flöde måste före- komma i en "statisk blandare", måste man hålla flödeshastig- låg genom att använda en tillräckligt stor tvärsnitts- att ett stort antal huvudet. heten area hos höljet. Följden av detta är, steg behövs för att grundligt finfördela ett materialflöde med stor tvärsnittsyta. De i den amerikanska patentskriften 3 751 377 anförda patentskrifterna visar, att flera olika konstruktioner av flödesdelare var uttänkta för att öka verkningsgraden av en "statisk blandare", vilket leder till att konstruktionen och framställningen blir än mera kompli- cerad än tidigare. Dessutom innefattar nu kända "statiska blandare" ingen kylmantel eller annat kylorgan, utan bygger 10 15 20 25 30 35 7901502-0 4 på naturlig ledning av värme från insidan till omgivningen genom det rörformiga höljets vägg. I samband med förelig- gande uppfinning genomförda experimentella försök har visat, 992 blanda- att åtminstone i den i amerikanska patentskriften 3 286 beskrivna statiska blandaren temperaturen hos det genom gående materialet inte kan regleras valfritt och att mate- kylas. Ytter- ren rialet ofta värms några grader i stället för att ligare experiment, vari en kylmantel användes, har visat att, åtminstone när det gäller industriella höga fram- ställningshastigheter, skummets homogenitet försämras oaccep- tabelt, förmodligen pâ grund av att blandaren inte tillfreds- ställande förmådde blanda det yttre kalla skiktet av flödet med de heta inre skikten.

Den för närvarande bästa metoden att framställa strängsprutat termoplastskum med låg densitet är användning av en första och en andra sprutmaskin anordnade i tandem en- ligt den amerikanska patentskriften 3 151 1§2, trots de höga investeringarna.

Föreliggande uppfinning avser en anordning för kyl- ning av det jäsmedel innehållande smälta materialet, i vilken materialströmmen effektivt kyles och homogeniseras med mycket ringa effektförbrukning. Ett annat syfte är att erbjuda en anordning i en form? som är kompakt och robust och kan fram- ställas enkelt, vilket gör anordningen billig. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är en anordning i en form, som enkelt kan anbringas på konventionella, redan existerande sprutmaskiner för syntetiskt termoplastskum. Andra föremål och fördelar framgår av den följande beskrivningen.

Uppfinningen avser en kylanordning för termoplast- skum anordnad att insättas mellan en strängsprutmaskins cy- linder och spruthuvud för kylning av en ström av smält termo- plast, vari ett flyktigt jäsmedel är dispergerat under tryck, innefattande ett rörformigt hölje, vars axel sträcker sig mellan spruthuvudet och cylindern, en i höljet anbragt värme- flera nära varandra belägna raka kanaler växlare, som bildar för termoplastens strömning, en inloppsfördelare i höljet för införande av strömmen i kanalernas inloppsöppníngar,en 10 15 20 30 7901502-0 5 utloppsfördelare i höljet för mottagning av strömmen från kanalernas utloppsöppningar, vilka fördelare har cirkulärt tvärsnitt och är riktade parallellt med varandra och vinkel- rätt mot kanalerna, och med värmeväxlaren samhörande kyl- kanaler för kylning av värmeväxlaren genom kontakt med ett i kylkanalaerna framfört vätskeformigt kylmedel. Anordningen kännetecknas av att (a) värmeväxlaren består av åtminstone en i höljet koaxiellt anbragt cirkulärcylindrisk metallhylsa, vari kanalerna är radiellt anordnade i flera rader belägna åt- minstone i huvudsak i hylsans axel innehållande plan på lika avstånd, varvid dessa kanaler är av i huvudsak cirkulärt och konstant tvärsnitt och har ett förhållande längd till dia- meter av högst ungefär 10:1, varjämte hylsans ändytor är in- rättade att kylas av kylkanalerna, (b) inloppsfördelarnas radiellt yttre vägg bildas av hylsans radiellt inre yta, varigenom de individuella kana- lerna i kanalraderna grenar ut från inloppsfördelaren tvärs mot dennas riktning och i följd med avseende på denna riktning: (c) utloppsfördelaren har ringformigt tvärsnitt och begränsas av hylsans radiellt yttre yta och av höljets radi- ellt inre yta, så att de individuella kanalerna i raderna mynnar i utloppsfördelaren tvärs mot dennas riktning och i följd med avseende på denna riktning.

I en speciellt föredragen utföringsform är förhål- landet längd till diameter hos öppningarna inte väsentligt över 1011, vilket leder till att tryckfallet i öppningarna hålles på speciellt låga värden. I stället för ett enda block kan anordningen innefatta ännu ett kylt metallblock med inlopps- och utloppsfördelare och kylkanal, varvid det första blockets utloppsfördelare är ansluten till det andra blockets inloppsfördelare så att flera kylsteg i serie erhålles. I varje fall är enligt ett speciellt särdrag av uppfinningen den totala tvärsnittsarean av de öppningar, som förbinder en inloppsfördelare med respektive utloppsfördelare, trädesvis större än inloppsfördelarens effektiva tvärsnitts- före- area och företrädesvis även större än utloppsfördelarens. ._._..............._.__._-... 10 15 20 30 7901502-0 6 Pig. 1 visar en strängsprutmaskin för termoplast- skum utrustad med anordningen enligt föreliggande uppfinning i en utföringsform.

Pig. 2 visar ett längdsnitt genom en enkel ut- föringsform av anordningen.

Pig. 3 visar framifrån det kylda block, som an- vändes i anordningen enligt fig. 2.

Pig. 4 visar ett axialsnitt av en anordning enligt uppfinningen i en föredragen utföringsform.

Pig. 5 visar framifrån, delvis i snitt, ett av de kylda block,som används i anordningen enligt fig. 4.

Den i fig. 1 visade strängsprutmaskinen 10 inne- fattar en behållare 12 för ertgranulat av termoplast, som bringas till smält tillstånd under tryck i sprutmaskinens cylinder 14, som innehåller en eller flera ej visade skruvar.

Föreliggande uppfinning är speciellt fördelaktig vid sträng- sprutmaskiner med två skruvar, som ingriper i varandra (speci- ellt med samroterande skruvar enligt det så kallade "Colombo- systemet"), vilka hittills har varit mera lämpade för skum av medelhög densitet (0,015 - 0,H g/ml) än för skum med låg den- sitet (Ü,O3 - 0,15 g/ml). En injektor 16 går in i en mellan- sektion av cylindern 14 för insprutning av det vätskeformiga flyktiga jäsmedlet. I denna zon ligger plastsmältans tempe- smältpunkten (t.ex. med 90-10000), så att smältans är tillräckligt låg för snabb, homogen lösning av ratur över viskositet Skruvarnas kompression av plasten i denna zon beror huvudsakligen på arten av medlet och på den jäsmedlet. är hög och injicerade andelen; i allmänhet ligger det använda trycket mellan 200 och 300 kp/cmz. En ändsektion av cylindern är företrädesvis kyld; för detta ändamål är det tillräckligt med en enkel yttre kylmantel för cirkulation av olja, eventuellt i kombination med inre kylning av skruvarna i detta område.

På detta sätt sänks plastens temperatur till en lämplig nivå, som vanligen är 20 - 50°C över den önskade spruttemperaturen, beroende på den använda plasten och det använda expansions- medlet. Exempelvis vid polystyren med hög molekylvikt (t.ex.

DOW 666), innehållande 7 - 8 % av en 50/50-blandning av 7991502-0 7 “Freon 11" och “Freon 12", tycks den rekommenderbara sprut- temperaturen vara cirka 125°C. För samma polymer, som inne- håller 7 - 8 % pentan, tycks den rekommenderbara sprut- temperaturen vara 11OOC, medan för lågdensitetspolyeten (t.ex. QG1 från Montedison) med 12 - 14 % "Freon 11%" sprut- temperaturen bör vara ca 10000. Det är praktiskt taget omöj- ligt att erhålla de mot dessa temperaturer svarande viskosi- tetsvärdena i cylindern på grund av de i det föregående an- givna orsakerna. Med begränsad preliminär kylning, såsom föreslagits i det föregående, når materialets viskositet endast sådana nivåer, som alltjämt är förenliga med den me- kaniska hållfastheten för cylindern och för skruvarna, och vilka nivåer svarar mot begränsad friktionsvärme, som kan avledas av det i det föregående angivna kylorganet. Många industriella sprutmaskiner innefattar en ändsektion av cy- lindern, utrustad med kylorgan.

Den sålunda erhållna strömmen av smält harts, i vilket jäsmedlet är homogent löst, leds från cylindern 1% till ett spruthuvud 18, som har en smal sprutöppning, vars form är anpassad till skumformen, som man önskar erhålla. I det spe- ciella fall, som beskrivs i det följande, används en rund öppning för sprutning av ett skumrör.

Enligt uppfinningen finns det mellan spruthuvudet 18 och cylindern 14 en kylanordning 20, som är fäst i cylinderns fria ände och i sin tur bär spruthuvudet 18. Anordningen 20 är en värmeväxlare utan rörliga delar, till vars "kalla" sida kontinuerligt leds en kylvätska (t.ex. olja) vid den nöd- vändiga temperaturen. Ett av syftena med föreliggande upp- finning är attmed denna anordning kyla hartsströmmen homo- gent till en temperatur, som ligger nära kylvätskans, d.v.s. med hög verkningsgrad.

I fig. 2 och 3 visas ett platt rektangulärt block 22 av metall, som är en god värmeledare, företrädesvis aluminium, med två parallella ytor 22A och 22B. I blocket 22 är borrade parallella rader A, B, C, D, E av genomgående hål 2H med cirkulärt tvärsnitt, vilka är åtminstone väsentligen vinkel- räta mot ytorna och företrädesvis identiskt lika. Blocket 22 7901502-0 10 15 20 25 30 35 8 är i ett hus 26,i vilket omkring blockets hela perimeter en kanal 28 för cirkulation av kylolja är bildad. Blockets 22 i huset 36 bildad fördelare 30 för strömmen av smält harts till blocket 22. yta 22A utgör en längsgående sidovägg av en Inloppsfördelarens 30 längdriktning är utmärkt med pilen 32 i fig¿ 3 och motsvarande riktningen för raderna A - E av hålen 24. Hâlen i varje rad grenar därför i följd av från fördelaren 30, vinkelrätt mot dennas riktning, dvs. i prakti- ken vinkelrätt mot stnömmen av harts i fördelaren. Med andra ord kryper strömmen av harts i fördelaren på blockets 22 yta 22A för att i följd nå de enskilda hålen i varje rad A - E.

Det är lämpligt att fördelarens 30 bredd, mätt i axiell rikt- ning för hålen 24, minskar successivt mot noll i strömmens riktning, dvs i radernas A - E riktning, såsom visas.

På liknande sätt sträcker sig från blockets 22 andra sida 22B en utloppsfördelare 34, vars längdriktning motsvarar den för raderna A - E och likaså visas med pilen 32. Således utgör sidan 22B en längsgående sidovägg för fördelaren 34, och hålen 24 i varje rad A - E mynnar i följd i denna för- delare vinkelrätt mot dess längdriktning. Följaktligen kryper även i detta fall strömmen av smält harts _ på blockets 22 yta 22B i riktningen 32. Såsom framgår av pilarna, går de kylda delströmmarna från successiva hål 24i.varje rad väsent- ligen vinkelrätt mot den allmänna strömningsriktningen i fördelaren, vilket ger upphov till effektiv blandning av materialet och därför homogenisering av temperaturen. Bredden av fördelaren 34, mätt i hâlens 24 riktning, ökar successivt från noll utefter ytan 22B. Denna ökning av fördelarens 34 tvärsnitt sker (mer eller mindre) proportionellt mot de från de successiva hålen i varje rad mottagna strömmarna, väsent- ligen så att det specifika flödet (i g/s.cm2) blir praktiskt taget konstant vid alla punkter i fördelaren. Detta gäller i stort sett även den successiva minskningen av tvärsnittet av inloppsfördelaren. De "effektiva" tvärsnittsareorna av fördelarna är de, som mottar den totala materialströmmen och i fig. 2 är betecknade S1 och S2. Enligt uppfinningen är hâlens 24 totala tvärsnittsarea lämpligen större än tvär- 10 15 20 25 30 35 '7901502-0 9 snittsarean S1 och företrädesvis även större än tvärsnitts- arean S2, så att hälen inte bildar någon strypni¶;(m@d av- seende pä arean) vid genomgången av material från den ena fördelaren till den andra. Hålens 24 diameter kan väljas inom ett relativt brett intervall, vanligen cirka 3 mm upp mot tydligt att till cirka 10 mm, mer eller mindre proportionellt strängsprutmaskinens produktionskapacitet. Det är man för speciellt höga kapaciteter, större än ca 250 kg/h, kan använda större diametrar än 10 mm. Eftersom genomgången genom varje hål inbegriper en viskositetsökning i hartset, vilken blir desto större, ju längre hålet är, är det tyd- ligt att tryckfallet (i kp/cmz) vid genomgången av hålen i stor omfattning beror på förhållandet längd till diameter (1/d) för hålet, och även att ju större tryckfall man har, desto större är den av anordningen upptagna effekten. På grund av närvaron av ett flyktigt jäsmedel i hartsströmmen är det å ena sidan nödvändigt, att anordningen i fråga bör utföra ett visst mottryck, dvs. ge upphov till ett visst tryck- fall. Praktiska försök har visat, att de existerar ett inter- vall av optimala värden för mottrycket, dvs mellan ca 15 kp/cmz och ca 35 kp/cmz. denna oväntade omständighet är ytterst fördelaktig genom att dessa värden endast utgör en liten bråkdel av det mottryck (200 - 300 kp/cmz) som redan är nödvändigt i maskinen för att åstadkomma och hålla jäs- medlet fördelat (löst) i det msälta hartset, och därför ger föreliggande anordning endast en motsvarande ringa ökning av effektförbrukningen, d.v.s. den kan även användas i redan befintliga strängsprutmaskiner. Försök har visat, att de i den följande tabellen angivna värdena är lämpliga under de beskrivna betingelserna.

Håldiameter l/d l/d föredragen mm 3 8 - 14 9 - 13 5 11 - 19 13 ~ 17 6 13 - 22 15 ~ 20 8 13 - 23 15 - 21 10 1% - 24 16 - 22 10 15 20 25 30 35 7901502-0 ,1v.-..~ 10 Med dessa värden kan hartsströmmen kylas till en temperatur mycket nära den optimala spruttemperaturen.

Det framgår även av tabellen, att för större håldiameter än 6 mm värdena på l/d varierar mycket obetydligt.

I praktiken är det emellertid inte lämpligt att använda höga värden på förhållandet l/d vid användning av ett enda block, t.ex. ett block med hål av 6 mm i diameter och en längd av 120 mm. Det är lämpligt att 1 stället genomföra kylningen i två steg,d.v.s. med två konsekutiva kylda block, vilka tillsammans ger det önskade värdet på l/d. Ett sådant andra block 22' visas i fig. 2 och är identiskt likt det fiïsta blocket 22, varvid de två blocken ligger i samma plan och är orienterade i samma riktning 32 (fis. 3). Blocket 22' är tätande monterat i huset 26 och är omgivet av en kanal 28' för cirkulation av kylande olja. De båda plana ytorna 22'A och 22'B, mellan vilka hålen sträcker sig, är analoga med sidorna 22A och 22B för blocket 22 med hålen ZH. Fördelaren 3% är i riktningen 32 direkt förbunden med det andra blockets 22' inloppsfördelare 30', och utloppsfördelaren 3%' leder bort från sidan 22'B. För fördelarna_30* och SH' och deras för- hållande till blocket 22' gäller samma beskrivning som för fördelarna 30 och 34 vid blocket 22. Fördelaren SH' kan mynna i ett spruthuvud eller vara ansluten till en inloppsfördelare vid ännu ett kylt block (om nödvändigt). Om det finns endast två block, såsom visas i fig. 2, är förhållandet l/d för varje block företrädesvis lika med halva det valda totala för- hållandet. För att få förhållandet 20:1 med hål på 6 mm, har således varje block 22, 22' en tjocklek av 60 mm.

Anordningen enligt fig. 2 och 3 är speciellt an- vändbar för små flöden. För relativt stora flöden, speciellt 100 kg/h eller mera, är den i fig. 4 och 5 visade utförings- formen att föredra.

I denna utföríngsform utgöres ett första kylt block av en cirkulärcylindrisk mantel av aluminium, före~ trädesvis bildad av två ringar 40, 40', som är anordnade ände mot ände. På samma sätt utgöres ett andra kylt block av en cirkulärcylindrisk mantel av aluminium, företrädesvis 10 15 20 25 30 35 7901502-0 11 bildad av två ände mot ände anordnade ringar 42, 42'. Alla ringarnas yttre cylindriska ytor 40, 40', 42. 42' har samma diameter, t.ex. 260 mm, och alla ringarnas inre cylindriska ytor har samma diameter,t.ex. 140 mm. Ringarnas radiella tjock- lek uppgår därför till 60 mm, och radiella hål 44 i ringarna. Varje detta är längden av alla ring har ett antal periferi- ella rader av dessa hål 44. I den visade utföringsformen har varje ring 6 rader hål, och varje rad består av 40 häl på lika avstånd från varandra. Hålens diameter är t.ex. 7 mm, så att den totala arean för alla hålen i blocket 40 - 40' (och i blocket 42 - 42') uppgår till 184,8 cmz. Förhållandet l/d i blocken är 2 60/7 = 17,14 och överensstämmer därför med de i tabellen givna. Mellan blocken 40 - 40' och 42 - 42' är an- ordnad en cirkulär skiva 46, vars ytterdiameter är lika med ringarnas, och den således bildade stapeln är centrerad på axeln X av ett rörformigt hölje 48 med runt tvärsnitt, vid vars ändar tvâ runda lock 50, 52 är anordnade, som håller fast stapeln. Locket 50 har en rund central öppning 50', som är i förbindelse med ringens 40 inre kavitet, och ett rörformigt nav 50", med hjälp av vilket anordningen i fig. 4 är axiellt skruvad i sprutmaskinens cylinder enligt fig. 1 och utgör anordningen 20 i fig. 1. Genom navet 50" gär radi- ellt en termometersond 51. Pâ samma sätt har locket 52 en rund central öppning 52', som är i förbindelse med ringens 42' inre kavitet, och ett rörformigt nav 52" för fastskruvning i spruthuvudet 18 i fig. 1. En termometersond 53 går radiellt in i navet 52". i huvudsak koniska 50' och 52'. Sprida- ren 54 avgränsar med blockets 40 - 40' inre cylindriska yta Från skivan 46 sträcker sig två spridare 54, 56 axiellt mot öppningarna en rörformig inloppsfördelare 58 med cirkulärt tvärsnitt, vars radiella tjocklek successivt avtar till noll från blockets yttre ände mot dess inre ände. På samma sätt begränsar spri- daren 56 med blockets 42 - 42' inre yta en rörformig för- delare 60 med cirkulärt tvärsnitt, vars radiella tjocklek successivt avtar från den yttre änden mot den inre änden av blocket 42 - 42', Fördelarnas 58, 60 maximala tvärsnittsarea (11 10 15 20 25 30 35 7901502-o . 12 uppgår (i den visade utföringsformen) till 98,6 cmz och där- för mindre än den totala arean (148,8 cm¿) av hålen i blocken.

Den mindre ytan av höljet 48 begränsar med ringarnas 40, 40', 42, 42' loppsfördelare 62 med cirkulärt tvärsnitt, en och skivans 46 radiellt yttre ytor en rörformig ut- rörformig in- loppsfördelare 64 med cirkulärt tvärsnitt och en cirkulär di- rektförbindelse 66 mellan de båda fördelarna. Den radiella tjockleken av varje fördelare 62, 64 minskar mot noll från förbindelsen 66 mot den axiellt yttre änden av respektive block 40 - 40', 42 - 42'. Förbindelsen 66 har konstant tvär- snitt med en area 167 cm2. Även denna area är mindre än arean av hålen i varje block (184,8 cmz).

Såsom framgår av fig. 4, bildar även hålen 44 i de fyra ringarna 40, 40', 42', 42', analogt med raderna A - E i blocket 22 i fig, 3, rader (40 rader per block), som sträcker sig åtminstone väsentligen i gemensam riktning, parallellt med axeln jämförbar med riktningen 32 i fig. 3.

Hålen 44 bildar fyrtio rader, som är anordnade i plan, som åtminstone väsentligen befinner sig på samma vinkelavstånd och innehåller det ifrågavarande blockets axel. Detta leder till att materialet, som strömmar in i anordningen enligt fig. 4, undergår behandling (kylning och blandning) Väsent- ligen på samma sätt som beskrivs i samband med fig. 3.

Inom området av ringens 42; stöd mot lockets 52 inre yta finns i denna yta en rund plan kavitet 70, som är åt- komlig utifrån genom en gängad förbindelse 72. Kaviteten 70 kommunicerar genom minst en längsgående kanal 74 i ringen 42' med en liknande kavitet 76 i ringen 42. Kaviteten 76 kommuni- cerar i sin tur genom minst en längsgående kanal 78 i ringen 42 med en liknande kavitet 90 i den intilliggande sidan av skivan 46, varifrån utgår minst en längsgående kanal 96, som kommunicerar med en likadan kavitet 94 i skivans andra yta.

Kaviteten 94 kommunicerar genom minst en längsgående kanal i ringen 40' med en likadan kavitet 98 i ringen 40., Slut- ligen kommunicerar den senare kaviteten genom minst en längsgående kanal 100 i ringen 40 med en i lockets 50 inre yta anordnad kavitet 102, som är åtkomlig genom en gängad 10 15 20 25 30 35 7901502-0 13 förbindelse 104. En reglerbar ström av kylolja kan således föras kontinuerligt till förbindelsen 72 för kylning av de fyra aluminiumringarna och sedan tas ut genom förbindelsen 104; på detta sätt kyles hartset i motström enligt en före- dragen utföringsform av föreliggande uppfinning. Styr- ningen av oljeströmmen åstadkoms med hjälp av övervakning med två termometersonder 51, 53._Sonden 51 visar den tempe- ratur, som erhållits i den sista delen 1H' av sprutmaskinens cylinder (fig. 1), medan sonden 53 visar den slutliga tem- peraturen (spruttemperaturen). Om nödvändigt kan tvâ anord- ningar av det i fig. H visade slaget seriekopplas för för- bättring av kylningen och/eller homogeniseringen, varvid man bör beakta att homogeniseringseffekten huvudsakligen erhalle: i fördelarna 60 och 62 enligt de i samband med fig. 2 och 5 beskrivna principerna.

Exempel 1 Sprutmaskinen 10 i fig. 1 är konstruerad för indu- striell produktion av 180 - 220 kg/h. Den är en sprutmaskín med tvâ roterande och samverkande skruvar, med ett förhål- lande l/d av 21/1, med reglerbar hastighet för skruvarna av 8,5 - 28 r/min och med reglerbar effekt av 10,5 - 37,2 kw.

Sektionen 1H' kyles utifrån, skruvarna i denna sektion kyles inifrån. Anordningen 20, som är anordnad vid sprutmaskinens cylinder, är konstruerad och dimensionerad på det i samband med fig. 4 och 5 beskrivna sättet. Spruthuvudet 18 är ett konventionellt okylt munstycke för strängsprutning av ett platt ämne av skum med ett tvärsnitt av 500 X 50 mm. Sprutmaskinen matas med granuler av TAL-polystyren (Montedison) blandat med en ringa mängd citronsyra och natriumvätekarobonat som ympmedel. Maskinen drivs vid konstant hastighet av 23 r/min (effekt 28 kw). Anoraningen kyla med olja via «ao°c-, olja av samma temperatur användes även för kylning av sektionen 14'.

Till injektorn 16 matas en 50/50 blandning av "Freon 11" och Freon 12" i en andel av 12 viktprooent med avseende på hartset. Den av sonderna 51, 53 visade temperaturen är luo - 1L+2°c resp. 120 - 122%. Man erhåller» 220 kg/h produkt med en densitet av 0,032 g/cm3. Variationerna i densitet 10 15 20 25 30 35 7901502-0 14 vid olika punkter utmed ämnets bredd överskred ej 0,001 g/cmó.

På båda sidorna av ämnet fanns ett fint, slätt skinn. Den av anordningen 20 under dessa betingelser absorberade effek- ten var ca 5,2 kw.

Exempel 2 Anordningen 20 tas bort, utlopp, och försök görs att driva sprut- (jämförelse) spruthuvudet 18 fästs di- rekt pä sektionens 14' maskinen under de i exempel 1 beskrivna betingelserna. Den erhållna produkten är ojämn och har spruckna och infallna cel- ler. Spruttemperaturen ligger i närheten av 13800. Endast genom att sänka skruvarnas hastighet till 16 r/min och andelen "Freon" till 18 % relativt jämn produkt med en densitet kan man erhålla 150 kg/h av en av 0,050 - 0,055.

Spruttemperaturen är 135 - 136°C.

Exempel 3 Detta försök genomförs enligt betingelserna i exempel 1 med den skillnaden att anordningen 20 ersätts med en "statisk blandare" enligt US-PS 3 286 992 med en inre diameter av 8 cm, (jämförelse) en längd av ca 1,9 m och innehållande 14 steg. bn så hög spruttemperatur som 137 - 138 C erhölls. Den av blandaren absorberade effekten var endast ca 2,2 kW, men skummet var oacceptabelt på grund av insjunkna celler. Det var först när "freon"-andelen reducerades till ca 7 % som det erhållna skummet var acceptabelt med en densitet av ca 0,05 g/cm3.

Exempel H (jämförelse) Försöket genomfördes under de 1 exempel i beskrivna betingelserna med användning av "den statiska blandaren"en- ligt exempel 3 och med den skillnaden, att blandaren kyldes utvändigt med olja genom en mantel. Vid inloppet var oljans temperatur 10000. Först när kapaciteten sänktes till ca 150 kg/h visade det erhållna skummet signifikant tendens mot acceptabel likformighet av cellstrukturen och dess densitet var av storleksordningen 0,035 g/cm3.

Exempel 5 Försök genomfördes under de i exempel 1 beskrivna betingelserna med den skillnaden, att materialets flöde 01 7901502-0 15 sänktes till 180 kg/h och temperaturen för ingående kylolja sänktes till QSOC. En spruttemperatur av 11700 erhölls och det sprutade skummet hade en likformig densitet av U,U29 g/cm3. Detta resultat visar klart de praktiska möjlig- heterna för anordningen 20 enligt uppfinningen. Ur kommeraiell synpunkt är emellertid de i exempel 1 beskrivna betingel- serna föredragna, varvid skummets densitet visserligen var 0,032 g/cmg, men produktionstakten var väsentligt större.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 '7901502-0 PATENTKRAV

1. Kylanordning för termoplastskum anordnad att insättas mellan en strängsprutmaskins cylinder (14) och spruthuvud (18) för kylning av en ström av smält termoplast, vari ett flyktigt jäsmedel är dispergerat under tryck, innefattande ett rörfor- migt hölje (48), vars axel sträcker sig mellan spruthuvudet (18) och cylindern (14), en i höljet (48) anbragt värmeväxlare, som bildar flera nära varandra belägna raka kanaler (44) för termoplastens strömning, en inloppsfördelare (58) i höljet (48) för införande av strömmen i kanalernas (44) inloppsöppningar, en utloppsfördelare (62) i höljet (48) för mottagning av ström- men från kanalernas (44) utloppsöppningar, vilka fördelare (58, 62) har cirkulärt tvärsnitt och är riktade parallellt med var- andra och vinkelrätt mot kanalerna (44), och med värmeväxlaren (29) samhörande kylkanaler (102, 94) för kylning av värmeväxla- ren genom kontakt med ett i kylkanalerna framfört vätskeformigt kylmedel, k ä n n e t e c k n a d av att (a) värmeväxlaren består av åtminstone en i höljet (48) koaxiellt anbragt cirkulärcylindrisk metallhylsa (39), vari kanalerna (44) är radiellt anordnade i flera rader belägna åt- minstone i huvudsak i hylsans axel innehållandepmæ1pålikaavsuäfl, varvid dessa kanaler är av i huvudsak cirkulärt och konstant tvärsnitt och har ett förhållande längd till diameter av högst ungefär 10:1, varjämte hylsans ändytor är inrättade att kylas av kylkanalerna (102, 94); (b) inloppsfördelarnas radiellt yttre vägg bildas av hylsans (39) radiellt inre yta, varigenom de individuella kana- lerna i kanalraderna grenar ut från inloppsfördelaren (58) tvärs mot dennas riktning och i följd med avseende på denna riktning; (c) utloppsfördelaren (62) har ringformigt tvärsnitt och begränsas av hylsans (39) radiellt yttre yta och av höljets (48) radiellt inre yta, så att de individuella kanalerna i raderna mynnar i utloppsfördelaren (62) tvärs mot dennas rikt- ning och i följd med avseende på denna riktning.

2. Kylanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att inloppsfördelaren (58) har ett ringfor- migt tvärsnitt och begränsas radiellt inåt av ett i hylsan (39) 10 15 20 25 TQÜÛÉÜZWÛÉ n från en första ände av denna axiellt inskjutande torpedformat utsprång, och att inloppsfördelarens radiella vidd minskar ner till noll mot den första änden och utloppsfördelarens (62) radiella vidd minskar till noll från den första änden mot hyl- sans andra ände.

3. Kylanordning enligt patentkravet 1, t e c k n a d av att den innefattar en andra med den första hylsan (39) koaxiell hylsa (39') enligt a med inlopps- och ut- loppsfördelare enligt b och c, varvid utloppsfördelaren (62) k ä n n e - för den första hylsan är ansluten till den andra hylsans in- loppsfördelare (64).

4. Kylanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den totala tvärsnittsarean av alla de kanaler (44), som förbinder en inloppsfördelare med en motsva- rande utloppsfördelare, är större än inloppsfördelarens effek- tiva tvärsnittsarea.

5. Kylanordning enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a d av att den totala tvärsnittsarean av alla kana- lerna (44) även är större än utloppsfördelarens effektiva tvär- snittsarea.

6. Kylanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den cirkulärcylindriska hylsan är samman- satt av minst två ände mot ände anordnade ringar (40, 40') och att det mellan dem bildas en cirkulär med hylsan (39) koaxiell kavitet (98) för cirkulation av ett kylmedel.