CH315392A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung poröser Formkörper aus thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung poröser   Formkorper    aus thermoplastischen Kunststoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine   Vorriehtung    zur Herstellung poröser Formkörper aus thermoplastischen Kunststoffen.



   Poröse Formkörper aus thermoplastisehen   linnststoffen    werden nach bekannten Verfah  r en dadureh    hergestellt, dass die in Korneroder ähnlicher Teilchenform in Formen ge  füllten    Kunststoffe entweder mittels Lösungsoder   Quellungsmitteln undloder durch Wärme-    einwirkung oberflächlich   klebefähig    gemacht und unter Belassung von Zwischenräumen zwisehen den einzelnen Teilchen durch Anwendung von   Pressdruek    zu einem homogenen Körper geformt werden.



   Verfahren dieser Art sind durch die Notwendigkeit der Anwendung von   Losungs-oder      Quellungsmitteln einerseits lmd    den für die Aufbringung äussern Pressdruckes erforder  lichen    Aufwand an maschinellen   Einrichtun-    gen anderseits umständlich, zeitraubend und kostspielig. Besonders unvorteilhaft sind sie, wenn es gilt, poröse Formkörper von zylindrischer, wie z. B. kerzenförmiger Gestalt zu er  zeugen,    denn hierfür geeignete   Pressmatrizen    zu schaffen, stosst auf erhebliche Sehwierigkeiten.

   Das liegt daran, dass mit   fortschrei-    tender Pressung eines zylindrischen Körpers seine   Diehte,    über die Länge gemessen, un  gleiehmässig    wird und ein   absatzweises    Pressen zur Erzielung gleichmässig dichter Körper sich aus der Natur der Stoffe und der Art ihrer Erwärmung verbietet.



   Zur Erzeugung zylindrischer,   wiez.    B. ker  zenförmiger    Formkörper hat man sich daher so zu helfen versucht, dass man poröse, nach genannten Pressverfahren hergestellte Platten zu Zylindern formt, indem man die porösen Platten nachträglich nochmals erwärmt, wodurch sie wieder weich werden und sieh in die gewünsehte Form biegen lassen. Sie müssen dann aber noch an den Stossstellen verklebt oder verschweisst werden, um einen   geschlos-    senen Körper zu bilden. Zudem ist die Wandstärke so hergestellter Filterzylinder abhängig von der Plattenstärke der zu verformenden Platten und nach unten und oben hin begrenzt, weil poröse Platten aus thermoplastischem Kunststoff nur in gewissen Stärken herstellbar sind.

   Besser sind für diesen Zweck daher schon diejenigen Verfahren, bei welchen die Verbindung der einzelnen Kunststoffteilchen durch die lösende oder quellende Eigenschaft von   Lösungs-bzw.    Quellmitteln erfolgt, und bei denen der durch Lösungsmittel   angelöste    Kunststoff als Klebemittel dient oder die an  gequollenen      Kunststoffkörner    an sich die Eigenschaft haben, sich gegenseitig zu verkleben. Auf diesem Wege angefertigte Körper sind indessen sehr schwer in gleichmässiger  Struktur herzustellen, ausserdem ist es   prak-    tisch fast unmöglich, die aufgewandten Losungsmittel oder Quellmittel wieder restlos aus den erzeugten Körpern rasch oder überhaupt zu entfernen und gegebenenfalls wieder zu gewinnen.

   Abgesehen davon, dass die Handhabung   umständlieh    ist, sind die erwähnten Flüssigkeiten meist noch feuergefährlich und auch in hygienischer Hinsicht nicht immer unbedenklich.



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung poröser Formkörper, insbesondere zylindrischer, wie z. B.   kerzenförmiger    Körper, aus   thermoplasti-      schen Iiunststoffen zn schaffen,    das die geschilderten Mängel md Nachteile nicht im Gefolge hat.



   Es wurde nun gefunden, dass brauchbare poröse Formkörper aus thermoplastisehen Kunststoffen einfach dadurch erzielbar sind, dass der in eine Form eingebrachte, gekörnte, sehüttbate Kunststoff durch blosses Erhitzen, also ohne äussere Druekeinwirkung und ohne Zuhilfenahme von   Lösungs-oder    Quellmitteln, zum Sintern gebracht und ohne äussere   Druekeinwirkung    zum porösen Körper gefertigt wird.



   Besonders vorteilhaft ist es, die Kunststoffmasse in dichten, druckfesten Formen zu erwärmen, und zwar, gemäss besonderer Ausführung des Verfahrens, auf das Zwei-bis Dreifache der   Celsius-Temperatur,    die als ihre     Wärmefestigkeit nach Martens      bezeiehnet wird.



   Bei Verwendung   dicter,      druekfester    Formen ist es zweckmässig, sie aus einem Werkstoff herzustellen,   dessen'Wärmeausdehnungs-    zahl geringer ist als diejenige der Kunststoffmasse.



   Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist es lediglich notwendig, den in körniger Form, etwa als Pulver oder   Grana-    lat vorliegenden thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise ein Polymerisat oder ein   Poly-    kondensat, in eine der gewünschten Gestalt des zu bildenden Formkörpers entsprechende Form einzubringen und ihn in üblieher Weise zu erhitzen, bis die Teilehen-Oberfläehen klebfähig erweichen und   dadureh unter Belassung    von der jeweiligen Korngrösse entspreehenden Zwischenräumen zusammensintern. Der er  kaltete    Körper ist dann zur Verwendung fertig, ohne dass die Masse ein   Lösungs-oder    Quellmittel enthält, das irgendwie entfernt oder wiedergewonnen werden müsste.

   Ebenso fällt die Ausübung äussern, mechanisch erzeugten Pressdruekes weg.



   Eine bevorzugte Ausführungsform des er  findungsgemässen    Verfahrens ist aber die, bei der die gekörnten Teilchen des Kunststoffes in eine   dicht und drucktest verschliessbare Ma-    trize eingefüllt werden, deren Werkstoff zweckmässig eine kleinere Ausdehnungszahl als der Kunststoff besitzt. Die gefüllte Matrize wird dann   lest    verschlossen und erwärmt.



   Die Erwärmung der Formen kann auf jede geeignete Weise erfolgen. Entweder können die Formen selbst mit Heizvorrichtungen versehen sein, beispielsweise mit elektrisehen W iderstands-Heizkörpern, oder sie können zweeks Erwärmung in Öfen,   Troekenschränke    oder dergleichen eingebracht werden, so dass ein Ofen oder dergleichen Heizgerät genügt, um eine Vielzahl von Formen, wie z. B. Matrizen, zu erhitzen.



   Durch den   druekdiehten    Abschluss der Matrize wird bei der Erwärmung ein innerer Überdruck erzeugt, der eine sehr innige Ver  kittung    der Kunststoffteilehen herbeiführt, so dass ein besonders fester, jedoeh poröser Körper entsteht. Hat die Matrize zudem noeh eine geringere Wärmeausdehnungszahl als die Kunststoffmasse, so lässt sich eine weitere Drucksteigerung erzielen, die eine besondere Festigkeit an der der   Matrize zunäehstliegen-    den Fläche des Körpers zur Folge hat.



   Bei genügend grossem Unterschied in den Wärmeausdehnungszahlen des Kunststoffes und des Werkstoffes der Matrize lässt sich ein ausreichend hoher Druek im Innern der Matrize erzeugen, der immer gleich bleibt, wenn bei konstanter   Kunststoffmenge    immer die gleiche Arbeitstemperatur angewendet wird. 



      : 1-sf-uh. rungsbeispiel fiir die Herstellung ei, es zylin, drischen Filterlco-rpers   
Eine druckfeste, zylindrische Büehse, beispielsweise aus Metall oder Porzellan, die einen hohlen oder massiven Kern aus vorzugsweise   gleichem Werkstoff enthält,    wird mit dem zu verarbeitenden pulverigen Polyvinyl  ehlorid    (PCU) vollständig gefüllt und dicht und druckfest verschlossen. Hierauf wird die geschlossene Büchse auf eine   Behandlungstem-    peratur von   150     C, die etwa dem Zweifachen der Temperatur entspricht, die man als     Wärmefestigkeit nach Martens        (70     C) bezeiehnet, erwärmt, die acht Minuten auf die Masse einwirkt, worauf der Formkörper innerhalb von zwanzig Minuten abgekühlt wird.



  Beim Öffnen der Büchse liegt der Formkörper aus thermoplastischem porösem Kunststoff gebrauchsfertig vor.



   Naeli dem geschilderten Verfahren können poröse Formkörper beliebiger Gestalt, insbesondere solehe, welche die Anwendung äussern, mechanischen Pressdruckes nicht oder nur unter   Sehwierigkeiten    zulassen, ohne weiteres einwandfrei hergestellt werden.



   Der verwendete Kunststoff kann dabei aueh mit Weichmachern versehen sein, so dass elastisehe, poröse Formkörper erzeugt werden können, deren Verwendung beispielsweise als Filterkerzen für die Gas-und   Flüssig-      keitsreinigung,    von besonderem Vorteil ist, weil sie im Gegensatz zu bekannten keramisehen und   Kunststoffilterkörpern    völlig   stoss-    und sehlagunempfindlieh sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von porösen Formkörpern, insbesondere solchen von zylin drischer Gestalt, aus thermoplastischen Kunststoffen, bei welchem gekörnte Teilchen des Kunststoffes zwecks oberflächlicher kleb fähiger Erweichung erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der in eine Form eingebrachte, sehüttfähige Kunststoff durch blosses Erhitzen, also ohne äussere Druckeinwirkung und ohne Zuhilfenahme von Lösungs-oder Quellmitteln, zum Sintern gebracht und ohne äussere Druckeinwirkung zum porösen Körper gefertigt wird.

   II. Vorriehtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Form aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnungszahl geringer ist als diejenige der Kunststoffmasse.

   UNTERANSPRÜCHE 1-. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeiehnet, dass die Kunststoffmasse in dichten, druekfesten Formen erwärmt wird.

   2. Verfahren nach Patentansprueh I und Unteransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmasse auf das Zwei-bis Dreifache der Celsius-Temperatur erwärmt wird, die als ihre Wärmefestigkeit nach Martens bezeichnet wird.