PL195430B1 - Sposób wytwarzania spienionych produktów z tworzyw sztucznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania spienionych produk- tów z tworzyw sztucznych, jak panele lub rury, obejmujacy wtryskiwanie cieklego termoutwar- dzalnego tworzywa sztucznego pod wysokim cisnieniem do nieznacznie pochylonej formy posiadajacej zawory wentylacyjne lub otwory w najwyzszej czesci formy do odprowadzania powietrza i/lub gazu, znamienny tym, ze wtry- skuje sie wykorzystujac przynajmniej dwa wtryskiwacze (3) zorientowane tak, ze stru- mienie (6) termoutwardzalnego tworzywa sztu- cznego lub jego skladników wydobywajace sie z wtryskiwaczy (3) przecinaja sie, przy czym ter- moutwardzalne tworzywo sztuczne, gdy strumie- nie (6) zderzaja sie, podlega rozbiciu i zostaje równomiernie rozmieszczone wewnatrz formy (4). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania spienionych produktów z tworzyw sztucznych, takich jak panele i rury, obejmujący wtryskiwanie płynnego termoutwardzalnego tworzywa sztucznego pod wysokim ciśnieniem do pochylonej formy. Forma zawiera zawór lub otwory wentylacyjne znajdujące się w jej najwyższej części pozwalające na odprowadzenie powietrza i/lub gazu.

Różne składniki, które tworzą spienione termoutwardzalne tworzywo sztuczne, są podawane przez oddzielne rury pod wysokim ciśnieniem do wtryskiwacza, z którego tak przygotowana mieszanka termoutwardzalnego tworzywa sztucznego, jest wtryskiwana do formy.

W znanych sposobach tego typu, termoutwardzalne tworzywo sztuczne wtryskiwano przez wtryskiwacz do formy, w której wprowadzona mieszanka w postaci ciekłej mogła się rozszerzać tak, że powietrze znajdujące się w formie i gaz uwalniany w procesie pienienia mieszanki materiału były odprowadzane przez zawory lub otwory wentylacyjne.

Problem spotykany w tego typu sposobach polega na tym, że zasadniczo cały materiał tworzywa sztucznego, który jest wprowadzony do formy ma tendencję do spływania w dół, do dolnej części formy, gdzie następnie zachodzi spienienie materiału tworzywa sztucznego. Tak więc, spieniony materiał tworzywa sztucznego utworzony w czasie rozszerzania musi narastać od dna formy. Z uwagi na ilość materiału tworzywa sztucznego, która jest wtryskiwana, istnieje różnica czasowa pomiędzy pierwszą a ostatnią porcją materiału tworzywa sztucznego wprowadzoną do formy, która to różnica prowadzi do odpowiedniej różnicy czasowej w rozszerzaniu się materiału tworzywa sztucznego. Tak więc, forma w tym samym czasie zawiera zarówno ciekłe termoutwardzalne tworzywo sztuczne jak i tworzywo sztuczne termoutwardzalne w różnych stadiach procesu spienienia. Oznacza to, że stopniowo tworzy się coraz grubsza i grubsza warstwa rozszerzającego się materiału tworzywa sztucznego ponad ciekłym tworzywem sztucznym, który to rozszerzający się materiał tworzywa sztucznego staje się coraz bardziej lepki, co zapobiega wydostawaniu się gazów powstających w procesie spienienia z formy. Zjawisko to sprawia, iż w spienionym materiale tworzywa sztucznego powstaną inkluzje powietrzne, które przyczyniają się do gorszych własności izolacyjnych oraz nierównomiernego rozkładu gęstości w gotowym produkcie.

Problem ten można częściowo przezwyciężyć przez wyposażenie wtryskiwacza w dyszę, która rozbija wprowadzony materiał tworzywa sztucznego i kieruje go w stronę ścian formy. Z uwagi na naturę tworzywa termoutwardzalnego, dysze muszą być dyszami jednorazowego użytku, co sprawia, że ich zastosowanie jest dość drogie lub w przeciwnym wypadku konieczne jest zastosowanie kosztownego mechanicznego oczyszczania dysz, które musiałoby być przeprowadzane w krótkich odstępach czasu.

Cel wynalazku to wyeliminowanie tych problemów, osiągnięto sposobem, charakteryzującym się tym, że wtryskuje się przez co najmniej dwa wtryskiwacze zorientowane względem siebie tak, że strumienie termoutwardzalnego tworzywa sztucznego lub jego składników, wydobywają się z wtryskiwaczy i przecinają się, przez co tworzywo termoutwardzalne, gdy strumienie zderzają się, podlega rozbiciu i zostaje równomiernie rozmieszczone wewnątrz formy. Tak więc, sposób według wynalazku daje znacząco bardziej równomierny rozkład gęstości w produkcie końcowym przy mniejszej liczbie inkluzji powietrznych. Ponadto, nie wymagane jest specjalne czyszczenie dysz ponieważ wprowadzanie zachodzi w taki sposób, że strumienie tworzywa termoplastycznego uderzają o siebie przez co ulegają rozrzuceniu.

Inne cechy wynalazku przedstawiono w zastrzeżeniach patentowych zależnych.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku dla pierwszego przykładu wtryskiwania tworzywa sztucznego termoutwardzalnego do formy w celu utworzenia panela, fig. 2 - widok z góry wtryskiwania z fig. 1 a fig. 3 - drugi przykład wykonania sposobu.

Podczas wytwarzania spienionych produktów z termoutwardzalnych tworzyw sztucznych, w pierwszym przykładzie wykonania, różne składniki termoutwardzalnego tworzywa sztucznego dostarcza się przez niezależne linie zasilające 1, 2 pod wysokim ciśnieniem do wtryskiwacza 3, w którym są mieszane ze sobą i tworzą ciekłe termoutwardzalne tworzywo sztuczne, które wtryskuje się do formy 4, której kształt wewnętrzny odpowiada kształtowi wytwarzanego produktu. Korzystnie, forma 4 jest umieszczana w pozycji nieznacznie pochylonej, wtryskiwanie termoutwardzalnego tworzywa sztucznego odbywa się przez otwory specjalnie do tego celu wykonane w formie 4. W najwyższej części lub częściach formy 4 umieszczone są zawory wentylacyjne 5, poprzez które powietrze znajduPL 195 430 B1 jące się w formie 4 oraz gazy uwalniane w procesie spienienia termoutwardzalnego tworzywa sztucznego mogą zostać odprowadzone. Według wynalazku zastosowane są przynajmniej dwa niezależne wtryskiwacze 3, z których każdy jest osadzony w swoim własnym otworze w formie 4, tak, że strumienie termoutwardzalnego tworzywa sztucznego wydobywające się z wtryskiwaczy 3 przecinają się. W rezultacie kolizji pomiędzy strumieniami 6 w punkcie przecięcia 7, ciągle płynny materiał termoutwardzalnego tworzywa sztucznego ulega rozrzuceniu i zostaje równomiernie rozprowadzony we wnętrzu formy 4, w tym samym czasie zachodzi proces spienienia i utwardzenia. Produkt uzyskany po zakończeniu spienienia i utwardzeniu ma znacznie bardziej jednorodny rozkład gęstości i mniej inkluzji powietrznych niż produkty otrzymane w wyniku zastosowania znanych do tej pory sposobów.

Według drugiego przykładu wykonania, każdy główny składnik termoutwardzalnego tworzywa sztucznego podaje się w postaci płynnej przez oddzielne linie zasilające 1, 2 pod wysokim ciśnieniem do swojego własnego wtryskiwacza 3a, 3b, skąd różne składniki wtryskuje się do formy 4 w postaci oddzielnych strumieni, tak, że strumienie różnych składników 6a i 6b przecinają się w punkcie wspólnym 1. Gdy strumienie 6a, 6b zderzają się różne składniki mieszają się ze sobą i rozbijają, tworząc ciekłą postać termoutwardzalnego tworzywa sztucznego, dla którego natychmiast rozpoczyna się proces spienienia i utwardzania, który odbywa się równocześnie z równomiernym rozprowadzaniem rozbitego materiału wewnątrz formy 4. Oprócz zalet poprzedniego przykładu wykonania, w drugim przykładzie wykonania nie zastosowano wtryskiwacza 3, co daje prostszą konstrukcję urządzenia wymagającego znacznie mniej zabiegów konserwacyjnych. Ponieważ mieszanie różnych składników zachodzi tylko w formie nie występują wady związane z rozpoczęciem utwardzania w kanałach doprowadzających poszczególne składniki. W rezultacie, nie potrzebne jest częste czyszczenie i wymiana wtryskiwaczy, co w sposób znaczący obniża koszty eksploatacji.

Na rysunku przedstawiona jest forma 4 do wytwarzania panela, ale sposób można równie dobrze zastosować do produkcji rur.

Termoutwardzalne tworzywo korzystnie zastosowane w sposobie to poliuretan. W tym przypadku, każdy wtryskiwacz 3 jest zasilany, poprzez pierwszą linię zasilającą 1, mieszanką poliolu wprowadzaną pod wysokim ciśnieniem, zawierającą nie tylko poliol ale także katalizatory, wodę oraz możliwe jest dodanie silikonu, a przez drugą linię zasilającą 2 izocyjanian, które to dwa składniki są mieszane ze sobą we wtryskiwaczu 3 tworząc ciekłą mieszankę reakcyjną, która jest wtryskiwana do wnętrza formy 4, jak opisano. Gdy zastosowano mieszankę poliolu o przedstawionym składzie, zachodzi proces tak zwanego spienienia, w którym gaz uwolniony z propelantu wypełnia komórki utworzone w materiale termoutwardzalnego tworzywa sztucznego.

Jeśli wtryskiwacze 3 są obrotowe, kąt pomiędzy strumieniami 6 wydostającymi się z każdego z nich, może być stały lub zmieniać się skokowo, gotowy produkt będzie cechował nawet lepszy rozkład gęstości ponieważ punkt przecięcia strumieni 7może być przenoszony w różne obszary formy 4 w czasie dostarczania mieszanki reakcyjnej do wnętrza formy 4.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania spienionych produktów z tworzyw sztucznych, jak panele lub rury, obejmujący wtryskiwanie ciekłego termoutwardzalnego tworzywa sztucznego pod wysokim ciśnieniem do nieznacznie pochylonej formy posiadającej zawory wentylacyjne lub otwory w najwyższej części formy do odprowadzania powietrza i/lub gazu, znamienny tym, że wtryskuje się wykorzystując przynajmniej dwa wtryskiwacze (3) zorientowane tak, że strumienie (6) termoutwardzalnego tworzywa sztucznego lub jego składników wydobywające się z wtryskiwaczy (3) przecinają się, przy czym termoutwardzalne tworzywo sztuczne, gdy strumienie (6) zderzają się, podlega rozbiciu i zostaje równomiernie rozmieszczone wewnątrz formy (4).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że termoutwardzalne tworzywo sztuczne to poliuretan, który jest, korzystnie spieniony przez propelant.
3. 3. Sposób według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że kąt pomiędzy wtryskiwaczami (3) zmienia się w przestrzeni, w której odbywa się wtryskiwanie.