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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von polymeren
Schaumstoffen
EMI1.1
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Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung zelliger Produkte aus Vinylidenchloridcopolymeren ist in der USA-Patentschrift Nr. 2, 695, 427 beschrieben. In diesem Verfahren wird ein Vinylidenchloridcopoly- mer mit einem Blähmittel vereinigt und in ein Hochfrequenzfeld gebracht, bis das Gemisch wenigstens die Schmelztemperatur des Copolymers erreicht hat. Die Patentinhaber waren gewissenhaft genug, um festzustellen, dass ihr Verfahren auf Materialien, wie Polystyrol und Polyäthylen. nicht anwendbar ist. da diese Materialien mit Hochfrequenzwellen nicht auf ihren Schmelzpunkt erhitzt werden können.
Die bekannten Verfahren zum Schäumen der Polymere sind auch im Hinblick auf ein anderes Pro- blem unbefriedigend, das vpn der Erfindung gelöst wird. In der Bauindustrie sind Verbundplatten mit
Schaumeinlage sehr gefragt. Auch die Verpackungsindustrie braucht eine kommerziell anwendbare Me- thode zur Herstellung von Pappe mit Schaumeinlage.
Bisher sind die Pappen zur Herstellung von Versand- behältern aus Materialien, wie Schichtpressstoffen aus Kraftpapier bzw. aus Kraftpapier und Jute minde- rer Qualität (kraft liner board laminated to low grade jute), Karton oder Wellpappe hergestellt worden.
Behälter aus massiven Faserplatten sind für den Versand von Gemüse, Fleisch und andern verderblichen
Produkten verwendet worden, die tiefgekühlt versendet werden müssen, nur mit begrenztem Erfolg ver- wendet worden. weil die massiven Faserplatten Feuchtigkeit absorbieren und dabei ihre Druckfestigkeit verlieren. Die Kisten fallen daher im Gebrauch zusammen, anstatt starr zu bleiben und den darin verpackten Inhalt gut zu beschützen.
Auch die Druckfestigkeit von Wellpappekisten wird durch Feuchtigkeit beeinträchtigt ; Polymerlatexe, beispielsweise Polystyrollatex, sind zusammen mit Polystyrol in der Papiermasse ausgefällt worden, die zur Herstellung der Lagen für Wellpappe verwendet wird. Wenn jedoch in den Lagen so viel Polystyrol enthalten ist, dass die Absorption von Wasser verhindert wird, ist die erhaltene Pappe so steif, dass sie zum Falten nicht genügend geritzt werden kann, was aber zur Herstellung von Behältern naturlich notwendig ist.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist ein Verfahren eingeführt worden. in dem zwischen Papierlagen befindliches schäumfähiges Polymermaterial zwischen erhitzten Druckflächen hindurchgeführt und anschliessend gekühlt wurde. Dieses Verfahren hat vom kommerziellen Standpunkt aus vor allem den Nachteil, dass viel Zeit für die Wärmeübertragung erforderlich ist. d. h. dass die Schaumbildung langsam erfolgt und in der Zeiteinheit nur eine begrenzte Menge von Platten erzeugt werden kann, so dass die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zweifelhaft ist.
Es wurde nun ein neues Verfahren zur Erzeugung von polymeren Schaumstoffen geschaffen. Dieses Verfahren kann zur kontinuierlichen Erzeugung der von der Bau-und Verpackungsindustrie geforderten Verbundplatten verwendet werden. Ferner wurde eine neuartige Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Verbundplatten mit einer Einlage aus Polymerschaum geschaffen.
Die Erfindung bezweckt somit die Schaffung eines neuartigen Verfahrens und einer neuartigen Vorrichtung zur Erzeugung von Polymerschaum.
Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung von Verfahren zur Herstellung von Verbundplatten mit einem Kern aus Polymerschaum und einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung dieser Platten.
Erfindungsgemäss wurde erkannt, dass Hochfrequenzwellen derart zur Energieübertragung an schäumfähigen Polymermaterialien verwendet werden können, dass die elektrische Energie sofort in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die erzeugte Wärme bewirkt eine fast sofortige Schaumbildung des Polymermaterials, so dass ein einheitliches zelliges Gefüge von geringer Dichte und mit kleinen, einheitlichen Poren erhalten wird.
Es wurde vorstehend festgestellt, dass die bisherigen Versuche zur Herstellung von Schaum aus schäumfähigen Polymermaterialien jener Art, mit denen sich auch die Erfindung befasst, unter Verwendung von Hochfrequenzwellen deswegen gescheitert sind, weil diese Materialien Hochfrequenzenergie nicht ohne weiteres aufnehmen.
Die Eignung eines Materials zur dielektrischen Erhitzung bzw. zur Aufnahme von Hochfrequenzenergie kann vielleicht am besten an Hand der folgenden Gleichung erläutert werden :
EMI2.1
In dieser Gleichung ist Pv die pro Volumeneinheit des Materials absorbierte Leistung (Konzentration der erzeugten Wärme) f die Frequenz in MHz c die Dielektrizitätskonstante des Materials (Verhältnis des kapazitiven Stromflusses durch das Material zu dem kapazitiven Stromfluss, der bei der gleichen Feldstärke durch den freien Raum erhalten wer- den wurde)
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EMI3.1
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tgtxbemsteinsäuresalze, phosphoricrte höhere Alkohole, Natriumsalze von Acyltoluolen u. dgl.
Ausser den wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Netzmitteln der vorgenannten Art kann dem Wasser auch ein Überzugsmaterial in fester Form beigemischt werden. welches das Anhaften der
Wassermoleküle an der Oberfläche des schäumfähigen Polymermaterials bewirkt. Das Material in fester
Form kann dem Wasser in einer solchen Menge beigemischt werden, dass eine pastenartige Masse entsteht, die dann auf das Polymermaterial aufgebracht werden kann. Diese Arbeitsweise ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung von selbstlöschendem, flammendämpfendem Polymerschaum.
Ein bekanntes Verfah- ren zur Herstellung von flammendämpfenden, schäumfähigen Polymermaterialien besteht in dem Mi- schen von 10 bis 30 Gew.-Teilen eines chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffes mit einem Gehalt von etwa 65% Chlor, 2, 5-20 Gew.-Teilen Antimonoxyd sowie 70 - 87, 5 Gew. -Teilen schäumfähigem
Polymermaterial. In einer Ausführungsform der Erfindung können die erforderlichen Anteile des aliphati- schen Kohlenwasserstoffes und des Antimonoxyds mit so viel Wasser vermischt werden, dass eine pasten- artige Masse entsteht, die dann auf die Oberfläche des schäumfähigen Polymermaterials aufgebracht wer- den kann.
Somit dient die Kombination aus dem aliphatischen Kohlenwasserstoff und dem Antimonoxyd als ein Überzugsmittel, das die einheitliche Verteilung der Wassermoleküle auf der Oberfläche des schäumfähigen Materials gewährleistet. Das so behandelte schäumfähige Polymermaterial wird zur Bil- dung des selbstlöschenden flammendämpfenden Schaumes direkt in ein Hochfrequenzfeld eingebracht.
Bei der Herstellung der Paste können der aliphatische Kohlenwasserstoff und das Antimonoxyd zusammen 50 - 70go des Gesamtgewichtes der Paste betragen. Zur Erzeugung des flammendämpfenden Schaumes nach der vorstehend angegebenen Arbeitsweise genügt eine Erhitzungszeit von etwa 8 bis 10 Sekunden.
Es wurde bereits gesagt, dass bei der kontinuierlichen Erzeugung von Polymerschäumen und von po- lymerem Verbundmaterial die Zeit von überragender Bedeutung ist. Die Erhitzungszeit bzw. die Zeit, in der das schäumfähige Polymermaterial den Hochfrequenzwellen ausgesetzt ist, ist von der zur Schaum- bildung erforderlichen Temperatur und von der Geschwindigkeit abhängig, mit der diese Temperatur bei einem gegebenen Material erreicht wird. Zur Herstellung des Schaumstoffes muss das schäumfähige Material mindestens auf einen Temperaturbereich erhitzt werden, in dem ein Erweichen des Polymers eintritt. Um ein Verkohlen zu vermeiden, muss der Polymerschaum aus dem Hochfrequenzfeld entfernt werden, ehe eine Überhitzung stattfindet.
Die obere und untere Temperaturgrenze sind von dem gewählten Polymermaterial abhängig. Bei der Erhitzung von schäumfähigem Polystyrol muss beispielsweise eine Temperatur von etwa 100 bis 1250C erreicht werden, um eine Ausdehnung und ein Erweichen der Polymerteilchen zu bewirken. Hinsichtlich der oberen Grenze gilt, dass die Polymerschäume allgemein aus dem Hochfrequenzfeld entfernt werden sollen, ehe eine Temperatur von etwa 135 bis 150 C erreicht ist.
Die erforderliche Temperatur ist auch von der Dichte des schäumfähigen Polymermaterials abhängig.
Beispielsweise genügt beim Erhitzen von schäumfähigem Polystyrol mit einer Dichte von 32 g/cm3 eine Temperatur von 1100C zum Erweichen des Polymers und zur Unterstützung der Schaumbildung. Wenn die Dichte des Materials auf etwa 16 g/cm herabgesetzt wird, ist eine Temperatur von etwa 1200C erforderlich.
Zur Kontrolle kann die Temperatur während der dielektrischen Erhitzung physikalisch gemessen werden, wobei jedoch das Thermometer vorgewärmt sein und so mit dem schäumfähigen Polymermaterial in Berührung gebracht werden muss, dass jede Störung des Hochfrequenzfeldes vermieden wird.
Bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens können die Temperatur und die Geschwindigkeit, mit der sie erreicht wird, auf verschiedene Weise variiert werden. Da die schäumfähigen Polymermaterialien mit niedrigem Verlustfaktor sich in einem Hochfrequenzfeld nicht erhitzen, wird die Geschwindigkeit der dielektrischen Erhitzung und deren Wärmemenge durch die Menge des Materials mit hohem Verlustfaktor bestimmt. Wenn das Material mit hohem Verlustfaktor in Form einer Behandlungslösung von Wasser und einem wasserlöslichen Netzmittel (oder einer Behandlungspaste aus Wasser und wasserunlöslichen, klebstoffartigen festen Körpern aufgebracht wird, liegt das zur Erzielung der ge- wünschten Temperatur erforderliche Gewichtsverhältnis zwischen der Behandlungslösung (oder-paste) und dem Polymer gewöhnlich zwischen etwa 1 : 1 und 1 : 25.
Wenn das Verhältnis zwischen der Behandlungslösung und dem Polymermaterial grösser ist als 1 : 1, wird das Polymermaterial zu nass und kann die Feuchtigkeit nach der Schaumbildung nur schwer entfernt werden. Wenn das Verhältnis kleiner ist als 1 : 25, ist es schwierig, eine im wesentlichen einheitliche Bedeckung des Polymermaterials zu erhalten, so dass eine ungleichmässige Erhitzung in dem Hochfrequenzfeld erfolgt.
Bei Verwendung eines wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Netzmittels bildet dieses etwa 0, 05-20 Gew.-% der Behandlungslösung. Die Konzentration des Netzmittels in der Behandlungslösung
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variiert beträchtlich mit dem Verlustfaktor und andern physikalischen Eigenschaften des jeweils verwen- deten Netzmittels. Beispielsweise wird ein Alkylarylsulfonat in Mengen von etwa 0, 5 bis 5 Gew.-% der
Behandlungslösung verwendet. Ein Polyätheralkohol kann als Netzmittel in der Behandlungslösung in Men- gen von 0, 05 bis 20 Gew.-% verwendet werden. Allgemein ist es bei Verwendung von weniger als etwa
0, 05% Netzmittel in der Behandlungslösung schwierig, eine im wesentlichen einheitliche Bedeckung des
Polymermaterials zu erhalten.
Das Polymermaterial verhält sich dann in einem Hochfrequenzfeld eben- so, als wenn es nur mit Wasser allein behandelt worden wäre. Wie vorstehend angegeben, kann Wasser auch allein verwendet werden, wenn nur eine dünne Schicht des behandelten Materials erhitzt werden muss. Bei Verwendung von mehr als 200/0 Netzmittel erfolgt manchmal eine Überhitzung und ein Verkoh- len des Polymermaterials. Eine zu hohe Konzentration des Netzmittels bewirkt auch, dass das Hochfre- quenzgerät kurzgeschlossen wird.
Die Temperatur, auf welche das behandelte Polymermaterial in einem Hochfrequenzfeld erhitzt wird, hängt letzten Endes von der pro Volumeneinheit des Materials absorbierten Leistung ab. Aus der vorstehenden Formel geht hervor, dass die absorbierte Leistung von dem Verlustfaktor des zu erhitzenden
Materials, der angelegten Spannung und der Frequenz der von dem jeweiligen Gerät erzeugten Welle ab- hängig ist. (Der Verlustfaktor des behandelten schäumfähigen Materials wird beträchtlich durch die Men- ge der Behandlungslösung und deren Netzmittelkonzentration beeinflusst.) Für die Zwecke der Erfindung ist eine Frequenz von etwa 5 bis 100 MHz geeignet.
Es wurde bereits erwähnt, dass der Abstand zwischen den Elektroden des Hochfrequenzgerätes die
Temperatur und die Erhitzungsgeschwindigkeit beeinflusst. Diese Wirkung kann durch Veränderung der
Frequenz oder der Spannung ausgeglichen werden.
Wenn das schäumfähige Polymermaterial in Formen oder zwischen Verkleidungen eingebracht wird, wie nachstehend beschrieben wird, sind die Temperatur und die Erhitzungsgeschwindigkeit des schäumfä- higen Materials in dem Hochfrequenzfeld in einem gewissen Grade auch von der Stärke und dem Verlust- faktor der Form bzw. des Verkleidungsmaterials abhängig.
Bei der Behandlung von schäumfähigen Polymermaterialien, welche etwa 3 - 30 Gew. -% eines im
Bereich von 35 bis 60 C siedenden aliphatischen Kohlenwasserstoffes enthalten, zwecks Behandlung mit
Hochfrequenzwellen, wird ein gemessener Anteil einer Behandlungslösung oder einer Behandlungspaste, welche eine geeignete Menge eines Netz- bzw. Überzugsmittels enthält, auf irgendeine geeignete Weise mit der vorgeschriebenen Menge des Polymers gemischt. Nach dem Mischen wird das mit einem Material von hohem Verlustfaktor überzogene Polymermaterial zwecks dielektrischer Erhitzung in ein Feld von Hochfrequenzwellen eingebracht.
Nach der Schaumbildung, d. h. wenn mindestens der Erweichungspunkt des Polymermaterials erreicht ist, wird das Polymermaterial aus dem Feld entfernt, ehe eine Temperatur erreicht wird, bei der der Schaum zu verkohlen beginnt.
Zur Aufnahme des schäumfähigen Polymermaterials während seiner Erhitzung in dem Hochfrequenzfeld können verschieden geformte Formen verwendet werden. Auf diese Weise können geformte Gegenstände, wie Kinderspielzeug, Tassen. Schüssen u. dgl. rasch und rationell hergestellt werden. Die verwendete Form soll aus einem Material mit niedrigem Verlustfaktor bestehen, um eine Aufnahme von Hochfrequenzenergie durch das Material der Form zu vermeiden. Geeignet sind beispielsweise Materialien, wie Holz, Glas, Quarz, keramische Baustoffe, Polymethacrylate, Teflon, polyesterimprägnierte Glasfasern, siliconimprägnierte Glasfasern u. dgl.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich auch für eine kontinuierliche Arbeitsweise. Auf diese Weise erzeugte endlose Platten oder Lagen aus Polymerschaum haben selbstdichtende Oberflächen,, so dass für bestimmte Zwecke keine Verkleidungsmaterialien erforderlich sind. Die Platten werden zweckmässig zwischen endlosen Bändern mit tragfähigen Seitenwänden erzeugt. Diese Bänder nehmen das Polymermaterial auf und üben während seiner Querexpansion einen Druck darauf aus.
In einer Ausführungsform der Erfindung können zweckmässig vorgeschäumte und weiter schäumfähige Polymerteilchen verwendet werden. Das vorgeschäumte Polymermaterial wird dadurch hergestellt, dass schäumfähige Perlen der vorstehend genannten Art unter Verwendung von heissem Wasser, Infrarotwärme, Heissluft oder Dampf einer kontrollierten Teilschäumung unterworfen werden. Die frei fliessenden vorgeschäumten Teilchen haben ein äusserst niedriges Schüttgewicht. Sie können nach dem erfindungsgemässen Verfahren zu Produkten der gewünschten Form geschäumt werden, die im wesentlichen dasselbe niedrige Schüttgewicht haben. Die Verwendung der vorgeschäumten Teilchen ermöglicht eine bessere Beeinflussung der Dichte des erhaltenen Polymerschaumes.
Ausserdem ist die Verwendung dieser vorgeschäumten Teilchen besonders bei der Herstellung der nachstehend beschriebenen Verbundmaterialien vorteilhaft.
Die vorgeschäumten Polymerteilchen können ebenfalls nach dem erfindungsgemässen Verfahren er-
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richtet und in einen hochgespannten Strom umwandelt. Dieser wird dem eigentlichen Hochfrequenzge- nerator zugeführt, der eine Hochfrequenzleistung erzeugt. Der Steuerteil reguliert die Funktion der bei- den andern Teile. Das Hochfrequenzfeld wird zwischen der Hochspannungselektrode 19 und der Masse- elektrode 21 erzeugt. Der Abstand zwischen den Elektroden wird mit einer elektrisch isolierten Einstell- schraube 22 (Fig. 3) geregelt, die an der Elektrode 19 angebracht ist und vertikal auf-und abwärtsbe- wegt werden kann. Die elektrisch isolierten Rollgänge 17 enthalten Leerlaufrollen 23, die in nicht ge- zeigten Tragorganen gelagert sind.
Diese Tragorgane sind beweglich, so dass die Stärke des durch das
Hochfrequenzfeld gehenden Polymermaterials geregelt werden kann. Die in dem Hochfrequenzfeld be- findlichen mittleren, Leerlaufrollen 24 sind an den Elektroden 19 und 21 in einer nachstehend an Hand der Fig. 2 ausführlich beschriebenen Weise befestigt. Die elektrisch isolierten Rollgänge 17 werden von den Antriebsrollen 25 angetrieben. Über diese sowie die Leerlaufrollen 23 und die mittleren Leerlau & ol- len 24 laufen endlose Bänder 26. Für eine Kühlzone 28, welche das Band haltende Rollgänge 29 enthält, ist ein Gehäuse 27 vorgesehen. Das fertige Verbundmaterial 31 mit Schaumeinlage wird aus der KUhlzo- ne ausgebracht.
Fig. 2 zeigt, wie die mittlere Leerlaufrolle 24 in an Glasträgern 33 angebrachten TeflonhUlsen 32 beweglich gelagert ist. Die Glasträger sind mit Schrauben 34 an Winkeln 35 befestigt, die mit Schrau- ben 36 an der Masseelektrode 21 angebracht sind. Die mittleren Leerlaufrollen sind in der gleichen Wei- se an der Hochspannungselektrode 19 befestigt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines wesentlichen Merkmals der erfindungsgemässen Vorrichtung, die so ausgebildet sein muss, dass eine Störung des dielektrischen Feldes vermieden wird. Aus diesem Grunde mtissen die Förderwalzen, die direkt in dem Hochfrequenzfeld angeordnet sind, aus elektrisch isoliertem Material bestehen und in solchem Material gelagert sein. Das Material muss entweder imstande sein, Strom von den Elektroden zu erhalten und selbst als Elektrode zu wirken, oder es darf keine merkliche dielektrische Erwärmung erfahren. Stahlfeinblech, Aluminiumfeinblech und Polymermaterialien mit niedrigem Verlustfaktor wie z. B. Polytetrafluoräthylen ("Teflon") sind gut geeignet, ebenso wie andere Materialien, beispielsweise mit Ausnahme von Holz jene, die vorstehend als Formbaustoffe angeführt wurden.
Bei Verwendung einer Teflonhulse und des Glasträgers wird eine Störung des dielektrischen Feldes verhindert. Der Glasträger kann an der Elektrode mit Hilfe eines Winkels aus Metall befestigt werden, sofern sich dieser in einer zur Elektrode parallelen Ebene so weit von der Elektrode weg erstreckt, dass er nicht in das Hochfrequenzfeld hineinreicht.
Die Vorrichtung kann ohne weiteres fUr die Herstellung von Platten mit starren Verkleidungen eingerichtet werden. Die starren Verkleidungen können der Vorrichtung kontinuierlich zugeführt oder sie können vorgeschnitten und unter Zwischenlage des schäumfähigen Polymermaterials in eine Form eingebracht werden, die dann durch das Hochfrequenzfeld bewegt werden kann.
Die Vorrichtung kann auch zur Erzeugung von verkleidungsfreien Lagen des Schaumstoffes in einem kontinuierlichen Verfahren oder in Einzelstücken eingerichtet werden. In einer Ausführungsform eignet sie sich zur Erzeugung eines weiter schäumfähigen teilgeschäumten Polymermaterials.
Die Erfindung ist in den nachstehenden Beispielen weiter erläutert.
Beispiel 1 : Ein Hochfrequenzheizgerät unter der Bezeichnung "Thermal Electronic Heat Generator"34A-LH wurde von der Firma W. T. LaRose and Associates, Inc. in Troy, New York, U. S. A., bezogen und im Laboratorium installiert. Dieses Gerät hat eine Ausgangsleistung von 5 kW und arbeitet mit einer Frequenz von etwa 70 MHz. Es besteht im wesentlichen aus drei Teilen, einem Netzanschlussteil. einem Hochfrequenzgenerator und einem Steuerteil. Wechselstrom von 230 V wird dem Netzanschlussteil zugeführt und darin gleichgerichtet und in Hochspannungsstrom umgewandelt. Dieser tritt in den Hochfrequenzgenerator ein, in dem ein Oszillatorkreis zusammen mit einer Leistungsröhre die Hochfrequenzleistung erzeugt.
Der Steuerteil besteht im wesentlichen aus Ein- und Ausschaltvorrichtungen, einem Zeitbegrenzer, Überlastungsrelaisschaltern und einer aus Sicherheitsgründen vorgesehenen mechanischen Verriegelung.
In einen grossen Becher wurden 25 g teilgeschäumte schäumfähige Polystyrolperlen gegeben und sorgfältig mit 7cnr'einer wässerigen Lösung von 0. 3% des im Handel unter der Bezeichnung"NacconoINRSF" erhältlichen Alkylarylsulfonats so innig vermischt, dass auf jeder einzelnen Perle ein dünner Film der Lösung aufgebracht wurde.
Auf eine 6,35 mm starke Sperrholzplatte wurde eine Form aus Roteiche mit einem etwa 3S mm tiefen Hohlraum, der eine Fläche von 127 x 127 mm hat, gestellt und bis zum oberen Rand mit dem Gemisch des schäumfähigen Polystyrols und der Behandlungslösung gefüllt. Die Form wurde mit einem weiteren Stück Sperrholz bedeckt, auf ein Aluminiumtablett gestellt und zwischen die Elektroden des Hoch-
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frequenzgenerators eingeführt. Das Aluminiumtablett ruhte auf Isoliermaterialstreifen, die es etwa 6, 35 mm über der Masseelektrode hielten. Dann wurde auf die Formanordnung ein 25, 4 mm starkes Stück aus schäumfähigem Polystyrol hoher Dichte (als Luftspalt) aufgelegt.
Die Hochspannungselektrode wurde gesenkt, bis sie auf die aus Polystyrol hoher Dichte bestehende Platte einen solchen Druck ausübt, dass die Formanordnung während der Bildung des Polystyrolschaums zusammengehalten wurde.
Der Generator wurde eingeschaltet und das schäumfähige Polystyrol fünf Sekunden lang dem Hoch- frequenzfeld ausgesetzt. Der dabei gebildete Schaum wurde unter dem von der Elektrode ausgeübten Druck etwa drei Minuten lang abkühlen gelassen. Die Formanordnung wurde aus dem Hochfrequenzgerät herausgenommen und der Polystyrolschaum der Form entnommen.
Man erhielt einen gleichmässigen Schaum von geringer Dichte und mit einer gleichmässigen, dichten Oberfläche.
Auf die gleiche Weise werden ähnliche Schaumstoffe aus Polyäthylen, Polypropylen und aus Copolymeren von Styrol und Methylstyrol hergestellt.
Beispiel 2 : In der in Beispiel 1 beschriebenen Weise. wurden mehrere Versuche durchgeführt, um die erforderliche Konzentration des Netzmittels in der Behandlungslösung und die für eine bestimmte Menge schäumfähiges Polymermaterial erforderliche Menge der Behandlungslösung zu bestimmen.
In allen Versuchen wurde als Netzmittel"Nacconol NRSF", ein anionisches Reinigungsmittel, verwendet. Es wurden jeweils 25 g von teilgeschäumten schäumfähigen Polymerperlen mit einer Dichte von 32 g/cm3 verwendet. Die Daten sind in der Tabelle I angegeben, in der das erhaltene Produkt je nach der Einheitlichkeit der Schaumbildung und der Oberfläche als ausgezeichnet, gut, befriedigend oder schlecht bezeichnet ist.
Tabelle I
EMI8.1
<tb>
<tb> Konzentration <SEP> des <SEP> Volumen <SEP> der <SEP> Formverweilzeit <SEP> Bewertung <SEP> des <SEP> Produktes
<tb> Netzmittels <SEP> in <SEP> BLO <SEP> Behandlungslosung <SEP>
<tb> Grew. <SEP> cor'Sekunden
<tb> 5, <SEP> 0 <SEP> 3 <SEP> Kurzschluss
<tb> 5, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 4-5 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> 5 <SEP> Kurzschluss
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> 4 <SEP> Kurzschluss
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> 3 <SEP> 5-6 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 1,0 <SEP> 10 <SEP> Kurzschluss
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> 5 <SEP> Kurzschluss
<tb> 1,0 <SEP> 4,6 <SEP> Kurzschluss
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> gut
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 5 <SEP> schlecht
<tb> 0,3 <SEP> 7 <SEP> 5 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0,
3 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> schlecht
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 8 <SEP> gut
<tb> 0. <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 8 <SEP> schlecht
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> 10 <SEP> 6-7 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 6-7 <SEP> befriedigend
<tb> 0, <SEP> 1 <SEP> 10 <SEP> 8 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 1 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb>
Aus den in der Tabelle I angegebenen Werten kann geschlossen werden, dass die Konzentration von Nacconol NRSF mit ausgezeichneten Ergebnissen zwischen 0, 1 und 5 Gew. -0/0 variieren kann.
Es versteht
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sich, dass die vorstehenden Daten nur genausind, wenn die in Beispiel 1 angegebenen Werte für die Spannung, die Frequenz, den Elektrodenabstand u. dgl. eingehalten werden. Die Beziehung zwischen der Konzentration des Netzmittels und der pro Volumeneinheit des schäumfähigen expandierbaren Polymermaterials erzeugten Wärmemenge ist bereits vorstehend beschrieben worden.
Beispiel 3 : Nach der in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Arbeitsweise wurden mehrere Versuche durchgeführt, in denen als Netzmittel der im Handel unter der Bezeichnung"X-100"erhältliche nichtionische Alkylarylpolyätheralkohol verwendet wurde. Es wurden jeweils 25 g teilgeschäumte schäumfähige Polymerperlen mit einer Dichte von 32 g/cm verwendet. Die Daten sind in Tabelle II angegeben.
Tabelle II
EMI9.1
<tb>
<tb> Konzentration <SEP> des <SEP> Volumen <SEP> der <SEP> Formverweilzeit <SEP> Bewertung <SEP> des <SEP> Produktes
<tb> Netzmittels <SEP> in <SEP> HO <SEP> Behandlungslösung
<tb> Gew. <SEP> -% <SEP> cm3 <SEP> Sekunden
<tb> 20 <SEP> 10 <SEP> 10-11 <SEP> gut
<tb> 10 <SEP> 10 <SEP> 10-11 <SEP> gut
<tb> 10 <SEP> 10 <SEP> 10-11 <SEP> gut
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> schlecht
<tb> 0, <SEP> 1 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> 0. <SEP> 05 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 05 <SEP> 8, <SEP> 4 <SEP> 10 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 05 <SEP> 7 <SEP> 10 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 05 <SEP> 6 <SEP> 10 <SEP> schlecht
<tb> 0. <SEP> 025 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0.
<SEP> 02 <SEP> 10 <SEP> 32 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 02 <SEP> 10 <SEP> 34 <SEP> ausgezeichnet
<tb>
Die obigen Daten gestatten den Schluss, dass unter den angegebenen Bedingungen und bei einer Erhitzungszeit von 10 Sekunden die Konzentration des Polyätheralkohols in der Behandlungslösung zwischen 0, 05 und 20 Gel.-% betragen kann.
Beispiel 4 : Unter Anwendung der in den vorstehend beschriebenen Beispielen beschriebenen Arbeitsweise wurden mehrere Versuche durchgeführt, in denen ein kationisches Netzmittel, Cetyltrimethylammoniumbromid, verwendet wurde. Es wurden jeweils 25 g teilgeschäumte schäumfähige Polymerperlen mit einer Dichte von 32 glcd verwendet. Die Daten sind in der Tabelle Ill angegeben.
Tabelle III
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<tb>
<tb> Konzentration <SEP> des <SEP> Volumen <SEP> der <SEP> Formverweilzeit <SEP> Bewertung <SEP> des <SEP> Produktes
<tb> Netzmittels <SEP> in <SEP> HO <SEP> Behandlungslösung
<tb> Gew. <SEP> -% <SEP> cm3 <SEP> Sekunden <SEP>
<tb> 2 <SEP> 6 <SEP> Kurzschluss
<tb> 2 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> ausgezeichnet <SEP>
<tb> 2 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 2 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 5 <SEP> ausgezeichnet <SEP>
<tb> 2 <SEP> 3.
<SEP> 0 <SEP> 6 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> 0,3 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 8 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 8 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 8 <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> schlecht
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> schlecht <SEP>
<tb>
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Beispiel 5 : Unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise wurden mehrere Versuche durchgeführt, in denen Wasser mit andern Substanzen verglichen wurde, die einen kleineren Ver- lustfaktor haben als Wasser. Es wurden jeweils 25 g teilgeschäumte schäumfähige Polymerperlen mit einer Dichte von 32 g/crn verwendet.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV angegeben.
Tabelle IV
EMI10.1
<tb>
<tb> Geprüfte <SEP> Substanz <SEP> Volumen <SEP> der <SEP> Formverweilzeit <SEP> Bewertung <SEP> des
<tb> Behandlungslösung <SEP> Produktes
<tb> cm <SEP> Sekunden
<tb> Wasser <SEP> 20 <SEP> (etwa) <SEP> 40 <SEP> ausgezeichnet
<tb> Wasser <SEP> 25 <SEP> 52 <SEP> gut
<tb> Wasser <SEP> 30 <SEP> Kurzschluss <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> Wasser <SEP> 35 <SEP> Kurzschluss <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> Wasser <SEP> 40 <SEP> Kurzschluss <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> Äthylenglykol <SEP> 10 <SEP> 60 <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> Mineralöl <SEP> 10 <SEP> 60 <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> Äthanol <SEP> 10 <SEP> 60 <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb> Isopropylalkohol <SEP> 10 <SEP> 60 <SEP> kein <SEP> Produkt
<tb>
Man kommt zu dem Schluss,
dass von den geprüften Substanzen nur Wasser einen für die Bildung des
Polymerschaums genügend hohen Verlustfaktor hat.
Beispiel 6 : Nach der in Beispiel 1 beschriebenen allgemeinen Arbeitsweise wurden 25 g Polystyrolperlen mit 15 cnf einer Paste aus Chlorwachs (einem aliphatischen chlorinierten aliphatischen Koh- lenwasserstoff mit einem Chlorgehalt von etwa 650%'), Wasser und Antimonoxyd im Verhältnis von 3 : 2 : 1 gemischt. Die behandelten Perlen wurden in das Hochfrequenzfeld eingesetzt und 10 Sekunden lang er- hitzt. Man erhielt einen flammendämpfenden Schaum von geringer Dichte.
Beispiel 7 : Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise wurden Versuche mit je 25 g nicht teilgeschäumten schäumfähigen Polystyrolperlen durchgeführt. Als Netzmittel wurde"Nacconol NRSF" verwendet. Die in Tabelle V angegebenen Ergebnisse sind mit denen des Beispiels 2 vergleichbar, doch ist bei einer Erhitzungszeit von 10 Sekunden oder weniger eine etwas höhere Netzmittelkonzentration er- forderlich.
Tabelle V
EMI10.2
<tb>
<tb> Konzentration <SEP> des <SEP> Volum <SEP> der <SEP> Formverweilzeit <SEP> Bewertung <SEP> des
<tb> Netzmittels <SEP> in <SEP> H2O <SEP> Behandlungslösung <SEP> Produktes
<tb> Gew.-% <SEP> cm3 <SEP> Sekunden
<tb> 1,0 <SEP> 2 <SEP> 60 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 1,0 <SEP> 4 <SEP> 25 <SEP> ausgezeichnet
<tb> 5,0 <SEP> 2 <SEP> unter <SEP> 10 <SEP> überhitzt
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EMI10.3
weise des Beispiels 1 mit folgenden Abänderungen angewendet. 15 g schäumfähige Perlen wurden mit 5 cm3 0, 30/oigem "Nacconol NRSF" behandelt und auf einer entsprechend unterstützten Sperrholzplatte zwischen zwei Elektroden eingebracht. Nach 10 Sekunden begann die Teilschäumung der Teilchen. Alle Perlen waren nach 40 Sekunden entsprechend vorgeschäumt.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung von unterbrochenen Bändern aus geschäumtem Polymermaterial und von endlosen Verbundplatten mit höherer Produktionsgeschwindigkeit, geringeren Erzeugungskosten und geringeren Investitionen pro Kapazitätseinheit. Auf diese Weise kann man Pappe
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