SE457171B - Panel av isolerande material omfattande expanderade polystyrenpaerlor och bitumen samt foerfarande foer dess framstaellning - Google Patents

Description

20 25 30 35 457 171 upphettning av bitumen eller en bituminös förening, som är fri från lösningsmedel, lätta oljor, emulgermedel eller andra medel som.befrämjar eller åstadkommer överföring till flytande form, till en temperatur, som ligger väsentligt över dess mjuknings- punkt, i syfte att göra det (den) flytande och fririnnande samt behandling av expanderade plastpärlorna därmed så att var och en av pärlorna inkapslas fullständigt, och, under det att det inkaps- lande bituminösa materialet föreligger i halvflytande tillstànd, sammanpressning av pärlorna och deformering av dem så att halrum- men mellan pärlorna praktiskt taget väsentligt elimineras.

Med halvflytande tillstànd menas att bitumenet eller den bituminösa föreningen är tillräckligt varm för att vara klibbig men inte tillräckligt varm för att vara rinnande.

En följd av särdraget enligt uppfinningen att bitumenet eller den bituminösa föreningen applicerad på pärlorna är fri från emulgermedel och liknande är att be- lösningsmedel, lätta oljor, läggningen kan vara vatteneäker. Om t.ex. ett emulgermedel använ- des, föreligger risk för att emulsionen i närvaro av vatten skall aterga till vätskefas och följaktligen inte ge en vattensäker eller -beständig beläggning. Ett problem i samband med användning av lösningsmedel för bitumen är naturligtvis att de också tenderar att vara lösningsmedel för expanderade plastpärlor, och detta und- vikee ocksa genom föreliggande uppfinning, där inkapslingen av de enskilda pärlorna uppvisar bättre kontinuitet och vattentäthet, och panelen är därför användbar i situationer där vatten eller fukt kan uppträda, utan att pärlorna tar upp fukten.

I den man den tidigare kända tekniken har inneburit använd- ning av expanderade polystyrenpärlor belagda med bitumen med lag mjukníngepunkt, gäller dessutom att dessa uppvisar den allvarliga nackdelen att närvaron av värme fran solsken eller förhöjd tempe- ratur mjukar bitumenet, varför alla aggregat av sådana belagda pärlor förlorar sin kohesiva hallfasthet.

Speciellt användbara resultat kan uppnås om det använda bi- tumenet eller den använda bituminösa föreningen har en mjuknings- punkt som är väsentligt högre än smältpunkten för pärlorna, t.ex. mera än fran 10 till 20°C eller ännu mera, och om det (den) är fast vid omgivande eller rumstemperatur, sa att efter inkapelingen kylda pärlor lätt kan separeras och förbli separerade utan nagon inbördes sammanklibbning. 10 15 20 25 30 35 457 171 Företrädesvis föreligger polystyrenpärlorna i form av expan- derade polystyrensfärer, i vilket fall de har en smältpunkt av från ca 95 till 100°C. Den bituminösa föreningen är företrädesvis en asfalt och har lämpligen en mjukningspunkt av minst 115°C (nal- metoden enligt Institute of Petroleum). Enligt en föredragen utfö- ringsform upphettas asfalten till 185°C under inkapslingsprooes- sen. Företrädesvis har bitumenet eller den bituminösa föreningen ett penetrationsvärde av Eran 1 till 6, företrädesvis från 1 till 4, vid en konditionerad temperatur av 25°C.

Panelen enligt uppfinningen kan ha en kontinuerlig hård och jämn yta. Detta kan åstadkommas genom applicering av en uppvärmd yta över panelens hela yta.

Steget för sammanpressning av de inkapslade pärlorna till bildning av en panel kan utföras mellan i rörelse varande ändlösa band, pà ett bord under användning av en fram- och àtergáende vals genom att materialet transporteras pà ett i rörelse varande band under en vals eller genom enkel komprimering. Företrädesvis kyles samt dock pärlorna efter inkapsling, separeras fràn varandra, áterupphettas när de pressas samman, så att inkapslingsmaterialet blir klibbigt eller kletigt men ej rinnande. Det är också möjligt att uppnå tillfredsställande resultat om pärlorna expanderas ytterligare eller expanderas pà nytt, under det att de pressas samman så att de drives mot varandra och griper in i varandra samt har i huvudsak raka kanter med varandra. Företrädesvis astadkommes en sådan ytterligare expansion eller re-expansion genom insprutning bland pärlorna av överhettad ånga vid mellan 150°C och 180°C. Som en indikation pà lämplig ytterligare expansion, vilken kan förorsakas av pentan eller andra gaser inneslutna i pärlorna, kan det nämnas att i ett föredraget fall det ursprungliga bitumen är mellan 25 och 30 till 1 och det slutliga volymförhàllandet är approximativt 40 till 1. volymförhallandet pärlor Företrädesvis far pärlorna passera i ett konvergent förlopp mellan ändlösa band, under det att de expanderar utåt mot banden. Detta arrangemang har den fördelen att det förbättrar jämnheten ifråga om pärlstorlek i den färdiga produkten och exkluderar håligheter, vilket sålunda gör panelen starkare såväl vid böjning som vid kom- skul- le pärlor nära ytan tendera att krossas, medan de nära mitten inte pression. Om man enbart förlitade sig pa extern kompression, skulle göra detta i samma omfattning, varigenom en svagare 10 15 20 25 30 35 457 171 produkt skulle uppstå. Användning av varm ånga och materialet i klibbigt tillstànd enligt föreliggande uppfinning befrämjar vid- häftning när bitumenet svalnar.

Det är möjligt och föredraget att erhålla paneler enligt uppfinningen med en böjhàllfasthet av 2,10 - 3,15 kg/cmz uppmätt enligt B.S. 4370 samt en tryckhallfasthet av 1,05 - 1,75 kg/cmz vid 25°C och 20% kompression.

Ett föredraget särdrag för uppfinningen hänför sig till pro- portioner mellan bitumen eller bituminös förening och pärlor. Fö- reträdesvis är vid blandningssteget pärlvolymen åtminstone 20 gånger volymen av bitumen eller bituminös förening, och under det att förhållandet kan öka från 20 till 1 upp till minst 50 till 1, är ett föredraget område från 25 till 40 till 1. Som ett resultat härav är volym-viktförhållandet för panelen högt, vilket de- finitivt är synnerligen acceptabelt eller önskvärt i ett isole- ringsmaterial där isoleringseffekten ökar med volymen. Viktför- hallandet är företrädesvis approximativt en viktdel pärlor per en och en halv viktdel bitumen eller bituminöst material.

För att man skall försäkra sig om att samtliga pärlor så mycket som möjligt blir inkapelade med bitumen eller förening, är det också lämpligt att hälla aggregatytarean för pärlorna relativt liten. Detta kan göras genom att man använder pärlor som inte är mindre än en viss storlek, företrädesvis 2 mm, och genom att man försäkrar sig om att pärlorna inte innehåller "fint material", vars närvaro avsevärt skulle öka ytarean med en försumbar ökning av volymen. Sålunda är ett särdrag för föreliggande uppfinning att pärlorna har relativt enhetlig storlek, där diametern för de minsta pärlorna inte är mindre än en femtedel, och vanligen inte mindre än hälften, av diametern för de största pärlorna, varvid dock pärlorna allrahelst är av i huvudsak homogen storlek. Sålunda föredras pärlor med en diameter av fràn 2 till 10, företrädesvis från 3 till 6, mm. Det uppnås speciella fördelar ifråga om jämnhet och hallfasthet hos slutprodukten om storleksfördelningen för pär- lorna halles liten.

För paneler enligt uppfinningen, vilka också kan benämnas skivor eller plattor, är önskvärda tjocklekar mellan 3 och 10 cm, typiskt 5 cm, och i andra dimensioner kan skivstorleken väljas allt efter önskemal, men det kan härvid nämnas att skivor på t.ex. 60 x 1É0 cm har visat sig vara speciellt användbara vad beträffar 10 15 20 25 30 35 457 171 enkelhet vid tillverkning, lagring, hantering och installation.

Det är naturligtvis mycket överraskande att vid förfarandet enligt uppfinningen pärlor kan inkapslas på ett framgångsrikt sätt med en bituminöe förening, vilken är varmare än pärlornas smält- punkt. Detta är dock fallet. Inledningsvis, före inkapslingen, tenderar pärlorna att vara koherenta beroende pa statiska ladd- ningar som byggs upp pa dem, men det har visat sig att, när de sättes till det varma bitumenet, själva bitumenet omedelbart bil- dar en tunn beläggning runt hela pärlan och pà varje pärla. Pär- lorna kommer individuellt inte att acceptera mera än denna minimi- beläggning, som ger fullständig inkapsling, och överskott av bitu- men ledes fran en pärla till en annan pa ett anmärkningsvärt sätt.

Vid tillsats av pärlorna till blandaren innehållande varmt bitumen sprider sålunda bitumenet ut sig självt pa ett mycket överraskande sätt sa att det helt och hållet inkapslar varje pärla med bitumen Pa kort tid är alla pärlor inkapslade, Resultatet av detta är att de sta- eller bituminös förening. dvs helt belagda med bitumen. tiska krafter, som inledningsvis haller samman pärlorna, förstörs, under det att bitumenet därefter bidrar till att halla pärlorna samman, efter det att kylning, eller åtminstone inledande kylning, sker i blandaren.

För framställning av skivor eller plattor enligt uppfin- ningen avlägsnas den kylda blandningen, eller blandningen under det att den kyles, beskrivits pressas i sådan omfattning att halrummen mellan pärlor- från blandaren, varefter den sasom tidigare na i huvudsak avlägsnas, dvs pärlorna deformeras men deras volym förändras inte nämnvärt, och i realiteten ökar den företrädesvis beroende på ytterligare upphettning och blasning. Komprimering av en hög lösa pärlor till cirka 2/3 av tjockleken är normalt till- räckligt, även om högre komprimering ökar möjligheten att absolut alla hálrum elimineras. Ett syfte med pressningssteget är att det inte bör finnas någon väg genom plattan bildad av sammanhängande håligheter. sålunda maximal isoleringseffekt för en given vikt av materialet.

Detta möjliggör maximal skiv- eller plattjocklek och Ett annat syfte är att pärlorna bör pressas så mot sina grannar att de blir deformerade och intrasslade i varandra, varigenom de kommer i kontakt med varandra längs raka linjer när materialet betraktas i tvärsnitt. Detta bibringar den resulterande skivan hög böj- och tryckhallfasthet. är sålunda den re- När detta är gjort, 10 15 20 25 30 35 457 171 sulterande skivan vattensäker, i huvudsak fri från hàlrum och i realiteten en struktur med avsevärd hàllfasthet och mycket lag vikt. Skivorna och kropparna kan, om sa önskas, förbättras ytter- ligare genom den tidigare beskrivna ytbehandlingen, som i realite- ten är en "strykjärns"-behandling vid vilken en upphettad yta får passera helt över varje yta av skivan. Detta mjukar bitumenet och smälter i viss omfattning pärlor som finns pá ytan, och resultatet blir en härd, hållbar, jämn, hanterbar och nötningsbeständig yta, som ökar panelernas vattenbeständighet och ythardhet och gör att de alltid förblir individuellt förseglade.

Tack vare de mycket små kvantiteter bitumen eller bituminös förening som användes, förblir panelerna enligt uppfinningen syn- nerligen lätta, men de är inte desto mindre robusta och erbjuder vissa av de möjliga utmärkta isoleringsmöjligheter. Åtminstone tillämpningarna av panelerna och plattorna torde vara uppenbara, där värmeisolerande Tack t.ex. vid byggnationer, i tak eller väggar funktion erhålles pa ett mycket enkelt och beständigt sätt. vare att de kan tillverkas pa fabrik mycket lätt och att de är enkla att stapla och hantera, är de synnerligen lätta och billiga att transportera och att installera pa ett noggrant sätt.

För att uppfinningen skall företas bättre ges nedanstående beskrivning i form av ett exempel i samband med de bilagda rit- ningarna, på vilka: figur 1 är en illustration av ett tvärsnitt av ett prov av fast material enligt uppfinningen; figur 2 är en schematisk vy av en apparat använd för geomfö- rande av förfarandet enligt uppfinningen vid framställning av ett solitt isoleringsmaterial enligt uppfinningen.

Fig. 1 är en ritning i full skala av ett tvärsnitt skuret genom ett prov av material 10 enligt uppfinningen. Da vita omrade- na såsom 11 representerar pärlor och de svarta linjer som samman- binder dem är den inkapslande asfaltbeläggningen 12. Det kan spe- ciellt noterae att pärlstorleken är anmärkningsvärt jämn över tvärsnittet, dvs pärlorna är inte pàvisbart mindre nära kanterna än vad de är i mitten. Detta har astadkommits genom uppvärmning och ytterligare expansion eller re-expansion av de inkapslade pär- lorna i steget för formning av kroppen. Ett annat särdrag som kan noteras är frånvaron av håligheter mellan pärlorna. Denna homoge- nitet leder till relativt liten pärlytarea, vilket betyder att ett 10 15 20 25 30 35 457 171 minimum av bituminöst material erfordras för att ge tillfredsstäl- lande vatteneäker inkapsling av varje pärla samt vidhäftning av pärlorna vid varandra.

Såsom visas i fig. 2 placeras plastpärlorna inledningsvis i som redan innehåller bitumen eller en bituminös företrädesvis asfalt vid 185°C, sa att en blandare 15, förening i mjukad form, föreningen fullständigt inkapslar samtliga pärlor. Pärlorna kyles partiellt, tippas pa en traneportör 16 för ytterligare kylning, ledes under en vals 17, så att de skall separeras från varandra och för att enskilda partiklar skall erhållas, och ledes därefter till en matartratt. Fran matartratten utmatas pärlorna med regle- rad hastighet pà det undre av tva ändlösa band 21. Ett övre band visas vid 22. Banden 21, 22 konvergerar under en första del av sin operation och sträcker sig därefter parallellt med varandra. In i utrymmet mellan banden sträcker sig rör 24, som leder överhettad ånga till området för pärlorna. Beroende pà pentan eller andra gaser inneslutna i pärlorna kommer dessa att expandera ytterligare när de upphettas, varigenom man försäkrar sig om att tryck existe- rar inuti materialet över dess tjocklek när det bildas och inte enbart i närheten av dess kanter beroende pa konvergensen hos ban- den. Markerade med 25 och 26 är tillförsel- eller matarrullar för plastfolie som täcker de ändlösa banden 21 och 22, och motsvarande upptagningsrullar för dessa plastfolier finns vid den andra änden, sa att materialet hindras fràn att fastna vid de ändlösa banden.

Kroppen bildas i den konvergerande delen av operationen mellan banden, och de parallella delarna av operationen nedströms kyles för att den sålunda bildade kroppen skall kylas.

De fasta eller solida panelerna enligt uppfinningen, vilka sålunda innefattar inkapslade polystyrenpärlor som har komprime- rats samman, omfattar en väderbeständig isoleringsskiva, som upp- visar förmåga att motstå ihållande regn utan att ta upp fukt och sålunda bibehålla sin termiska effektivitet som isoleringsmate- rial. Dessutom innebär den föredragna användningen av ett bitumen med hög mjukningspunkt, vilket bitumen är fast vid omgivningens temperatur, att man inte behöver frukta nagot brott eller nagra brister i uppbyggnaden av materialet vid varmt väder eller varma klimat. Som ett resultat härav kan materialet installeras som vär- och det kan installeras över det meisolering t.ex. för plana tak, normala vattensäkra skiktet av taket. Detta gör det möjligt att 457 171 installera själva det vattensäkra skiktet i dess mest effektiva position, som är direkt pà takkonstruktionen, och det ger även skydd för det vattensäkra skiktet mot extrema temperaturer och ultraviolett ljus, varigenom livslängden för detta skikt förlänges avsevärt. Dessutom ger panelerna enligt uppfinningen naturligtvis synnerligen gynnsamma isoleringsegenskaper i en stark, lätt han- terbar form.

Claims (12)

. 457 171

1. Panel av isolerande material omfattande expanderade polyetyrenpärlor och bitumen eller en bituminös förening, där po- lystyrenpärlorna i redan expanderad form var och en är inkapslad i bitumenet eller den bituminösa föreningen (12), kínnetecknad av att nämnda inkapsling har ástadkommits med bitumenet eller den bituminösa föreningen i flytande form vid en varmprocess, att de inkapslade pärlorna har pressats samman och deformerats till bild- ning av en kropp utan halrum mellan pärlorna, att bitumenet eller den bituminösa föreningen är fri fràn lösningsmedel, lätta oljor, emulgermedel eller andra vätekebefrämjande medel och att pärlorna har relativt enhetlig storlek, där diametern för de minsta pärlor- na inte är mindre än en femtedel av diametern för de största.

2. Panel enligt krav 1, kännetecknad av att bitumenet eller den bituminösa föreningen är fast vid omgivande temperatur.

3. Panel enligt krav 1 eller 2. kännetecknad av att pär- lorna är så deformerade fran sfärisk form att de griper in i var- andra och har vâsentligen raka kanter mellan varandra.

4. Panel enligt nagot av de föregående kraven, kännetecknad av att diametern för de minsta pärlorna inte är mindre än hälften av diametern för de största pärlorna.

5. Panel enligt något av de föregående kraven, lännetecknad av att pärlorna har i huvudsak jämn storlek.

6. Panel enligt nagot av de föregående kraven, kännetecknad av att bitumenet eller den bituminöea föreningen är en asfalt med en mjukningspunkt av 115°C eller mera (nalmetoden enligt "Institute of Petroleum") och har ett penetrationsvärde av från l till 6, företrädesvis från 1 till 4, vid en konditionerad temperatur av 25°C.

7. Panel enligt nagot av föregående krav, känneteckned av att viktförhàllandet är approximativt en viktdel pärlor per en och en halv viktdel bitumen eller bituminöst material och att vo- lymförhállandet pdrlor till bitumen eller bituminöe komposition är fran 25 till 1 till 40 till 1.

8. Panel enligt nagot av de föregående kraven, känneteclnad av att pärlorna är från 2 till 10 mm, företrädesvis från 3 till 6 mm, i storlek. 457 171 JO

9. Förfarande för framställning av en panel av isolerande material, där man upphettar bitumen eller en bituminöe förening till en temperatur väsentligen över dess mjukningepunkt i syfte att göra det (den) flytande och fririnnande, kännetfloknat av att man tillsätter förexpanderade polyetyrenpärlor sa att de blir fullständigt inkapslade i bitumenet eller den bituminöea förening- en, och att man medan det inkapslande bituminösa materialet före- ligger i halvflytande tillstånd pressar samman pärlorna och defor- merar dem sa att det inte längre finns nagra halrum mellan pärlor- na, varvid bitumenet eller den bituminösa föreningen är fritt (fri) fran lösningsmedel, lätta oljor, emulgermedel eller andra vätekebefrämjande medel och varvid pärlorna har relativt enhetlig storlek, där diametern för de minsta pärlorna inte är mindre än en femtedel av diametern för de största.

10. Förfarande enligt krav 9, kännetecknat av att pärlor- na kyles efter beläggning, separerae från varandra och återupphet- tae när de har pressats samman.

11. Förfarande enligt krav 9 eller 10, kënnetecknat av att pärlorna expanderae ytterligare eller re-expandera: under det att de preeeae samman, sa att de tvingas mot varandra och griper in i varandra samt far i huvudsak raka kanter mellan varandra.

12. Förfarande enligt krav 11, kännetecknat av att den ytterligare expansionen åstadkommas genom insprutning bland pär- lorna av överhettad ånga vid fran 150°C till 180°C. (I