NO901036L - Fremstilling av styrenskum. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår ekstrudering av skinn-produkter og en fremgangsmåte for fremstilling av slike i form av barrer, stenger eller plater, idet skummaterialet kjenne-

3

tegnes ved en tetthet mellom 14,4 og 56 kg/m .

Ekstruderte syntetiske harpiksskummaterialer er svært ettertraktet for mange anvendelser som omfatter termisk isolasjon, dekorative formål, emballasje o.l. En særlig viktig anvendelse for styrenpolymerskum er innenfor feltet varmeisolasjon. Ved denne anvendelse er det ønskelig at skummets isolasjonsegenskaper opprettholdes lengst mulig og at skummet har dimensjonsstabilitet. Foreliggende oppfinnelse angår poly-merskum i ekstrudert form. Ekstrudert skummateriale har en ganske jevn cellestørrelse og er derfor særlig anvendelig for termisk isolasjon.

Et annet viktig karakteristisk trekk ved polymer-skum er skumtettheten som vanligvis kan variere fra omkring 16 til ca. 80 kg/m 3 eller mer. Større tettheter enn ca. 32 kg/m 3 for polystyrenskum er vanlig og en rekke slike materialer er kommersielt tilgjengelige. Forholdet mellom tetthet og cellestørrelse er gjenstand for viktig avveining når et skumprodukt skal anvendes for varmeisolasjon. Det er vanligvis vanskelig å fremstille skummateriale med lavere tetthet (dvs. lavere enn f.eks. 32 kg/m 3) samtidig som cellestørrel-sen skal holdes liten. Generelt økes cellestørrelsen etter-hvert som tettheten reduseres, og forsøk med å oppnå lavtett-hetsmaterialer med relativt små cellestørrelser ved å styre mengden ekspansjonsmiddel og ekstrudatets eller ekstruderings-massens temperatur, har ikke vist seg helt vellykket. Etter-hvert som cellestørrelsen reduseres vil materialtettheten stadig øke på grunn av at celleveggene utgjør stadig større del av volumet.

Kjernedannende tilsetningsmidler benyttes under ekstruderingen for å holde kontroll med cellestørrelsen ved fremstilling av polymere styrenskummaterialer. Man antar at disse midler danner utgangspunktet i form av kjerner for celledannelsen. Vanligvis er slike kjernedannende materialer spesielle stoffer som tilføres harpiksen før skumdannelsen. Tilsatsmidler som kan danne kjerner og som har vært benyttet innenfor skumproduksjon omfatter talkum, kalsiumsilikater og

lignende.

US-patentskriftet 3 188 295 angår fremstilling av cellemateriale fra termoplastiske organiske polymerer. Indigo-tin og/eller blå kobberfthalocyaninpigmenter nevnes der som kjernedannende tilsetningsmidler.

US patent 3 065 190 angår en fremgangsmåte for å fremstille en ekstrudert polyethylenfilm. Patentskriftet angir polymerer av en monovinylaromatisk kompositt for anvendelse som kjernedannende middel. Slike polymerer er finoppdelte eller partikkelformede. Patentskriftet angir videre at slike poly-mermaterialer kan anvendes i kombinasjon med et annet kjernedannende tilsetningsmiddel såsom aluminiumstearat, sinkstearat eller finoppdelt kalsiumsilikat, diatoméjord, kalsiumkarbonat, bariumsulfat o.l.

US patent 3 413 387 angår en fremstillingsmåte for tildanning av skumplastelementer, og dette patentskrift angir benyttelse av kjernedannende midler som bygges opp av materialer med reaksjon for dannelse av karbondioksyd og vann. Karbon-dioksydfrigivende materialer kan da være ammonium, alkaliske eller alkalinske jordmetallkarbonater eller bikarbonater. Det øvrige materiale vil da være en syre eller et syrereagerende salt såsom borsyre, kaliumdihydrogenfosfat, fumarsyre, malon-syre, oksalsyre, sitronsyre o.l.

US patent 3 224 984 angår fremstilling av polystyren-cellemateriale, og polyethylenvoks benyttes da som kjernedannende materiale.

US patent 4 229 396 angår termoplastisk skum med

øket cellestørrelse. Patentskriftet angir en naturlig eller syntetisk voks som celleekspanderende middel.

Et skumlegeme som spesifiseres ved en tetthet mellom 14 og 56 kg/m 3, og en fremgangsmåte for å fremstille et slikt skumlegeme skal nå gjennomgås. Fremgangsmåten omfatter: (A) Varmemykgjøring av en blanding av termoplastisk harpiks og minst ett halokarbonpolymer,

(B) tilsetning av minst ett ekspanderende middel

til den mykgjorte harpiks,

- (C) dannelse av en ekspanderbar harpiksblanding

ved jevn iblanding av det ekspanderende middel og halokarbonet i pulverform i harpiksen under et trykk som er tilstrekkelig

til å hindre ekspansjon av harpiksen,

(D) ekstrudering av blandingen til et område hvor den ekspanderbare harpiksblanding blir ekspandert til et

skumlegeme, og

(E) avkjøling av det dannede skumlegeme.

I én utførelsesform ekstruderes blandingen til et

område med subatmosfærisk trykk. Området dannes i et avlangt kammer hvor den ekspanderbare harpiksblanding føres gjennom en dyse i den ene ende av rommet og hvor det dannede skumlegeme føres gjennom et vannreservoar i motsatt ende av rommet. Skumlegemet som fremstilles på denne måte og ifølge den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes ved å ha de ønskede tettheter, relativt små gjennomsnittlige cellestørrelser såsom lik eller mindre enn omkring 0,5 mm i tverrmål, forbedret og større motstandsdyktighet overfor trykk, og større cellevolum.

Oppfinnelsen skal nå gjennomgås med støtte i de tilhørende tegninger, hvor fig. 1 viser et oppdelt skjematisk riss fra siden av et foretrukket apparat for fremstilling av skummaterialet ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et forstør-ret -utsnitt fra oversiden av den vifte- og bueformede spalte-dyse og formemekanisme som er anordnet i dyseenden av det benyttede undertrykkskammer, og fig. 3 viser skjematisk opp-byggingen av en pneumatisk sylindergruppe for opplagring av de formende ruller eller det etterfølgende øvre transportbånd.

I .den følgende beskrivelse og de etterfølgende krav er samtlige mengder og prosentdeler angitt ved vekt hvis ikke annet er angitt.

De termoplastiske harpikser som ekstruderes og skumdannes i samsvar med den foreliggende oppfinnelse omfatter alkenylsubstituerte aromatiske harpikser, (homopolymerer og kopolymerer), polyfenylethere, polyvinylklorid, vinyliden-kloridharpikser såsom kopolymerer av vinylidenklorid (80 deler) og akrylonitril (20 deler)," polyolefinharpikser såsom polyethylen og kopolymerer av ethylen og vinylacetat eller ethylakrylat etc. Blandinger av slike harpikser kan forbe-redes og oppskummes i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte. F.eks. kan blandinger av en styrenharpiks og en polyfenylen-ether skumdannes slik at det dannes skumlegemer ifølge opp- finrreisens fremgangsmåte. De foretrukne termoplastiske harpikser er alkenylsubstituerte aromatiske harpikser.

Alkenylsubstituerte aromatiske harpikser som ekstruderes og skummes i samsvar med den foreliggende oppfinnelse er polymerer som omfatter minst 50% av et monomer som består av minst én alkenylaromatisk sammensetning kjennetegnet ved den generelle formel:

hvor Ar angir en aromatisk hydrokarbongruppe eller en aromatisk halohydrokarbongruppe av benzenserien, mens R angir hydrogenet eller en methylgruppe. Den g j envær-ende monomerbestanddel som benyttes ved dannelsen av polymeret omfatter minst én ethylenisk umettet monomerbestanddel som kan ko-polymiseres sammen med den aromatiske bestanddel. I en bestemt Utføre Isesform kan den alkenylaroma-tiske bestanddel ifølge formel I representeres ved følgende formel:

hvor R"*", , R^, R^ og R^ hver angir uavhengig hydrogen, klorin, bromin eller alkylgrupper som inneholder fra 1-4 karbonatomer, mens R 2 angir hydrogen eller methyl, med den forutsetning at det totale antall karbonatomer i monomeret ikke overskrider 12.

Eksempler på slike alkenylsubstituerte aromatiske j monomerer innbefatter styren, alfamethylstyren, o-ethylstyren, m-methylstyren, p-methylstyren, o-klorstyren, p-klorstyren, o-bromstyren, etc. Eksempler på ethylenisk umettede monomerer som er kopolymeriserbare med de ovenfor nevnte styrenderiva-•ber innbefatter methylmethakrylat, akrylnitril, maleinanhydrid,

- citrakonanhydrid, itakonanhydrid, etc.

Den foretrukne alkenylsubstituerte aromatiske harpiks for anvendelse i den foreliggende oppfinnelse er en styrenharpiks. Styrenharpikser kan være homopolymerer av en styren eller kopolymerer av styren med ett eller flere kopolymeriser bare ethylenisk umettede monomerersom beskrevet ovenfor. Slike polymerer og kopolymerer av styren er tilgjengelige fra en rekke kommersielle kilder i en rekke molekylvekter. Mole-kylvektene for slike polymerer kan bestemmes ut fra flere kjente metoder, såsom ved hjelp av intrisikkviskositet, lys-spredning og ved ultrasentrifugesedimentering. Gjennomstrøm-ningen av smeltet polymer gjennom en åpning, noen ganger angitt som MFI (melt flow index) kan også benyttes for sammenligning mellom molekylvekter. MFI angir en billig teknikk som er lett å utføre. Detaljer vedrørende denne teknikk kan finnes i et større antall publikasjoner såsom:Principles of Polymer Chemistry, av P.J. Flory, Cornell University Press, Ithaca, New York 1953. Polymerer med gjennomsnittlig molekylvekt på mellom ca.. 100 000 - 500 000 er anvendelige, fortrinnsvis innenfor området 150 000 - 450 000, aller helst omkring 250 000 - 350 000.

Anvendelige styrenharpikser (også her angitt som polystyrener) er kommersielt tilgjengelige fra flere kilder, og harpiksene kan fås med forskjellige egenskaper såsom MFI. F.eks. kan polystyrener fås fra ARCO Chemical Company under den generelle betegnelse DYLENE, f.eks. DYLENE 8, og fra Polysar Ltd., USA.

I en bestemt utførelsesform kan egenskapene for det ekstruderte og ekspanderte skumprodukt ifølge den foreliggende oppfinnelse reguleres og modifiseres ved valg av harpiksenes molekylvekt. F.eks. kan fremstilling av lavtetthets skum i form av polystyrenlegemer lettes ved å benytte større molekylvekt for harpiksen, mens fremstillingen av skumlegemer med større tetthet lettes ved anvendelse av harpikser med lavere molekylvekt eller større viskositet.

Eksempler på styrenpolymerer som er kopolymerer omfatter de som oppnås fra blandinger såsom: 70% styren og 30% akrylnitril, 80% styren og 20% vinyltoluen, 75% styren og

25% methylmethakrylat etc.

Halokarbonstoffene i pulverform som benyttes i den foreliggende oppfinnelse brukes som kjernedannende midler. Kjernedannende midler tjener til å holde den primære celle-størrelse under kontroll, og i den foreliggende oppfinnelse vil den gjennomsnittlige cellestørrelse i skumlegemet være mindre enn 0,5 mm, fortrinnsvis mindre enn 0,3 mm, aller helst mindre enn 0,25 mm.

Halokarbonmidlene i pulverform ifølge den foreliggende oppfinnelse er polymerer med halogen og som har blitt malt til en bestemt partikkelstørrelse. Polymerene kan lages 1 pulverform og vil være anvendelig i oppfinnelsen ved hjelp av en hvilken som helst prosess som er kjent i dag. Pulvermaterialet kan ha en midlere partikkelstørrelse på mindre enn

2 ym. I en foretrukket utførelsesform er den gjennomsnittlige partikkelstørrelse mellom 0,25 og 1,75 ym, fortrinnsvis mellom omkring 0,5 og 1,0 ym. Uttrykket "midlere partikkelstørrelse" angir partikkelstørrelsen for det pulverformede middel som foreligger for blandeformål. Under lagring, håndtering og transport kan pulversubstansen arte seg annerledes, f.eks. ved sammen-klumping slik at det dannes agglomerater. Slike agglomerater kan ha en tilsynelatende større partikkelstørrelse enn det som er angitt i områdene ovenfor. Imidlertid vil pulvermaterialet som benyttes i den foreliggende oppfinnelse defineres ved par-tikkelstørrelsen ved iblandingen. Halokarbonpulvermaterialet som oppfinnelsen benytter vil ha en egentetthet i området mel-

3

lom 28 og 44 kg/m .

De halokarbonpulverstoffer som benyttes i forbindelse . med den foreliggende oppfinnelse kan inneholde et vilkårlig antall halogenatomer. Imidlertid foretrekkes halokarbonpulverstoffer som inneholder klorin eller fluorin, og av disse foretrekkes et innhold av fluorin, idet disse da kan kalles fluor-karbonpulvere. Eksempler på halokarbonpulvere som benyttes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse innbefatter, uten å være begrenset til : polyetrafluorethylen, fluorinert ethylen-. propylenkopolymerer , perf luoralkoksyharpikser, polyklortrif luor-ethylen, ethylen-klortrifluorethylenkopolymerer, ethylen-tetrafluorethylenkopolymerer, polyvinylidenfluorider og poly-vinylfluorider. I en foretrukket utførelsesform er halokarbon-pulveret et fluorkarbonmikropulver tilgjengelig fra Du Pont Chemical Company og går under handelsbenevnelsen DLX-6000. Dette stoff har følgende karakteristika: egentetthet 36,9 kg/m 3, smelteområde 320-340°C, typisk størrelse ved iblanding: mindre enn 1 pm,

Halokarbontilsetningene med pulverform og som benyt tes i den foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte er vanligvis tilstede i harpiksen i mengder på mellom 0,01 og 0,3 deler halokarbonpulver pr. 100 deler harpiks. Omkring 0,01-0,15 deler halokarbonpulver pr. 100 deler harpiks foretrekkes som innhold i den oppskumbare harpiksen.

Som tidligere nevnt benyttes ekspansjonsmidler i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse for å oppnå

ønsket cellestruktur. Ekspansjonsmidler som i oppfinnelsen er anvendelige velges fra den gruppe som består av halohydrokarboner, halokarboner, inerte gasser, alkaner med mellom 1

og 8 karbonatomer, og kjemi-ske ekspans jonsmidler.

Halokarboner som kan være anvendelige som ekspansjonsmidler i forbindelse med den foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte er materialer som inneholder karbon- og halogenatomer. Eksempler på halokarboner er vinylklorid, methylklorid, ethylklorid og materialer kjent som klorerte fluorkarboner (KFK). Eksempler på slike materialer (KFK) og som har vært benyttet som ekspansjonsmidler omfatter KFK-11, kjent som triklorfluormethan, KFK-12 kjent som diklordifluormethan, og KFK-113, kjent som 1,2,2-tri-fluor-1,1,2-triklorethan.

Halohydrokarboner er som navnet angir klorerte fluorkarboner som inneholder minst ett hydrogenatom. Disse materialer har gjerne blitt kalt "bløte KFK", "HKFK" og "KFK". Eksempler på slike halohydrokarboner innbefatter klordifluormethan (HKFK-22), 1,l-diklor-2,2,2-trifluorethan (HKFK-123), 1-klor-l,1-difluorethan (HKFK-142b), 1,1,1,2-tetrafluorethan (HKFK-13 4a) og 1,1-diklor-l-fluorethan (HKFK-141b) .

Inertgasser kan også benyttes som ekspansjonsmidler innenfor foreliggende oppfinnelse. Eksempler på inertgasser er nitrogen, argon, neon og karbondioksyd.

Alkaner er også anvendelige som ekspansjonsmidler innenfor den foreliggende oppfinnelse. Eksempler på alkaner som kan være anvendelige er: ethan, propan, butan, pentan, heksan, heptan og oktan.

Kjemiske ekspansjonsmidler er kjemikalier som under prosessforhold dekomponeres slik at det frigjøres en gass. Denne gass virker så som ekspansj-orismiddel og danner skum-legemenes cellestruktur. Eksempler på kjemiske ekspansjonsmidler innbefatter azo-dikarbonamid, 4,4-oksybis-(benzensulfo-nylhydrazid), p-toluensulfonyl-semikarbazid, og 5-fentylettrazol. Foretrukne ekspansjonsmidler er klordifluormethan, diklordifluormethan, 1-klor-1,1-difluorethan, 1,1,1,2-tetrafluorethan, 2-klor-l,1,1,2-tetrafluorethan eller blandinger mellom disse.

I en foretrukket utførelsesform benyttes de ekspansjonsmidler som er nevnt ovenfor i kombinasjon. En blanding mellom forskjellige ekspansjonsmidler vil være særlig anvendelig ved fremstilling, av skum ifølge den foretrukne oppfinnelse. Blandinger av ulike ekspansjonsmidler som omfatter fra mellom 25% til 75% av 1-klor-1,1,-difluorethan eller 1,1,1,2-tetrafluorethan eller 2-klor-l,1,1,2,tetrafluorethan og omkring 25% til 75% av minst ett av stoffene KFK-12 og HKFK-22 vil være anvendelige. Særlig anvendelige blandinger av ekspansjonsmidler omfatter blandingene: 70 - 30% av 1,1,1,2-tetrafluorethan, 50 - 70% av 1-klor-l,1,-difluorethan og 30-50% av klordifluormethan, 60-80% av 1-klor-l,1-difluorethan og 20-40% av diklordifluormethan, idet kombinasjonen av karbondioksyd med en blanding som omfatter 60% av 1-klor-l,1-difluorethan og 40% av diklordifluormethan ofte er foretrukket, eller en kombinasjon av karbondioksyd og en blanding som består av 68% av 1-klor-l,1-difluorethan og 32% av diklor-dif luormethan , etc. Kombinasjonen av karbondioksydet med fluorkarbonet som ekspansjonsmiddel fører til fremstilling av ekstruderte og ekspanderte polystyrenlegemer som kjennetegnes ved å ha mindre cellestørrelse enn tilsvarende legemer med samme tetthet, fremstilt med tilsvarende fluorkarboner, men uten karbondioksyd. I tillegg kjennetegnes ekspansjonsmiddel-blandingene som inneholder karbondioksyd ved å kunne fremstille ekstruderte og ekspanderte polystyrenlegemer som har større trykkfasthet ved sammenlignbare tettheter, i forhold til tilsvarende produkter fremstilt uten karbondioksyd. Når karbondioksyd benyttes i kombinasjon med ett eller flere halokarboner benyttes en vektfraksjon på mellom 0,4 og 1,5% karbondioksyd i forhold til harpiksens vekt. Ekstruderte og ekspanderte polystyrenlegemer med aksepterbare karakteristika oppnås ved å benytte et ekspansjonsmiddel som angitt ovenfor og større grad av diffusjon gjennom polystyrenet såsom methylklorid, ethylklorid etc. Alkoholer vil ikke være påkrevet og vil vanligvis ikke innbefattes i de ekspanderbare blandinger. Eksempler på alkoholer som innbefattes i ekspanderende tilset-ningsblandinger innenfor teknikkens stand, men som ikke benyttes i det foreliggende tilfelle innbefatter methanol, ethanol og isopfopylakohol.

De ekspansjonsmidler som den foreliggende oppfinnelse baserer seg på benyttes i en mengde på mellom 3 og omkring 16•vektdeler i forhold til vekten av den termoplastiske har-b ^~U.kG s

piks.Helst 7 middelet for ekspansjon i et mengdeforhold

(vekt) på mellom 6 og 16 deler i forhold til harpiksvekten.

Det ekspansjonsmiddel som benyttes i prosessen kan tilføyes alkensubstituert aromatisk harpiks på en hvilken som helst konyens j-onell måte. I én utf ørelsesf orm injiseres ekspans jonsmiddelet eller-blandingen av forskjellige midler direkte i en mykgjøringsinhretning ved hjelp av varme og hvor blandingen foregår, såsom en ekstruder. Når mer enn ett ekspans j onsmiddel skal benyttes føres hvert av disse separat ved injeksjon inn i den varmemykgjorte harpiks. I en foretrukket utførelsesform benyttes tandemekstrudere som på fig. 1 er vist generelt ved henvisningstallet 10, idet primærekstruderen benyttes til innføring av ekspansjonsmiddelet og iblandingen,

mens den andre ekstruder benyttes til overvåking og regule-

ring av blandingen og nedkjølingen av materialet. I tillegg

til den mykgjorte harpiks, halokarbonstoffet i pulverform og

det ene eller hvert ekspansjonsmiddel kan den ekspanderbare harpiksblanding inneholde, hvilket den vanligvis gjør, andre additiver som føres inn for modifikasjon av bestemte karakteristiske egenskaper. Mykgjøringsmidler kan også tilføres til den oppskumbare blanding, og eksempler på slike er flyt-

ende parafin, hydrogenisert kokosnøttolje etc. Andre anvendelige additiver innbefatter mer eller mindre flammesikrende kjemikalier, stabilisatorer etc.

Fra ekstruderen ekstruderes det varmemykgjorte harpiksekspanderende middel i form av blandingen i et område hvor utvidelse kan foregå. Selv om dette område kan ha atmosfærisk trykk benyttes i en foretrukket utførelsesform et om-

råde med redusert trykk slik at trykket blir under atmosfære-trykket. Området inneholder da et undertrykkskammer hvor trykket kan reguleres til ønskede nivåer for å tillate blandingen å ekspandere til skum innenfor undertrykkskammeret. Trykket i

dette kammer varieres for å lette dannelsen av skumlegemer som har forskjellige, men ønskede egenskaper, innbefattet celle-størrelse, cellevolum og tetthet. Trykket i undertrykkskammeret holdes vanligvis lavere enn 685 mm Hg (absolutt trykk) og

oftest innenfor områdene 50 - 685 mm Hg abs. I enkelte anvendelser holdes trykket mellom 50 og 500'mm Hg, og generelt lettes dannelsen av skum fra blandingen når trykket senkes, hvorved skummateriale med lavere tetthet kan fremstilles.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, slik som vist på fig. l,er den andre ekstruders dyseende 12 slik som beskrevet ovenfor og konstruert for å passe inn i og tette den øvre ende 13 av en skrådd tunnel 14 som danner et undertrykkskammer eller en barometrisk gren 15. Den nedre ende 16 av tunnelen er dykket ned i et vannbasseng 17 som tet-ter den andre ende av undertrykkskammeret. Vannbassenget til-later da uttak av det ferdigproduserte emne fra kammeret uten at undertrykket påvirkes. Det ekstruderte polystyrenskum-legeme som dannes i undertrykkskammeret føres gjennom dette, via vannet og så ut fra undertrykkskammeret til atmosfærisk trykk på motsatt side av vannseglet. I tillegg til å gi en innretning for å opprettholde undertrykket i kammeret kan vannbassenget benyttes til å kjøle ned skumlegemet i kammeret.

Under vanlig drift føres det ekstruderte skum ut fra dysen 20 slik det fremgår klarere fra fig. 2, og ekspansjonen av blandingen og formingen av skummåterialet skjer ved hjelp av buede ruller 22 som er anordnet på oversiden og under planet for dysemunningen. Skummet som er angitt ved 24 og forlater dysen får der sin bestemte tykkelse og spres så ut til sin endelige bredde ved hjelp av de viste sett øvre og nedre ruller som omfatter skiver 25 som drives rundt på buede aksler. På figuren er fem slike skiverullesett vist på

„ -,hyor

oversiden og under skummåterialet pa det sted / dette føres ut fra den vifteformede dyse 20. Ytterligere tykkelses- og flathetsregulering skjer ved forbiføring av det skumformede emne forbi parvis anordnede øvre og nedre transportbelter 27. Skumtettheten bestemmes delvis ved'regulering av undertrykks-nivået, og etter at det ekstruderte skum har fått sin riktige tykkelse, bredde og flathet føres det via vannet på undersiden av et belte 30 som drives frem ved 31, og når skummet passerer

vannet blir det samtidig kjølt ned og får større stivhet. Skummet kan føres gjennom vannseglet på en eller annen kjent måte, f.eks. såsom ved hjelp av transportbelter slik som vist. I en utførelsesform av oppfinnelsen føres skumemnet gjennom vannet ved hjelp av et øvre transportbelte, idet skummet holdes mot dette belte av sin egen oppdrift. I den illustrerte og foretrukne utførelsesform har ekstruderingsdysen vifteform og omfatter en buet spalte 32, og blandingen som strømmer ut av dysen får da vifteform, avgrenset av flytende formruller slik som antydet.

Av fig. 2 og 3 fremgår at rullene 22 og transport-beltene 27 kan være anordnet for flytende bevegelse ved hjelp av stempel/sylinderinnretninger 34 for å regulere bevegelsen mer nøyaktig. Støtestengene i de viste sylindere, vist ved 36, er forbundet med braketter 37 som på sin side støtter de res-pektive ruller eller transportbelter. Det kan være anordnet en stempel/sylinderinnretning for hver.

Luft kan tilføres blindenden eller bunnen av hver sylinder via en linj-e 40 fra en kilde 41 via en trykkregula-tor 42 og én reguleringsventil 43. På denne måte kan trykket reguleres i den lavere ende av hver sylinder som løfter opp en rulle 22 mot tyngdekraften slik at rullen i prinsippet flyter. Når flytingen finner sted sørges for et trykk til støtestangenden via linjen 45 fra en kilde 46 via en regula-tor 47 og en reguleringsventil 48. Dette regulerer trykket av rullen mot skumlegemet nøyaktig. Siden hver rulle 22 har forskjellig størrelse vil taraen eller dødvekten variere.

Når flytetilstanden oppnås behøves bare et mindre differensial-trykk slik at den kraft som påvirker rullen vil være meget moderat.

Foren mer detaljert utredning av et undertrykkskammer, en formingsmekanisme og e-n vifteformet dyse som kan anvendes i denne sammenheng, vises til US patentene 4119310, 4234529

og 4364722.

Skumlegemene som fremstilles i samsvar med den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes særlig slik: Tetthet: omkring 14 til omkring 56 kg/m 3,

fortrinnsvis i området mellom 14

og 32 kg/m<3>, eller mellom omkring

3

14 og 2 6 kg/m .

Gj ennomsnittlig

cellestørrelse: mindre enn 0,5 mm, fortrinnsvis

mindre enn 0,3 mm.

Cellevolum: > 1640 celler pr. mm<3>ved lavere tettheter, fortrinnsvis>2460 pr.

mm<3>ved lavere tettheter;

> 3300 pr. mm<3>ved tettheter mellom

3

21 og 25 kg/m ,

> 4100 celler pr. mm<3>ved tettheter mellom omkring 25 og 32 kg/m"^, og

> 5000 pr. mm^ ved tettheter over

3

32 kg/m .

De nedenstående eksempler illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og de skumlegemer som kan fremstilles ved hjelp av denne. Den prinsipielle fremgangsmåte og det apparat som benyttes i de følgende eksempler er her nevnt: En mykgjort blanding av ubehandlet og ommalt polystyrenharpiks, halokarbonpulver og flammehemmende tilsatsmiddel lages, og et ekspanderende middel tilføres deretter blandingen for å danne en ekspanderbar harpiksblanding. Denne ekstruderes gjennom en dyse til den ene ende av et avlangt kammer som holdes ved undertrykk, hvorved den skumbare blanding ekspanderer under styrte forhold slik at det dannes et kontinuerlig emne i form av en plate som er omkring 610 mm bred og med en tykkelse som kan varieres etter ønske.

I eksemplene er ekstruderingsdysen vifteformet og har en buelengde på 220 mm, en radius på 127 mm og en bue-vinkel på 120°. Når den ekspanderbare blanding ekstruderes inn i undertrykkskammeret styres ekspansjonen av blandingen ved hjelp av buede ruller som er anordnet på oversiden og undersiden av det plan som skal tildanne den kontinuerlige plate på omkring 38 - 50 mm tykkelse etter ønske, og med bredde på omkring 610 mm. Andre platetykkelser kan oppnås ved å inn-stille dyseåpningen og stillingen av de buede ruller. Den kontinuerlige skumplate føres så gj-ennom undertrykkskammeret via vannbassenget hvor skumplaten kjøles ned og blir stiv. Etter føringen gjennom vannbassenget trekkes skumlegemet opp fra motsatt ende av kammeret, renskjæres og kuttes etter ønske.

De skumplater eller -emner som på denne måten dannes tas ut fra undertrykkskammeret i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte og undersøkes så med hensyn til tykkelse, celle-størrelse, trykkfasthet, k-faktor etc. ved hjelp av teknikk som er kjent i fagkretser. Den gjennomsnittlige cellestørrelse er gjennomsnittet av cellestørrelsene fastlagt i retningene X, Y og Z. X-retningen er da ekstruderingsretningen, Y-retningen er på tvers over maskinen, mens Z-retningen angir tykkel-sen. Trykkfastheten av skumlegemer fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse bestemmes ut fra normene ASTM Test C165-83, angitt som "measuring Compressive Properties of Thermal Insulation".

De øvrige detaljer ved fremstillingen og apparatet med hensyn til de bestemte eksempler fremkommer av beskrivel-sen av hvert eksempel:

EKSEMPEL 1

Fremstillingen av en mykgjort blanding av 70 deler av ubehandlet polystyrenharpiks (ARCO Dylene D8 med MFI på 5,0), 18,5 vektdeler av ommalt polystyren, 0,05 av et fluorkarbonmikropulver (DLX-6000), og 0-, 8 deler f lammehindrende tilsatsmiddel (hexabromcyklododecan). Innbefattet 10,0 deler diklortrifluormethan (KFK-12) i den mykgjorte blanding for å danne den ekspanderbare harpiksblanding. Skummåterialet dannes så slik som angitt ved fremgangsmåten ovenfor, hvorved blandingen ekstruderes i et område ved subatmosfærisk trykk. Visse karakteristika av skummet er vist i Tabell I.

EKSEMPEL 2

Følg fremgangsmåten gitt i Eksempel 1 ved å benytte 70 deler ubehandlet polystyren, 18,5 deler ommalt polystyren, 0,05 deler DLX-6000, 0,8 deler flammeherdende materiale, og 10 deler KFK-12. Enkelte karakteristiske data for det skumlegeme som blir fremstilt på denne måte er også vist i Tabell I.

EKSEMPEL 3

Følg fremgangsmåten gitt i Eksempel 1 ved å benytte 70 deler ubehandlet polystyren, 18,5 deler ommalt polystyren, 0,087 deler DLX-6000, 0,8 deler flammehemmende middel, og 10 deler av en blanding som vektmessig har 40% HKFK-22 og

6 0% HKFK-14 2b.

SAMMENLIGNBARE EKSEMPLER 4- 7

Den generelle- fremgangsmåte som er beskrevet ovenfor gjentas ved å benytte samme resept, gjennomstrømning, dysetrykk og undertrykk som er angitt i Tabell II. I disse eksempler benyttes talkum som kjernedannende middel. Visse karakteristiske egenskaper for de skumplater som fremstilles er angitt i samme tabell.

i

Som det fremgår av resultatene som kan leses ut av Tabell I og II, har polystyrenplater som er fremstilt med KFK-12 og DLX-6000 (Eksempel 1 og 2) en midlere cellestørrelse på 0,18 mm, til sammenligning med den midlere cellestørrelse på 0,9 mm for tilsvarende plate som er fremstilt med KFK-12 og talkum (Eksempel 7), selv om talkumkonsentrasjonen som ble brukt var langt høyere enn konsentrasjonen av DLX-6000 (0,03 hhv. 0,05 deler). Tilsvarende hadde skumpolystyrenplater med HKFK-22/HKFK-142b ekspansjonsmiddel og DLX-6000 (Eksempel 3) en gjennomsnittlig cellestørrelse på.0,32 mm, sammenlignet med den tilsvarende gjennomsnittlige cellestørrelse på 0,40, 0,32 og 0,34 mm (Eksemplene 4-6).for samme ekspansjonsmiddel og talkum, selv om talkumkonsentrasjonen var langt høyere enn. konsentrasjonen av DLX-6000 (0,24 - 0,37 hhv. 0,087 deler). Det fremgår av det ovenstående og eksemplene at det med oppfinnelsens fremgangsmåte for å frembringe skumdannet polystyren i form av plater og stangformede emner hvor det benyttes et kjernedannende tilsatsmiddel som omfatter et halokarbonpulver, oppnås skummateriale med aksepterbare og i mange tilfeller forbedrede egenskaper. I fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse fører anvendelsen av halokarbon-pulvermateriale vanligvis til dannelsen av skumplater og -emner i stangform med forbedrede karakteristiske egenskaper når de sammenlignes med tilsvarende plater og emner som fremstilles ved å anvende talkum som kjernedannende middel.

Selv om oppfinnelsen nå er gjennomgått med eksempler som er foretrukkede utførelsesformer, er det klart at forskjellige modifikasjoner vil kunne innføres, og oppfinnelsen vil da dekke slike, såfremt de holder seg innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et ekstrudert skumlegeme i form av et langstrakt emne med tetthet mellom 14,4 og 56 kg/m3, KARAKTERISERT VED: (A) Varmemykgjøring av en blanding av termoplastisk harpiks og minst ett halokarbonpolymer, (B) tilsetning av minst ett ekspanderende middel til den mykgjorte harpiks, - (C) dannelse av en ekspanderbar harpiksblanding ved jevn iblanding av det ekspanderende middel og halokarbonet i pulverform i harpiksen under et trykk som er tilstrekkelig til å hindre ekspansjon av harpiksen, (D) ekstrudering av blandingen til et område hvor den ekspanderbare harpiksblanding blir ekspandert til et skumlegeme, og (E) avkjøling av det dannede skumlegeme.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at fluorkarbonpulveret har en midlere partikkelstørrelse på mellom 0,1 og 5 ym.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den termoplastiske harpiks er en alkenylsubstituert aromatisk harpiks.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at ekspansjonsmiddelet velges fra den gruppe som består av klor-dif luormethan , diklordifluormethan, 1-klor-l,1-difluorethan, 1,1,1,2-tetrafluorethan, 2-klor-l,1,1,2-tetrafluorethan eller blandinger av disse stoffer.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at fluorkarbonpulveret foreligger i en vektmengde på mellom 0,01 - 0,3 deler i forhold til vekten av den termoplastiske harpiks.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at området i trinn (D) holdes ved et trykk på mellom omkring 50 - 686 mm Hg abs.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at skumlegemet har en tetthet på mellom 14,4 og 32 kg/m 3.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at området i henhold til trinn (D) er dannet av et avlangt kammer hvor en blanding føres gjennom en dyse i den ene ende av kammeret, at dysen har vifteform med buet åpning, og at ut-videlsen av blandingen skjer ved regulering ved hjelp av buede ruller som er anordnet på oversiden og undersiden av planet for den buede åpning og slik at det dannede skumlegeme føres gjennom et vannreservoar i motsatt ende av kammeret.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED pressing av en blanding gjennom en dyse i den ene ende av et kammer av denne type, nedkjøling av det dannede skumlegeme i kammeret, og- føring av det dannede skumlegeme fra kammeret til et område ved atmosfærisk trykk.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det dannede skumlegeme har en midlere cellestø rrelse på mindre enn 0,5 mm.