DE2363923A1

DE2363923A1 - Verfahren zum formen von kunstharzschaumpellets aus polyolefin in einer form

Info

Publication number: DE2363923A1
Application number: DE2363923A
Authority: DE
Inventors: Minoru Hara; Itaru Hatano
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1972-12-19
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1974-06-20
Also published as: AU6378473A; DE2363923C2; FR2210502A1; IT1008525B; NL7317315A; GB1445474A; JPS4985158A; US3953558A; BE808848A; CA1017516A; FR2210502B1; JPS5122951B2; IT1008625B

Description

2363323

PATENTANWÄLTE
O- ·γ ;τ. HW-> P'jiCKKE

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- H 1d39 -

Haneqafuchi Kagaku HogyD Habushiki Kaisha, Osaka, Japan

Verfahren zum Formen von Hunstharzschaumpellets aus Polyolefin in einer Form

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus verschäumten porösen Pellets aus Polyolefin-Kunstharz, nach dem man zunächst Kunstharzschaumpellets aus Polyolefin so'zubereitet, daß sie eine Vielzahl geschlossener Zellen aufweisen, deren Volumen mehr als 65 % des Gesamtzellvolumens ausmacht (gemessen mit einem / nach dem Luftvolumenvergleichsverfahren) und die ein anorganisches Gas unter einem Druck von mehr als 1,18 atm enthalten, daß man diese Harzpellets srdann in eine Ft.rm fLUlt, nlip sie rieht, aber nicht gasdicht umschließt, dann erwärmt, damit ' sie sich ausdehnen, gegeneinanderstoßen, fest aneinanderhaften und die Form ausfüllen, und "daß man dann den Formkörper nach dem Kühlen oder während des HühlVorganges, wenn die Innentemperatur des Formkörpers zwischen dem Schmelzpunkt und einer etwa 5o C tieferen Temperatur liegt, aus der Form herausnimmt. Die Erfindung schafft somit ein Verfahren zur Formung von Kunstharzschaumpellets aus Polyolefin zu einem Formkörper jeder gewünschten Gestalt in einer Form, der er sich dicht ohne Verformung anpaßt, und zwar bei einer ziemlich niedrigen Temperatur und in einem kurzen Arbeitsgang.

Polyäthylenschaum wird auf vielen Gebieten vielfach angewandt - bspw. als Idär-

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ORIGINAL INSPECTED

meisolator, als Polster, tonmaterial, Schwimmaterial, für diverse andere Erzeugnisse und Baumaterialien usw. In diesen Fällen wird er normalerweise in Form von Platten oder Folien eingesetzt.

Wird ein solcher Schaum in irgendeiner speziellen Gestalt verlangt, kann diese zwar aus den Platten oder Folien durch Schneiden, Stanzen und ggf. Verkleben dargestellt werden. Diese Methode ist jedoch für die großmaßstäbliche Anwendung zu mühsam und in extremen Fällen auch nicht durchführbar.

Es ist daher erwünscht, einen Formkörper beliebiger Gedtelt unmittelbar aus geschäumten Harzpellets in einer Form herstellen zu können. Wegen bestehender technischer Schwierigkeiten war jedoch bisher kein Verfahren bekannt, ein poröses Produkt geringer Dichte und komplexer Gestalt unmittelbar aus verschäumbaren Polyolefinharzteilchsn in einem Formverfahren herzustellen.

Im Journal of Chemical Economy, November 1972, S. 73 war (in sinngemäßer Übersetzung) zu lesen: "Die Fa. Hanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd. hat kürzlich ein neues Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Formkörpers aus Polyäthylen nach dem Pelletverfahren entwickelt, wie es seit eini---, ger Zeit als technische Entwicklung auf dem Gebiet der Formung von Schaumgegenständen aus Polyäthylen erwünscht war. Die IMachricht wird bei der Fachwelt der Polyäthylenschaumverwendung ein erhebliches Interesse auslösen."

Die Erfinder der'vorliegenden Erfindung haben bereits Lösungen des Problems vorgeschlagen, die in den japanischen Patentanmeldungen S.45 (197o) 86463 und S. 47 (1972) - 34458 dargelegt sind. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Weiterentwicklung der vorerwähnten Erfindungen, indem die dort eingesetzten erheblichen Treibmittelmengen nach der vorliegenden Erfindung durch ein· anorganisches Gas ersetzt werden.

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INSPECTED

Bsi den geschäumten PolyDlefinharzpellets, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, handelt es sich um solche mit einer Uielzahl von geschlossenen Zellen, deren Volumenanteil mehr als 65· % des Gesamtzellvolumens, wie es

pycnometer
mit einem Luftvolumenvergleichs^prnmefPT bestimmt wurde, beträgt. Je gröBer der Uolumenanteil der geschlossenen Zellen ist, desto besser. Um derartige Pellets zu erreichen, werden vernetzte Kunstharzpellets aus Polyolefinen eingesetzt.

Da die Polymerisate der Olefine allgemein zur Kristallisation neigen und daher einen verhältnismäßig scharf definierten Schmelzpunkt aufweisen, ändert sich ihre Uiskosität abrupt mit dem Schmelzpunkt als Grenze, d.h. das Polymerisat ist bei einer- etuias niedrigeren Temperatur kaum fließfähig, fließt aber bei βϊπεγ höheren Temperatur sehr leicht. Dieser Umstand führt zu Schiwerigkeiten bei der Herstellung von geschäumten Polyolefin-Pellets aus ein Treibmittel enthaltenden Harzpellets durch Erwärmen über den Schmelzpunkt, denn es ist kaum möglich, die Fließfähigkeit des Harzes und die Gaserzeugung aus dem Treibmittel durch eine Wahl der Betriebstemperatur so genau einzustellen, daß man gerade das gewünschte Ergebnis erreicht. Aus diesem Grund vernetzt man die Molekularstruktur des Harzes, um den sicheren Areitsbereich zu erweitern. Obgleich der optimale Vernetzungsgrad vom l/erfahren der Herstellung des geschäumten Formkörpers selbst abhängt, reicht ein Gelgehalt von o,o1 bis 7d % für den Zweck der vorliegenden Erfindung aus, und man wählt innerhalb dieses Bereiches die geeigneten Bedingungen in Abhängigkeit von der Art des eingesetzten Harzes, der Art des gewünschten Fofmkörpers usw. aus. Bei dem angeführten Gelgehalt handelt es sich um die ermittelte Menge in Gewichtsprozent des unlöslichen Harzanteils, die man während kB Std. mit siedendem Xylen ausgezogen hat.

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Als Verfahren zur Vernetzung des Polyolefinharzes ist eine ionisierende Bestrahlung ader eine Behandlung mit organischem Peroxid geeignet; die Vernetzung kann vor dem Verschäumen der Polyolefinharzpellets oder nach der Herstellung der Schaumharzpellets durchgeführt werden«.

Weiterhin IMBt sich als Treibmittel-für die Polyolefinharzpellets ein Treibmittels das sich unter Wärme zu einem Gas zersetzt, eine gasförmige Verbin» dung oder eine^Verbindung anwenden, die unter gewöhnlichen Temperaturen leicht fpargasti verdampf·£

- eel Obgleich man bisher annahm, daß fast alle der $e&e$ in Schaumharzpellets aus Polyolefin, die so erhalten wurden, geschlossen sind, entspricht dies nicht den Tatsachen* Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bei keinem handelsüblichen Erzeugnis das Verhältnis des Volumens der geschlossenen

Zellen zum Gesamtzellvolumen größer war als 65 %, gemessen mit einem Luft-

pycitom&fer

volumenvergleichs» Einige typische Ergebnisse, die von den Erfindern bestimmt wurden, sind in der Tabelle 1 zusammengestellt»

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Tabelle I

Kunstharz Vernetzungs verfahren

Hochdruck-Polyäthylen

Geige- Treibmittel Herstellungsverfahren Anteil der halt % ' geschlos

senen ZeI-

Auspressen

Dichlortetra- Verschäumen fluoräthan (Dow-Verfahren)

messung)

Mt,

Hochdruck- ionisierenpolyäthylen de Strahlung

7,6 Isobutan -Verschäumen und PeI-letisieren durch Auspressen, Pellets durch Bestrahlung vernetzt
(BASF-l/erfahren)

37,3

Hochdruck- ionisierende Azo-dikarpolyäthylen Strahlung 3a,8 bonsäure-

amid durch Erwärmen verschäumt nach l/ernetzung der das Treibmittel enthaltenden Pellets durch Bestrahlen (Toray-Verfahren)

ßo,7

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Die Erfinder haben die Herstellung von Schaumpellets mit einer Vielzahl geschlossener Zellen eingehend untersucht und dabei gefunden, daB das baste l/erfahren mit dem größtmöglichen Anteil an geschlossenen Zellen darin besteht, daß man zunächst verschäumbare vernetzte Polyäthylenpellets herstellt, die man mit einem Gas oder einer flüssigen Substanz durchsetzt„ die unter gewöhnlichen Bedingungen leicht verdampft, und dann zum Schäumen auf eine Temperatur erwärmt, die der Schmelztemperatur des Grundharzes oder einer etwas höheren Temperatur entsprichtο Nach dieser Verfahrensweise erhält man Pellets, deren Anteil an geschlossenen Zellen 98 bis Bo % beträgt®

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Harzschaum durch Auspressen_f indem man ein Palyolefin~Kunstharz und ein Treibmittel in einen Extruder gibt und erwärmt, ist es möglich„ verschäumte Pellets zu erzeugen, deren Anteil an geschlossenen Zellen mehr als 65 % beträgt = abhängig von der als Grundmaterial eingesetzten Harzart K⁵^d der Art und Menge des Treibmittels und des der atfcsifi. Es läßt sich für die varliegede Erfindung nach einer vernetzung durch.ionisierende Strahlung verwanden„ wenn man die Arbeitstemperatur des Auspressvorganges und damit die Viskosität des geschmolzenen Harzes sorgfältig einstellt, um kleine IPsi=eF# zu erhalten, tjobei man grundsätzlich das Prinzip beachtet, daß der Druck in dar Form so hoch und die Temperatur so niedrig ωΐε möglich sein sollten»

Stellt man weiterhin Polyolefinschaumharz durch eine der Vernetzung folgende Wärmebehandlung verschäumter Pellets her₉ die ein Treibmittel enthalten, das sich unter Wärmeeinwirkung zersetzt, wobei man die verschaumbarsn^Pellets durch Auspressen herstellt,, das Harz und das Treibmittel in einen Extruder gibt und sie vermischt bei einer Temperatur auspreßt, die niedriger als die Zersetzungstemperatur des Treibmittels ist, ist es möglich, verachäumte '

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= 7 —

Harzpellets zu erzeugen, deren Anteil geschlossener Zellen mehr als 65 % , beträgt, indem man zunächst ein unter Wärmeeinwirkung zersetzbares Treibmittel einsetzt, dessen ZersetZungstemperatur so niedrig wie möglich ist, diese mit dem Harz ohne Zersetzung vermischt, verschäumbar Pellets nach dem AuspreBverfahren herstellt_s unter Bestrahlung mit ionisierender .Strahlung vernetzt und dann die Pellets durch Erwärmen ausdehnt«

Praktische Beispiele für die Herstellung verschäumter Pellets aus Polyolefin-Kunstharz mit einem Anteil an geschlossenen Zellen von mehr als 65 % (gemessen mit einem Luftvolumenvergleichs^omota^), die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, enthält die US-Patentanmeldung 237.967. i\iach dem dortigen Verfahren ergibt sich ein Anteil an geschlossenen Zellen von mehr als Bo %.

Obgleich der grad der verschäumten Pellets, das Verhältnis des scheinbaren Volumens der Pellets zum Volumen des festen Karzanteils, nach dem für das Endprodukt erwünschten i'^grad eingestellt werden kann, lassen sich Pellets mit einem jpggggöBaarungrfgrad von weniger als ka am leichtsten erreichen. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt.

Weiterhin liegen die Durchmesser der geschlossenen Zellen in den verschSumten"Pellets nach der vorliegenden Erfindung im allgemeinen zwischen 7oo und 2o /U. Durchmesser von 5oo bis 5o ,u werden vorzugsweise angewandt, ütenn die Durchmesser zu groB sind, ist das Endprodukt nicht ausreichend flexible, während zu kleine Durchmesser zu einer Verformung j führen, da der Innendruck der Zellen beim Kühlen absinkt und die Zellen selbst sich leicht verformen. . :

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- 8 Die nach der oben beschriebenen Verfahrensweise erhaltenen verschäumten

Sie Pellets enthalten nur geringe Treibmittelrückstande? u&& lassen sich unmittelbar für die Formung'oder Joiin geeigneten Vorrichtungen wed

HMIt man die porösen Pellets unter einem bestimmten Druck in einem anorganischen Gas vor, ist es möglich, das anorganische Gas in den verschäumten Pellets unter einem Druck von mehr als 1,18 atm bis zum Form- und Verschäumvorgang in der Form einzuschließen. Der in den verschäumten Pellets vorliegende Druck läßt sich berechnen aus dem beobachteten Volumen des anorganischen Gases, das innerhalb eines bestimmten Zeitraumes aus den Zellen austritt, die man aus einem Gefäß, in dem sie dem anorganischen Gas unter Druck ausgesetzt uiaren, schnell in ein anderes Gefäß überführt.

Die so erhaltenen verschäumten Pellets mit dem unter Druck eingeschlossenen Gas werden in eine Form e und erwärmt, damit sie in sich verschäumen und in der Gestalt der Form aneinanderhaftenj so erhält man das fertige Erzeugnis. Zum Formen wird man vorzugsweise verschäumte Pellets in die Form einfüllen, die ein anorganisches Gas unter einem bestimmten Druck enthalten.

tag

Der tagrad des verschMumten Formkörpers wird von dem scheinbaren Volumen der Pellets bestimmt, die man in die Form eingibt» Da das scheinbare Volumen der verschäumten Pellets, die man dem anorganischen Gas ausgesetzt hat, sich abhängig von der Einwirkungsdauer, der Temperatur, und dem Druck des anorganischen Gases etwas ändert,, muß man vorher den Zusammenhang zwischen dem scheinbaren Volumen und den Bedingungen der Gasbehandlung kennen.

Das für die Erfindung eingesetzte Gas hat einen kritische Temperatur, die geringer ist als die iishrend des Formvorgangsj es taird daher unter dem flrbeits-

druck und der Arbeitstemperatur nicht verflüssigen und bleibt in der Farm immer gasförmig. Dieser Umstand kann zu anderen Auswirkungen beim Verschäumen führen als beim Einsatz eines Treibmittels. Im letzteren Fall muß das Treibmittel Wärmeenergie aufnehmen, um zu verdampfen ader sich zu Gas zu zersetzen. Diese Notwendigkeit kann eine Temperatur fordern, die höher ist als optimal, was sich - insbesondere wenn erhebliche Treibmittelmengen eingesetzt uerden - nicht mehr vernachlässigen läßt. Da in der vorliegenden Erfindung ein anorganisches Gas bei einer erheblich höheren als der kritischen Temperatur ebgesetzt loird, ist es möglich, den Formvorgang mit einer niedrigeren Temperatur durchzuführen als beim Einsatz irgendeines Treibmittels _o,, I

. Weiterhin hat das Formverfahren nach der vorliegenden Erfindung die Vorteile einer starken Haftung der Pellets untereinander, eines glatten Fließens des Polyolefinharzes uährend des Erwärmens an der Oberfläche des Formkörpers und dadurch einer glatten Oberfläche des Formkörpers selbst, und das Rücibleiben nur geringer lilassermengen im Formkörper, wenn Wasserdampf als Wärmeleiter verwendet wird.

Es soll darauf verwiesen werden, daß, da das anorganische Gas ziemlich bald aus den Pellets entweicht, das Aufheizen im Formvorgang schnell vor sich gehen sollte. Jedoch können für das Formverfahren auch Pellets noch etwa 3o bis Go Minuten nach der Behandlung mit dem anorganischen Gas, um es.unter einem Druck von mehr als 1,18 atm einzuschließen, verwendet werden.

Der verschäumte Formkörper, der nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, wird dann in der Form abgekühlt. Die Kühlung kann natürlich oder ein Zwangskühlung mit Luft oder Wasser sein. Man nimmt den Formkörper

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aus der Form, wenn die Höhlung abgeschlossen ist oder, vorzugsweise, wenn die Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des Grundharzes und einer 5o C niedrigeren Temperatur, bzw. nach besser, wenn die Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt und einer 3o°C niedrigeren Temperatur liegt.

LJird der Formkörper mit zu hoher Temperatur aus der Form entfernt (höher als die Schmelztemperatur), uiird die Oberfläche durch Nachschäumen rauh.

Ist andererseits der Formkörper in der Form so weit abgekühlt, daß seine Temperatur mehr als 5o^DC unter dem Schmelzpunkt des Gr.undharzes liegt, wird der Unterdruck in den Zellen des Formkörpers so stark, daß die Struktur sich verformt und der Formkörper sich bspuio durch Bildung von Hohlräumen infolge der Schrumpfung teilweise' verzerrt und. die gewünschte Gestalt nicht erreicht werden kann. *"&'«* ^k<UA" ^b&i "⁰^** ^^ek AwäekKi\JUgS$rtid der

Im Hinblick auf die oben ausgeführten beiden Extremfälle ist nunmehr klar, weshalb es-erforderlich ist, eine optimale-Kühltemperatur zu wählen, bei der der Formkörper aus der Form genommen wird» Obgleich es sich bei dem In nendruck in den geschlossenen Zellen des Farmkörpers, der bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt und einer um 5q C niedrigeren Temperatur oder vorzugsweise zwischen dem Schmelzpunkt und einer um 3d C niedrigeren Temperatur aus dem Form genommen wird, sicherlich um einen Unterdruck handelt, hat der fertige Formkörper dennoch genau die gewünschte Gestalt mit glatter Oberfläche. Die Außenluft dringt schnell in die Zellen ein, ohne daß diese sich verformen. Die Erfinder haben also mit einem kurzen Formvorgang bei niedriger Temperatur die Herstellung eines verschäuniten Formkörpers erreicht, der genau eine geuäinschte Gestalt ohne Deformation und mit stabilen Abmessungen aufweist.

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Als Polyolefinkunstharze für die vorliegende Erfindung eignen sich die verfügbaren Harze wie Hochdruckpolyäthylen, Mittel- oder Niederdruckpolyäthylen, Polypropylen und Mischpolymerisate von Äthylen mit andsrEn olefinen ude Propylen oder mit Vinylverbindungen wie Vinylazetat einzeln oder als Mischung von mehr als zwei Arten oder eine Mischung von nicht, weniger als 5o % Pplyolefinharz mit nicht mehr als 5o % thermoplastischer Harze oder Kunstgummis, die mischfähig sind.

Als Gestalt der Schaumharzpellets aus Polyolefin kommen die Kugel-, Ellipsen-Zylinder-, Würfel- und Quaderform mit 1 bis 15 mm Länge oder Durchmesser normalerweise in FTage; es bestehen hier jedoch keine Einschränkungen.

Die Ermittlung des Volumenanteils der geschlossenen Zellen in den Schaumpellets läßt sich mittels eines durch Vergleich mit dem verdrängten

jCdUehtr Luftvolumen (bspu. Toshiba-fleckman Modell 93a) durchführen.

Das heißt, daß man das tatsächlich von einer Probe des Schaumstoffkörpers bEanspruchte Voluman mit dem ft/njunieLuy der Toshibä-Beckman Corp. (Luftvolumenvergleich) mißt und das Volumenverhältnis der geschlossenEnn Poren oder Zellen zu den offenen /¹UiUn uilej Zellen aus dem ermittelten Wert nach einer von U.jL Remington und R. Pariser angegebenen Formel berechnet.

Das Prinzip der Bestimmung ist dabei wie fplgt. Man nehme an, daß man eine ProbE der Schaumharzpellets in ein geschlossenes System einbringt und den Druck im System abrupt ändert. Die uolumenetBilE, die diesem abrupten Drucksprung nicht folgen, sind sicherlich das vom Harz selbst ausgefüllte Volumen und das Volumen der geschlossenen Zellen, das hier in Frage steht· Diese ΖεΙΙεπ sind vollständig von festem Harz umgeben, das ein schnelles Entuiei-

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chen der eingeschlossenen Luft bzwo ein Elndiffundieren der fiuBsnluft verhindert«, Demgegenüber sjiachera dis offenen Posen eins Druckänderung unmittelbar rait» Oa sich das Volumen des Harzes selbst aus der Dichte unmittelbar bestimmen IiSt₉ kann men das -Volumen der geschlossenen Zellen nach dem oben angegebsners !Prinzip unter Verwendung sines LufttfolmrasnvergleichBsntgj srmitteln.

Folgende Angaben sind Erforderlich?

1. Daa Volumen der Probe₉ bestirnt durch ihre Abmessungen;

2. Das Gewicht der Probe;

3. Die Dichte des !Polymerisate, riaus dem die Probe besteht, und

4. Das von der Probe verdrSngte Luftvolumen bzui. das Volumen des Harzfeststoffanteils und der Zellen,ΔV.

Von diesen erhält man das verdrängte UoluKign&V nach (k) mitteis des jnEters CLuftvolumanvergleichaoi von Toshiba-Beckman). In der vorliegenden Beschreibung sind Resultate angegeben;, die man mit dem sogenannten ⁿ 1-1/2-1-atm-Verfehren¹¹ erhalten hat. Diesee Verfahren ist auf der Seite 6 der Betriebsanleitung des Tmhihn tirrlrmnn prrmnntTm· Τι/ρ 93α, beschrieben.

Aus den ermittelten Daten lassen sich der Volumenanteil der geschlossenen Zellen, der Anteil der offenen Zellen und der Anteil des Festharzes bestim- ■ menj diese Größen sind für die vorliegende Beschreibung wie folgt definiertr

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1. Volumenanteil der geschlossenen Zellens

Probengewicht (κ)

V -

Jlohte d, Polymerisats ^ Probenvolumen (cm )

2. Volumenanteil der offenen Zellen:

Probenvolumen (cm ) - Δ V _x i_oo * Probenvolumen (cnP)

3. Volumenanteil der Zeilwände bzw. Polymerisatanteil:

Probengewlcht (g) _χ ^_qq *

Probenvolumen (cm^) χ Dichte d.Polymerisats

Sie Vernetzung des Polyolefinkunstharses erfolgt nach irgendeinem bekannten Verfahren.

Als Treibmittel zur Herstellung der Polyolefin-Schaumpellets mit o,öl bis 7o % Gelgehalt werden bekannte Mittel wie unter Wärmeeinwirkung zersetzbare Substanzen und Gas oder !flüssigkeiten verwendet, die bei gewöhnlichen Bedingungen leicht verdampfen«

ils anorganisches Gas setzt man für die vorliegende Erfindung - zua sätzlioh zu den sogenannten "Dauergasen·¹ wie Luft, Stickstoff, Hess lium, Neon und Argon - gelegentlich Kohlendioxid, Methan, !than usw. ein, vorzugsweise jedoch Luft.

Diese anorganischen Gase werden einzeln oder in Mischungen von zwei oder mehreren verwendet; ihre Wahl und die Wahl der Anwendungsbedingungen hängen von

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dar firfe das Grumdhafzas und dan Eigsnaehsften dir.Scheurapellsts ®h =» insbs«

saungen der Pellsts, dss Anteil und dea OurcnwisasBr der geschlossenen Zellin uswo Hat men bspa«, Ssteuropel-· lets aus Koehdlruekpolyithylin mit 5o % Galgshaltp einem Durchmesses von 1,8 twn, einan tes?gEÖBasungigffad von 25 und sinsi Malufienanteil dlef geaclilass@~ nen Zellsn von 85 ^₅ yassiisndat man "voszugassiiiaB Luft unter einea Brack won

ntete als 2o kg/cro für eine Daaer von ranns? als 2o rain ο und kai alnes Temperatur unter 'dt» SsSnnslzpynkt das BrundharzaSs, aber nahe diessssa, Hsbsi gilt, da9 Ban riss Setasilzpunkt voszugeasiii ma nahs wie raBglish kaisuto Bsp'aSo ist

fQr-Polyethylen eins Tsiripsratur von raehs¹ als So C gseignsto

Lfta Schaianpellets aus Polyolsfinkunsthsrz mit o„a1 bis 7o 51 Gelsnteil und eines Anteil von raehs· all 65 55 an gssoniosusnen Zellen in eines¹ ßtaasphire aus anorganischem ßae zu haltgn_s füllt »an sis in ein dmckfestes Bsfäß₈ führt das anorganischa Bas ein und hllt mm mit dsF geisälnschtsn TeMperatur und dessi gewünschten Druck für eine b§stitrante Oauss vor₀ Dieser Vorgang läßt sich

Obgleich die Pellets in allgemeinen Rsate das für das Vorschäumen Treitsnittelg enthalten, sind derartige Sückatande

Der Innendruck der Zellen sollte hie kurz vor dsm Form Vorgangs aale bereits eruähntj einen hlert van rashr als 1,18 atm und worzugsyaise mehr als 1,4 atm betragen»

Die Schaufflharzpellets mit in den Zellen durch die oben erläuterte B2handlung eingaschlassenem anorganischen Gas uisrden mit einem Gasdruck van üehr als 1,18 atm in eine Farn eingefüllt, die das Harz dicht, aber nicht gasdicht

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umschließt,, wonach man den Formvorgang durchführt und sq den Formkörper der gewünschten Gestalt in guter Qualität erhalt«

Das Einfüllen der Schaumpellets in die Form kann nach herkömmlichen Verfahren ude z»B« mit Druckluft, durch Evakuieren der Form₍ unter Einsatz von aounhl Druckluft als auch einer evakuierten Form uaa. durchgeführt werden.

Die Erwärmung der mit den Schaumpellets gefüllten Form ιΑζύ bei gewöhnlichem erhöhten oder einem Unterdrück mit Heißluft auf lan » 3oo C arhitztem üiesaerdampf, IR-Strahlung, hochfrequenten magnetischen Feldern ader durch SerÖhrung mit einem flüssigen Heizmedium durchgeführt, das den Schaumstoff nicht «radiert. Vorzugsweise verwendet man läJasserdampf.

Zur Kühlung nach dem Aufheizen kommen eine natürliche Luftkühlung, sine Zuangakühlung mit Gasen adle Luft und die liSaBserkÜhlung in Frage; natürlich » ist die läfaeserkühlung am bequemsten und uiirkungswallstan.

Eine Vorrichtung zur Verblendung für die vorliegende Erfindung let in der beigefügten Zeichnung gezeigt, die eines der Beispiele für die Durchführung der vorliegenden Erfindung erläutertο

Die Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung mit einer Formmaschine 1» einer geschlossenen Form Z, GefSSen 3 und 3» für die Gasbehandlung, Fülltrichtern k und k* für die vorgeachSumten Pellets, einem Speisrohr 5 für ein anorganisches Gas wie Luft, einem Druckregler 1o zur Gasspülung der BehandlungsgeföBe. einen Heiziind Kühlzeitregler für die Formmaschine 5, einem Förderer 6 für die Forekör-

j 4

per und einem Alterungsraum 7.

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Weiterhin zeigt die Fig., 1 einen Fall der Herstellung, bei dem jedes Behandlungsgefäß 3 ader 3⁸ in einem Schritt vargeschäumte Pellets in gerade der gleichen Menge wie die geschlossene Form 2 aufnehmen kannj es wird nach der Behandlung mit den anorganischen Gas fast die gesamte Menge der vorgeschäumten Pellets in die Formmaschine 1eingegebene Diese Anlage nach Fig„ 1 ist folglich sinnvoll, wenn die Formmaschine 1 und die Behandlungsgefäße 3 bzw. 3^! nicht voll zu arbeiten brauchen, selbst wenn ein Arbeitszyklus der BehandlungsgefäßB 3, 3⁸ mehr als doppelt so lang ist wie der der Formmaschine

Da es bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung oft erwünscht ist, die vorgeschäumten Pellets mit dem anorganischen Gas im Behandlungsgefäß in einem länger als 15 min. dauernden Vorgang zu behandeln und der Arbeitszyklus der Formmaschine bei vorgeschäumten Pellets aus Palyolefinkunstharz 2 bis 5 min. dauert, ist es, ωεηη dis Formmaschine 1 und die Behandlungsgefäße 3, 3¹ voll ausgelastet sein sollen, erforderlich, drei bis mehr als 1o Behandlungsgefäße pro Formmaschine vorzusehen, was nicht nur zu hohen Anlagenkosten, sondern auch zu Schwierigkeiten bei der Uerfahrensführung führt. Für einen vollen Betrieb ist es folglich besser, zwei große Behandlungsgefäße 3, 3¹ vorzusehen, in denen die mehrfache Menge dss Füllinhalts der Formmschine mit dem anorganischen Gas behandelt wird. Dann wiegt man die in die Formmaschine einzufüllende Menge an gasbehandelten Pellets ab, überführt sie in ein Spülgefäß (in Fig. 1 nicht gezeigt, aber an der Stelle A einzufügen), um den Innendruck des Gefäßes auf mehr als 1 atm einzustellen und die Rückstände des anorganischen Gases auszuspülen, die mit der Füllung in die Formmaschine gelangt sind, und wiederholt diese Uerfahrensschritte, während in einem anderen BehandlungsgefäB die nächste Gasbehandlung durchgeführt wird.

409825/0937'

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen genauer erläutert werden.

Beisp_iel_1

Es wurden Polyäthylenpellets mit einem Gelgehalt v/on 48,5 %, die durch Vernetzen von handelsüblichen Hochdruckpolyäthylenpellets (Miran-9 der Mitsui Chemical Corp.) erzeugt wurden, in ein drucksicheres Gefäß gegeben und bei 6o°C Für zwei Std. mit Dichlordifluormethan behandelt« Die 13,5 Gew.-% Dichlordifluormethan enthaltenden Pellets wurden mit Wasserdampf von 1,2 kg/cm Druck 2o s lang erhitzt, um vorgeschäumte Pellets zu erhalten, deren Anteil an geschlossenen Zellen dann 86 % und deren scheinbares l'olumen 17,9 cm /g betrug.

Die so hergestellten vorgeschäumten Pellets wurden in einem druckfesten Gefaß bei 95 C für 2o min. mit Luft unter einem Druck von 18 kg/cm behandelt, wonach der Druck auf den Normaldruck gesenkt wurde. Hierbei ergaben sich

schrumpfungsfreie !^> Schaumpellets mit einem scheinbaren Volumen von 27,3 cm /g und einem Druck von 1,9 atm. der in den Zellen eingeschlossenen Luft. Diese Pellets wurden sofort in eine geschlossene Form mit den Innenabmessungen 58ο χ 355 χ 5d mm gegeben, die ein kleines Loch als Gasaustrittsöffnung aufwies, und dann mit Dampf zu Formung erhitzt. Der Formkörper wurde nach einer 5o see. Kühlung mit Wasser aus der Form genommen. Derart hergestellte Formkörper, die unter Wasserdampferhitzung unter verschiedenen Bedingungen geformt worden waren, wurden nach ihren Eigenschaften untersucht. Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse, wobei die Probe Wr. 6 eine Kontrollprobe mit vorgeschäumten, aber nicht mit Druckluft behandelten Pellets war; wie ersichtlich, sind deren Eigenschaften sehr schlecht.

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Tabelle II

Probe Scheinbares Druckluft" Scheinbares Dampf·= Güte des Erzeugnisses

Volumen der behandlung Volumen d«, druck verschäumten ( O ^q/ m_oLuft be= beim Pellets

Dberflä« Haftung Er-

17,9

<- · \ u j n χ- chenzu- der Pel- scheinung

cm °mm) handelten Formen,, . . . . . ^y

verschäum= (kg/cm²) ^stand i^{Bts m}

ten₃Pell_Ets ^ΙπΠΒΠ-

(cm /g)

raLfin

9ox18x2o	27,4	1,9	gut	α	keine
ia	27,2	1,5	N	α	Ver
ia - ·	27,6	1,2	It	D	formung
It	27,2	1.O	.	0	Ii
I!	27,5	. o,8		D	31
keine	17,9	1,5	sehr	χ	stark

schlecht (Hörnig)

geschrumpft und verformt

Bemerkungen 1. Haftung der Pellets im Innenraum

O = Mehr als 8o % haften aneinander
χ = Weniger als 1a % haften aneinander Λ = Mehr als 5o % haften aneinander

2. Dampferhitzung uiurde durchgeführt, bis bei jedem in der Tabelle angegebenen Druck die richtige Wärmemenge abgegeben oar.

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Polyäthylenpellets mit einem Gelgehalt von 55,3 %, die durch Vernetzung eines Hochdruckpolyäthylens, eines handelsüblichen Erzeugnisses andere Qualität als dar des im Beispiel 1 eingesetzten, erhalten wurden, wurden wie im Beispiel 1 mit Dichlordifluormethan behandelt und mit Wasserdampf 2o s lang un-

2
ter einem Druck von o,7 kg/cm .erhitzt. Die so erhaltenen schrumpffreien Pellets, deren Anteil an geschlossenen Zellen 92 % und scheinbares Volumen 2o cm /g betrug, wurden 48 Std. in Heißluft von 45⁰C behandelt, um die Treibmittelrückstände vollständig auszutreiben. .

Ein Teil der behandelten Pellets wurde in ein druckfestes Gefäß gefüllt und bei 65^DG in DichlordifluDrmethan unter einem Druck von 13 kg/cm gehalten.

Die Probe enthielt 34 Gew.-% ijBethantjas, wurde wie im Beispiel 1 in eine geschlassene Metallform gefüllt, mit Wasserdampf von 1,2 kg/cm erwärmt, ausgeformt und nach 5o s Wasserkühlung aus der Form genommen. Ein weiterer Teil der Pellets, der der oben beschriebenen Behandlung zum Austreiben der Treibmittelrückstände unterworfen worden war, wurde in ein druckfestes Gefäß gefüllt und 2o min. lang unter einem Druck von 2o kg/cm wie im Beispiel 1 in einer Luftatmosphöre vorgehalten, wonach der Druck auf den Normaldruck gesenkt wurde. Die Probe wurde aus dem Gefäß genommen, sofort in eine geschlossene Metallform überführt und dort unter Erwärmung mit Wasserdampf nach den gleichen Bedingungen, wie oben erläutert, ausgeformt. Es wurden also zwei Proben des Formerzeugnisses erhalten und ihre Eigenschaften verglichen, wie es die Tabelle 3 zeigt. Beide hatten ein schrumpffreies gutes Aussehen; was die Innenhaftung und den Ulassergehalt anbetrifft, ist die zweite Probe, die mit Druckluft behandelt worden war, besser als die erste.

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- Zd -

Tabelle III

Beim Formen SchEinharss EingesEtztes Volumen der Schäumgas Pellets nach dem Einbrin-

Dichte

gsn

SchäummittEls untsr Druck (cnfVg) Güte des Erzeugnisses ·

LJasserge- Innenhalt haftung
(Geu.-%)

Aussehen

Dichlnrdifluormethan

28,2

23,2 8,9

5o

keine Uerfarmung

Luft

23,a 5,9

9a

keine l/erfarmung

409825/093

J. 21 -

Beispiel 3

Eine Probe von Polyäthylenpellets mit einem Gelgehalt von 46,3 % aus Hochdruckpolyäthylen mit einem Anteil von geschlossenen Zellen von BG % und einem scheinbaren I/olumen von 2o,2 cm /g wurde hergestellt und in einem drucksicheren Gefäß unter einem Druck von 18 kg/cm bei 93 C für eine Dauer von 1o min. in einer Stickstoff-Luft-MischatmosphMre vorgehalten, wonach der Druck auf den Normalwert abgesenkt wurde. Die Pellets wurden dann sofort in die gleiche Form gefüllt, die im Beispiel 2 benutzt morden war, und unter Wasserdampfbeheizung bei 1,2 kg/cm Druck ausgeformt. Es wurde die Auswirkung der Ausnahmetemperatur auf das Aussehen und die Schrumpfung des Formkörpers untersucht. Die Formkörper wurden bei Innentemperaturen van 92, 75 und 55 G aus der Form entnommen; die Tabelle k zeigt die Ergebnisse. Es bestätigte sich, daß Schrumpfung und Verformung des yerschäumten Formkörpers geringer sind, wenn dieser bei einer Temperatur aus der Form genommen wird, die so nahe wie möglich am Schmelzpunkt des Grundpolymerisats liegt.

/»09825/0337

Tabelle IU

Innentemperatur	scheinbares	Güte des Farmkörpers	Schrumpfung	■	Aussehen
des nach dem For	Udlumen	Wassergehalt	im Mittel
men aus der Farm	(cm³/g)	(%)	teil (96)
genommenen Form
körpers (⁰C)	25,7		0	gut
92	25,5	6,9	D	gut
75	23,9	7,9.	0	schlecht
55	9,5

Beispiel U

Es wurden verschiedene Arten vnrgeschäumter Pellets mit verschiedenen Anteilen an geschlossenen Zellen bei 95°C für 2o min. Druckluft unter 1(3 kg/cm in einem druckfesten Gefäß uie im Beispiel 1 ausgesetzt und der Druck danach auf den IMarmaluert abgesenkt» Unmittelbar danach wurde jede Sorte in eine Metallfarm mit AuBenabmessungen van 3ao χ 18a χ 12d mm und Innenabmessungen von 26α χ Ika χ 1oa mm gefüllt und unter Beheizung mit Wasserdampf bei 1,5 kg/cm ausgeformt. Die Formkörper uurden nach 15 see« Wasserkühlung aus der Form genommen und auf Aussehen, Schrumpfung und Uerformung untersucht. Die Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse.

409825/0937

- 23 Tabelle U

Nr. Anteil der ge- Scheinbare Dichte Güte des Formkörpers

schlossenen ZeI- der geschäumten scheinbares Vo- Verformung.,

. _rc/. π ,, . lumen Aussehen

len (%) Pellets _(Qn3_/g)

(cm V

1	. 35	21,0	-	nicht formbar
2	WI	27,0	-	11
3	6d	26,5	-	starke Schrumpfung schlecht
it	B6	27,2	25,5	gut
5	95	27,5	27,ο	gut I

Bemerkung: Die Proben 1 und 2 ließen sich nicht formen, d.h. die Pellets hafteten nicht aneinander und schrumpften getrennt.

Beispiel 5

Pülyäthylenpellets mit 46,5 % Gelgehalt, die aus handelsüblichen Palyäthylenpellets hergestellt waren, wurden zu einem Anteil von 87 % an geschlossenen Zellen und 32 cm /g scheinbarem Volumen vorverschäumt. Nach einer Stickstoffbehandlung in einem druckfesten Gefäß bei verschiedenen Drücken, Temperaturen ' und Behandlungsdauern wurde jede Probe automatisch nach dem Druckdifferenzverfahren in eine geschlossene Metallform mit einer kleinen Öffnung (Innenabmessungen 58o χ 355 χ 5d mm) gefüllt und unter Wasserdampfbeheizung bei 1,2 kg/cm ausgeformt. Die Formkörper wurden dann nach 6o see. Wasserkühlung

409825/0937

aus der Form genommen. Die Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse=

Tabelle UI

	Stickstoffbehandlunq	Druck „ (kg/cnT)	Zeit (min.)	Druck des einge	Verformung
	- Temperatur (oc)	18	2o	schlossenen anor ganischen Gases (atm)	des Produktes
1	25	18	1o	1,67 .	keine
2	25	1ß	5	1,62	gering
3	25	O	0	1,6o	gering
4	25	1o	2o	1, DD	stark, schlechtes Aussehen
5	65	18	2o	1,57	gering
6	9α	ia	1o	1,9g	keine
7	9g		1,84	keine

Die Probe IMr. 4 uar für jedwede Anwendung zu schlecht, die Proben IMr. 2, 3 und 5 uiaren leicht verformt und die anderen Proben wiesen bei guten Eigenschaften keinerlei Verformung auf.

Beispiel 6 _k

Es wurden zwei Arten verschäumter Pellets mit verschiedenen Zelldurchmessern nach Tabelle 7-1 wie erläutert behandelt, d.h. jede wurde einzeln mit Luft oder Stickstoff unter einem Druck von 2o kg/cm bei 95 ⁰C in einem druckfe-

409825/0937

sten Gefäß für 2o min. behandelt und der Druck dann auf den Normalujert gesenkt. Jede der vier so erhaltenen Proben wurde sofort in eine geschlossene Metallform mit einer kleinen Öffnung (Innenabmessungen 58α χ 355 χ 5o mm) eingebracht und unter Beheizung mit Wasserdampf bei 1,2 kg/cm ausgeformt. Der Formkörper wurde nach 5o see. Wasserkühlung aus der Form genommen und geprüft. Die Tabelle 7-2 zeigt die Ergebnisse.

Tabelle 7-1

Rohmaterial Nr.

Zelldurch- Gelgehalt messer ( ,u)

Anteil der geschlossenen
Zellen (%)

scheinbares Volumen (cm /g)

5o 2oo

55 kB

82
87

2o 2k

Tabelle 7-2

Nr.	Gas	Rohmaterial	1 1	Güte	des Formkörpers	. Verformung
		Nr.	2 2	Scheinbares Volumen (cm-Vg)	Wassergehalt (Geu.-%)	keine keine I
1 2	Luft Nitrogen	23,α 23,5	cn in in" ixT	keine keine
3	Luft Nitrogen	26,6 26,1 '	6,6 6,9

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Ulie sich aus der Tabelle 7-2 ergibt, sind diese Erzeugnisse qualitativ sehr hochwertig. . .

Kantrollbeispiel 1

Die für das Beispiel 1 verwendeten vorgeschäumten Pellets wurden in ein druckfestes Gefäß eingebracht und bei 7o^DC mit DichlordifluDrmethan unter 14,5 kg/cm zu einem flnteil van 38 Gew°~% behandelt₈ Die behandelten Pellets uiurden sofort in eine geschlossene Metallform (Innenabmessungen 5Bo χ 355 χ 5o mm) mit einem kleinen Loch eingefüllt und durch Beheizung unter verschiedenen Bedingungen ausgeformt«, Die Formkörper wurden nach 65 see« Wasserkühlung aus der Form genommen und geprüft« Die Tabelle 8 zeigt die Ergebnisse.

Tabelle Ulli

Probe Farmdruck
Wr. (kg/cm²)

Güte des verschäumten Produktes

Oberfläche

Innenhaftung

Aussehen

1,9

1,5

1,2

ο,θ

gut gut

Zwischenräume zwischen den Pellets

große Zwischen= räume zwischen den Pellets

keine Haftung, schlecht

D
D

keine Verformung keine l/erformung

geringe Verformung

■ starke Verformung

starke Schrumpfung und Verformung

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Bemerkungen: 1. Innenhaftung

D = mehr als Bd % Δ = mehr als 5o %
- χ = weniger als 1o %

2. Die Ulasserdampfbeheizung uiurde durchgeführt,, bis für jeden in der Tabelle angegebenen Druck die richtige Wärmemenge abgegeben war.

Ulie die Tabelle 8 zeigt, ist es für ein qualitativ hochwertiges Produkt erforderlich, einen Wasserdampfdruck υαη mehr als 1,5 kg/cm zu verwenden. Aus einem Vergleich mit dem Beispiel 1, bei dem zum Verschäumen Druckluft verwendet wird, ist die Arbeitstemperatur ziemlich hoch und sind die günstigen Arbeitsbedingungen auf einHn schmalen Bereich eingeschränkt.

Beispiel 7

Palyäthylenpellets mit einem Gelgehalt von o,7 %, die durch Vernetzen von Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex von o,3 hergestellt ware, wurden in ein druckfestes Gefäß gefüllt und 2 Std. lang bei 7o°C mit Dichlordifluormethan zu 22 GeüJ.-% behandelt.

2 Die behandelten Pellets wurden mit Wasserdampf von o,8 kg/cm für 2o see. erhitzt, um zu schäumen; es ergaben sich vorverschäumte Pellets mit einem scheinbaren Volumen von 21,8 cm /g und einem Anteil an geschlossenen Zellen von 9o %,

Die vorverschäumten Pellets wurden in einem druckfesten Gefäß bei 95°C mit ,Druckluft van 1B kg/cm 3o min. lang behandelt. Die so behandelten Pellets

409825/0937

wurden dann sofort in eine geschlossene Metallform für Kameraverpackungskürper gefüllt und bei verschiedenartiger Wasserdampfbeheizung ausgeformt. Jeder Formkörper wurde nach Wasserkühlung für 15 see. aus der Form herausgenommen und geprüft. Die Tabelle 9 zeigt die Ergebnisse.

Tabelle IX

Probe	Scheinbares	Dampfdruck
Wr.	tolumen der	in der
	vnrgeschäum-	Form
	ϊεπ Pellets	(kg/cm^Z)
	<cm³/g)

Güte des Foritikörpers Oberfläche Innenhaftung Aussehen

29,6

1,5

1,3

gut

D gut D gut D gut

Bemerkungen:

1. Innenhaftung

0 : mehr als Bo %

£i : mehr als 5o %

χ : uieniger als 1o %, Pellets hatten das Aussehen von

Granatäpfeln.

2, DiE klasserdampfbeheizung wurde so lange durchgeführt, bis für jeden angegebenen Druck die richtige Wärmemenge eingebracht war.

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- 29 Beispiel B

Vorverschäumte Pellets aus Hochdruckpolyäthylen mit einem Anteil von 95 % an geschlossenen Zellen und einem scheinbaren Volumen von 2o cm /g, die durch Verschäumen mit Dichlordifluormethan aus Polyäthylenpellets mit einem Gelgehalt von hS %, die ihrerseits durch Vernetzen von handelsüblichen Polyäthylenpellets entstanden, erhalten wurden, wurden in einem druckfesten Gefäß einer Hochdruck-Hohlendioxidatmosphäre ausgesetzt und der Druck auf den ftormalwert abgesenkt. Unmittelbar danach wurden die Pellets in eine geschlossene Metallform mit Abmessungen von 5So χ 355 χ 5α im mit einem kleinen Loch gefüllt und nnter Dampfbeheizung mit 1,2 kg/cm ausgeformt. Die Farmkörper uurden nach einer Wasserkühlung für 5o see. aus der Form genommen; sie wiesen ein gutes Aussehen ohne jegliche Verformung auf.

Beispiel 9

Die im Beispiel 1 erhaltenen vorverschäumten Pellets mit einem Anteil an geschlossenen Zellen von 06 % und einem scheinbaren Volumen von 17,9 cm /g uurden in ein druckfestes Gefäß eingebracht und bei 9o^DC 1o min. lang atmosphärischer Luft von 18 kg/cm Druck ausgesetzt, worauf der Druck auf den PJormalwert reduziert wurde. Diese Behandlung wurde sodann wiederholt, d.h. die Pellets im,Gefäß wurden noch einmal 1o min. lang der Druckluft von 18 kg/cm ausgesetzt.

Die insgesamt 2o min. der Durckluft ausgesetzte gewesenen Pellets wurden in die im Beispiel 1 verwendete Metallform mit kleinem Loch gefüllt und unter

2 2

wasserdampfbeheizung von 1,2 kg/cm und o,0 kg/cm Dampfdruck ausgeformt. Jedes Produkt wurde nach Wasserkühlung aus der Form genommen und seine Güte

4098 2 5 /Q9 3 7 ,.

ORIGINAL INSPECTED

2 3 R ?> £) 2 3

- 3d -

geprüft; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1o zusammengefaßt.

T-a b ε 1 1 β . X

Probe Scheinbares Volumen Dampf-

Nr. der verschäumten druck

Pellets nach der beim

Druckgasbehandlung Farmen (cm³/g)

Güte des verschäumten Produktes

Innenhaftunq Oberflächen- Aussehen aussehen

28,3

1,2

o,8

gut

keine Verformung

Bemerkung: Innenhaftung

D : mehr als 8o % Haftung

An diesen Ergebnissen bestätigt sich, daß die Auswirkungen·einer Behandlung der Pellets mit anorganischem Gas hohen Drucks unabhängig von Unterschieden des Behandlungsverfahrens selbst - kontinuierlich in einem Vorgang uie im Beispiel T ader unterbrochen in zwei Schritten uie im Beispiel 9 - fast gleich sind, solange die Gesamtbehandlungszeit qleich bleibt.

Beispiel 1o

Es wurden aus Pellets aus vernetzten! Polyäthylen mit einem Gelgehalt von 48,3 %, einem Anteil an geschlossenen Zellen von 88 % und einem scheinbaren Volumen von 17,3 X cm /g in einem druckfesten Gefäß in Druckluft unter 18

GfIlQlN*ι IN

2383923

kg/cm hei Raumtemperatur 2o min. vorgehalten und der Drück dann auf den » Normalwert abgesenkt. Sofort bzu. 4o und 80 min. nach dem Absenken des Drucks wurden die Pellets in die im Beispiel 1 verwendete Metallfnrm gefüllt und unter LJasserdampfbeheizung mit 1,5 kg/cm ausgeformt und .die Formkörper naGh 60 see. Wasserkühlung aus der Form genommen. Die Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse (I\lr. 2 bis 4).

Zum Vergleich wurden Formkörper auf die gleiche Weise, aber ohne Druckluftbehandlung hergestellt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 11 (Nr. 1) angegeben.

T ab ε 1 1 e XI

IMr.	Zeit von Druck-	Innendruck der	Scheinbares UoIu-	Haftindex der
	absenkunq bis zum Formen (min.)	Pellets beim Formen (atm)	men der Formkörper CcHi³Zg)	Formkörper
1	" -	1,o	19,9	4,5
2	0	1,66	26,7	19,3
3	4o -	1,25	.27,5	16,6
4 "	8o ,:■■-■ r ■	1,18	27,0	17,7

Bemerkungen: Der "Haftindex" ist ein numerischer Ausdruck für -die Spannung, die bis zum Bruch des Formkörpers tiurch wiederholtes Biegen auftritt.

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Uiie die Tabelle 11 zeigt, mar der Haftindex des Formkörpers durch den Einschluß von Luft in die voruerschäumten Pellets mit einem Druck von mehr als 1,18 atm trotz der Abnahme des scheinbaren Volumens des Formkätpers erheblich besser.

409825/0937

Claims

Patentansprüche

1. ) Verfahren zur Formung verschäumter aue Polyolefin-Hunstharzpellets in einer Form, dadurch gekennzeichnet, daB man einen Formkörper, dessen Gestalt der.Form genau entspricht, herstellt, indem man zunächst vErschäumte Polyolefin-Kunstharzpellets so herstellt, daß der Volumenanteil der geschlossenen Zellen mehr als 65 % des gesamten Zellvolumens beträgt, dann in diese Zellen ein anorganisches Gas mit einem Druck von mehr als 1,18 atm einbringt und die verschäumten-Harzpellets in eine Form einbringt, die dicht, aber nicht gasdicht abgeschlossen ist und diese erhitzt, so daß die Pellets sich in dieser ausdehnen, aneinanderrücken souiie fest aneinanderhaften.

2. Verfahren zur Formung verschäumter Polyolefin-Kunstharzpellets in einer Form, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Formkörper herstellt, indem man zunächst verschäumte Kunstharzpellets aus Polyolefin derart herstellt, daß sie einen Anteil an geschlossenen Zellen aufweisen, der mehr als 65 % des Gesamtzellvolumens ausmacht, in diese Zellen ein anorganisches Gas unter einem Druck von mehr als 1,18 atm einbringt und dann diese verschäumten Harzpellets in eine dichte, aber nicht gasdichte Form füllt und diese erhitzt, damit die Pellets sich ausdehnen, aneinanderdrükken und fest aneinander haften, und daß man den Formkörper während des Abkühlens aus der Form nimmt, uienn seine Innentemperatur zwischen dem Schmelzpunkt und einer 5o C niedrigeren Temperatur" liegt.

409825/0937

2363323

- 3k -

3 ο Verfahren zur Formung verschäumter Kunstharzpellets aus Polyolefin zur Herstellung eines verschäumten Formkörpers irgendeiner gewünschten Gestalt, der aus Polyolefin-Kunstharz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die verschäumten Pellets in eine Farm füllt, die Form auf einem geringeren als den Normaldruck und die Pellets auf einem höheren als dem Normaldruck hält und dann erhitzt, damit die Pellets sich ausdehnen und den ausgedehnten Formkörper bilden«,

k. Verfahren zur Formgebung verschäumter Hunstharzpellets aus Polyolefin in einer Form zur Hefstellung eines verschäumten Formkörpers irgendeiner gewünschten Gestalt aus Palyolafin-Hunstharz, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst vorverschäumte Pellets aus vernetztem Polyolefin-Hunstharz mit einem Gelgehalt von o,a1 bis 7o % und mit einem Anteil an geschlossenen Zellen von mehr als 65 % herstellt, die ein anorganisches Gas unter einem Druck van mehr als 1,18 atm enthalten, daß man die Pellets in die Form füllt, und daß man erhitzt, damit die Pellets sich ausdehnen».

5 _β Verfahren zur Herstellung eines verschäumten Farmkörpers aus Polyolefin-Kunstharz, der sich der Form genau anpaßt, durch Formung verschäumter Hunstharzpellets aus Polyolefin, die man in die Form füllt, zur Herstellung eines verschäumten Formkörpers aus Polyolefin-Hunstharz, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die vorverschäumten Polyolefinpellets, die. einen Anteil an geschlossenen Zöllen von mehr als 65 % des Gesamtzellvolumens aufweisen, in Anwesenheit eines anorganischen Druckgases in einem druckfeisten Gefäß erhitzt, um dieses Gas unter einem Druck von mehr als 1₅1B atm in die Zellen einzuschließen, und daß man nach dem Ausspulen des Eases aus

dem Gefäß die das anorganische Gas enthaltenden Pellets in eine dichte, aber nicht gasdichte Form füllt, erhitzt, damit sie ifcse sich der Farmgestalt genau anpassen, und dann den Formkörper während des Abkühlens aus der Form nimmt, solange seine Innentemperatur zwischen dem Schmelzpunkt und einer 5o°C niedrigeren Temperatur liegt, und ihn in einem Raum bzw. einem Gefäß auf einer Alterungstemperatur vorhält, die 3o bis 7o C niedriger ist als sein Schmelzpunkt.

6. Anordnung zur Herstellung eines verschäumten PolyolefinkunBtharz-Formkörpers mit (1) einer Formmaschine, die einen abgeschlossenen Innenraum gewünschter Gestalt aufweist, der mit den VDrverschäumten Harzpellets gefüllt wird, sowie einer Heizvorrichtung, einem Hühlzeitregler und einem druckfesten Gefäß, in dem die Harzpellets einem anorganischen Gas unter Druck ausgesetzt werden, wobei dieses Gefäß einen Eingang und einen Ausgang für die Harzpellets, einen Eingang und einen Ausgang für das Gas, eine Heizvorrichtung für die Harzpellets und das Gas sowie einen Zusatz aufweist, der das Gas liefert, mit (2) einer Ausnahmevorrichtung und einem Förderer, mit denen die Formkörper aus der Form herausgenommen, während ihre Innentemperatur zwischen dem Schmelzpunkt des Grundharzes und einer 5o°C niedrigeren Temperatur liegt, und in einen Alterungsraum übergeführt werden, der (3) auf einer um 3o bis 7o°C niedrigeren Temperatur als dem Schmelzpunkt des Grundharzes gehalten wird.

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²^ -i

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