CH615205A5 - Elastic, soft foam material and its manufacture - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein elastisches, weiches Schaummaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Bei der heutigen Herstellung von elastischen, weichen Schaummaterialien wird kristallinischer Calcit oder Dolomit als Füllmittel mit dem Grundmaterial vermischt, welches aus Naturkautschuk-Latex oder Kunstkautschuk-Latex oder Gemischen davon, Kunststoffdispersionen, weichen Polyurethan-addukten, PVC-Plastisolen usw. nebst den erforderlichen Zusätzen bestehen kann, wonach das Gemisch durch Schaumschlagen oder mit Treibmitteln geschäumt wird, bis die erwünschte Dichte erhalten worden ist. Die Fertigungskosten können durch gesteigerte Gehalte an Füllmittel und gesteigertes Schäumen reduziert werden, aber gleichzeitig werden die Festigkeitseigenschaften des fertigen Erzeugnisses durch diese Massnahmen beeinträchtigt, die somit durch die an die Qualität des fertigen Erzeugnisses gestellten Anforderungen begrenzt sind.
Seit einigen Jahren sind auf dem Markt kleine, gasgefüllte Hohîkugeln aus Aluminiumsilikat, sog. Mikrosphären, erhältlich, die ein Bestandteil der bei gewissen Kraftwerken mit Kohlenfeuerung anfallenden, sog. Flugasche sind. Diese Mikrosphären haben eine Grösse im allgemeinen von etwa 200 - 300 ji mit einer Wanddicke von vorzugsweise zwischen 3 und 5 [i, sowie einem Volumengewicht von meist 0,3 - 0,7 g/crrr. Die Mikrosphären sind als gewichtsverringerndes Mittel in härtbaren Kunststoffmassen, Beton usw. verwendet worden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher benutzten Typen von elastischen, weichen Schaummaterialien zu verbessern, deren Grundmaterial ausgewählt ist aus der Naturkautschuk-Latex, Kunstkautschuk-Latex, Kunststoffdispersionen, weichen Polyurethanaddukten, PVC-Plastisolen umfassenden Gruppe. Diese Verbesserung erfolgt mit Hilfe der genannten Mikrosphären.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,
dass das Material teils armierte Zellen, die aus gasgefüllten, hohlen Mikrosphären aus Aluminiumsilikat bestehen, welche gasgefüllte Mikrosphären ein Bestandteil der bei Kraftwerken mit Kohlenfeuerung anfallenden Flugasche sind, und teils unarmierte Zellen aus einem oder mehreren der angegebenen geschäumtem Grundmaterialien enthält.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung des elastischen, weichen Schaummaterials, und dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass gasgefüllte, hohle Mikrosphären aus Aluminiumsilikat welche gasgefüllte Mi-5 krosphären ein Bestandteil der bei Kraftwerken mit Kohlenfeuerung anfallenden Flugasche sind, einem Grundmaterial beigemischt werden, das ein oder mehrere geschäumte Materialien der Naturkautschuk-Latex, Kunstkautschuk-Latex, Kunststoffdispersionen, weiche Polyurethanaddukte, PVC-io Plastiscle umfassenden Gruppe enthält, und dass das Gemisch durch Schaumschlagen oder mit Treibmitteln zur erwünschten Dichte geschäumt und dann in bekannter Weise fertigbehandelt wird.
Durch Einmischen von Mikrosphären in das Grundmais terial und das darauffolgende Schäumen dieses Materials erhält man nach Endbehandlung ein Schaummaterial mit zwei Typen von gasgefüllten Zellen, und zwar teils gasgefüllten, armierten Hohlzellen, und teils gasgefüllten, unarmierten Hohlzellen. Der gasförmige Inhalt der armierten Zellen 20 trägt dabei wesentlich zur Eindruckcharakteristik des Materials bei. Durch die hohe Verdichtbarkeit des Gases erhöhen die Gas- oder Luftzellen die Elastizität und Weichheit des Schaumes, Eigenschaften die in vielen Fällen wünschenswert sind. Die armierten Zellen bilden dagegen einen stump-25 fen Verband mit der umgebenden Kunststoff- oder Elastmasse und bestimmen im wesentlichen die Festigkeitseigenschaften des Materials. Das neue Material ist bedeutend leichter als die bekannten Materialien entsprechender Art und hat bessere Festigkeitseigenschaften, insbesondere eine höhere 30 Festigkeit gegen Aufblätterung.
Die Erfindung ist im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben, die sich teils auf die Herstellung eines Latexgemisches gemäss sowohl dem bisherigen als auch dem neuen Verfahren und teils auf die Her-35 Stellung vcn PVC-Plastisolen zum mechanischen Schäumen gemäss sowohl dem bisherigen als auch dem neuen Verfahren beziehen.
Beispiel 1
40 Die Herstellung eines Latexgemisches gemäss dem bisherigen Verfahren (Rezept A) und dem neuen Verfahren (Rezept B).
45 Beispiel eines Latex-Gemisches Rezept A Rezept B
Kunstkautschuk-Latex
(65% Trockengehalt) 100 100
50 Vuikanisierpasta
(40% Trockengehalt) 55 55
N aturkautschuk-Latex
(60% Trockengehalt) 115 115
55 Kristallinisches Füllmittel 135 —
Keramische Mikrosphären — 100
405 370
60 Geschäumt zu g/1 380 230
Das Gemisch wird kontinuierlich in eine Schaumschlagmaschine vom Typ Eur-O-Matic eingebracht und mechanisch 65 verrührt. Das Rezept B, welches Sphären einer Dichte von 0,6 g/cm3 enthält, ergibt nach Verrühren mit derselben Luftmenge wie im Rezept A einen Schaum, der um etwa 150 g leichter pro Liter ist.
3
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Der Schaum wird dann zu einer Beschichtungsmaschine geleitet, wo er mit Hilfe einer Walze oder Rakel einer Bahn, beispielsweise einer Textilmatte, aufgetragen wird. Die den Schaum tragende Bahn wird zur Vulkanisation durch Öfen mit einer Temperatur von etwa 150°C geleitet.
Versuche haben gezeigt, dass das in dieser Weise hergestellte Schaummaterial weit bessere mechanische Eigenschaften aufweist, z.B. eine höhere Festigkeit gegen Aufblätterung.
Die Menge zugesetzter Mikrosphären kann wechseln und beträgt maximal etwa 60 Gew.-%.
Beispiel 2
Die Herstellung von PVC-Plastisolen zum mechanischen Schäumen gemäss dem bisherigen Verfahren (Rezept A) und dem neuen Verfahren (Rezept B).
Beispiel von PVC-Plastisolen zum mechanischen Schäumen
Rezept A Rezept B
PVC
Weichmacher
Stabilisator
Schaumemulgator
Kristallinisches Füllmittel, z.B. Calcit Keramische Mikrosphären
Geschäumt zu g/1
100 60 2 4 20
186 500
100 60 2
20
186 425
Das Plastisol wird kontinuierlich in eine Schaumschlagmaschine vom Typ Eur-O-Matic oder Oakes eingebracht, in der die PVC-Pasta infolge der im Gemisch vorhandenen Schaumemulgatoren verrührt werden kann. Diese Schaum-5 emulgatoren können vom Seifen- oder Silikontyp sein.
Je nach dem Aufbau des Gemisches und der Menge zugeführter Luft ist ein leichterer oder schwererer Schaum erhältlich. Das Rezept A enthält ein normales, kristallinisches Füllmittel (Dichte etwa 2,6 g/cm:l), während das Rezept B io Mikrosphären enthält. Infolge der niedrigeren Dichte der Mikrosphären (etwa 0,6 g/cm:i) ergibt das Rezept B nach Verrühren mit derselben Luftmenge wie im Rezept A einen Schaum, der um etwa 75 g/1 leichter ist als der Calcit enthaltende Schaum gemäss dem Rezept A. 15 Die mechanische Festigkeit eines Schaums ist u.a. vom Volumengewicht und dem Volumen des verwendeten Füllmittels abhängig. Obgleich das Füllvolumen des Mikrosphären enthaltenden Schaums höher ist, hat dieser Schaum eine doppelt so hohe Festigkeit gegen Aufblätterung als ein 20 Schaum, der Calcit als Füllmittel enthält. Dank der Einmischung von Mikrosphären erhält man somit einen Schaum mit überlegenen mechanischen Eigenschaften.
Die Menge zugesetzter Mikrosphären kann wechseln und beträgt in diesem Falle maximal etwa 50%, berechnet auf 25 das Gesamtgewicht des Gemisches.
30
35
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Claims (2)
1. Elastisches, weiches Schaummaterial mit einem Grundmaterial, das ein oder mehrere geschäumte Materialien der Naturkautschuk-Latex Kunstkautschuk-Latex, Kunststoffdispersionen, weiche Polyurethanaddukte, PVC-Plastisole umfassenden Gruppe enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es teils armierte Zellen, die aus gasgefüllten, hohlen Mikro-sphären aus Aluminiumsilikat bestehen, welche gasgefüllte Mikrosphären ein Bestandteil der bei Kraftwerken mit Kohlenfeuerung anfallenden Flugasche sind, und teils un-armierte Zellen aus geschäumtem Grundmaterial enthält.
2. Verfahren zur Herstellung des elastischen, weichen Schaummaterials gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gasgefüllte, hohle Mikrosphären aus Aluminiumsilikat, welche gasgefüllte Mikrosphären Bestandteil der bei Kraftwerken mit Kohlenfeuerung anfallenden Flugasche sind, einem Grundmaterial beigemischt werden, das ein oder mehrere geschäumte Materialien der Naturkautschuk-Latex, Kunstkautschuk-Latex, Kunststoffdispersionen, weiche Polyurethanaddukte, PVC-Plastisole umfassenden Gruppe enthält, und dass das Gemisch durch Schaumschlagen oder mit Treibmitteln zur erwünschten Dichte geschäumt und zum Schaummaterial verarbeitet wird.
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