DE1010271B

DE1010271B - Verfahren zur Herstellung von Schaumkoerpern

Info

Publication number: DE1010271B
Application number: DEE10313A
Authority: DE
Inventors: William Johnston Smythe
Original assignee: ELASTHOMER CHEMICAL CORP
Current assignee: ELASTHOMER CHEMICAL CORP
Priority date: 1954-03-08
Filing date: 1955-03-07
Publication date: 1957-06-13
Also published as: US2881141A; FR1124083A; GB767465A

Description

Verfahren zur Herstellung von Schaumkörpern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schaumkörpers aus Polyvinylchlorid bzw. aus Vinylchlorid enthaltenden Mischpolymerisaten. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Verbesserung der Gleichförmigkeit des Zellengefüges.
In der USA.-Patentschrift 2 666 036 sind Verfahren zur Herstellung von Vinylharzschäumen beschrieben, bei denen die Vinylharze mit einem inerten Gas, vorzugsweise Kohlendioxyd, unter Druck behandelt werden um die Harze zu veranlassen, Gas zu absorbieren. Die mit Gas imprägnierten Harze werden darauffolgend unter dem Einfluß des angelegten Druckes durch eine Düse in der Form eines ausgedehnten kremigen Schaumes abgegeben.
Bei der praktischen Ausführungsform dieser Verfahren wird im allgemeinen angenommen, daß es nachteilig wäre, die Harze bei hohen Drücken durch eine Düse mit einer kleinen Öffnung abzugeben, da unter diesen Bedingungen die Abgabekraft und die Scherkräfte, die auf das Material an der Austrittsstelle ausgeübt werden, den Schaum zerstören oder wenigstens verschlechtern würden. Demgemäß wurden verschiedene Hilfsmittel vorgesehen, um zu bewirken, daß das Material aus der Düse in Form eines kontinuierlichen Schaumstromes abgegeben wird. Es wurde daher der Druck herabgesetzt, oder es wurde eine große Öffnung benutzt, oder in einigen Fällen wurde das Material durch ein langes Rohr geführt, in welchem ein allmählicher Druckabfall stattfand, bevor es durch eine relativ große Öffnung austreten gelassen wurde.
Es ist jedoch festgestellt worden, daß, wenn der Schaum in dieser Weise erzeugt wird, sein Zellengefüge ungleichförmig ist und daß in den meisten Fällen Gegenstände, die aus solchem Schaum durch Wärmebehandlung hergestellt wurden, unregelmäßige Zellen oder Blasen zeigten, die größer als die Mehrheit der Zellen war. Dies ist aus mehreren Gründen höchst unerwünscht. Beispielsweise ist es bei der Herstellung von Bahnen- oder Blattmaterial üblich, zunächst eine verhältnismäßig dicke Platte zu formen, die danach in dünnere Abschnitte gespalten wird, welche eine Dicke von wenigen mm haben. Wenn nun, wie dies häufig vorkommt, der Durchmesser von solchen an regelmäßigen Zellen die Dicke des Blattmaterials überschreitet oder sich auch ihr nur annähert, muß der Teil des Blatt- oder Bahnenmaterials, das solche Fehler enthält, verworfen werden. Ferner führen solche große Zellen bei den fertigen Gegenständen zu einer mangelnden Gleichförmigkeit hinsichtlich des Druckwiderstandes. Sie ergeben auch Oberflächenunvollkommenheiten, welche das Anfühlen, die Glätte und das Aussehen des fertigen Gegenstandes beeinflussen. Ein fertiger Gegenstand mit einem gleichförmigen Zellengefüge ist in jedem Fall vorzuziehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Schaumkörpern, die aus Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisaten von Vinylchlorid und aus Plastifizierungsmitteln bestehen, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem inerten Gas unter Druck imprägnierte flüssige Kunstharzpaste in ungeliertem Zustand mittels einer Düse in kleine einzelne und voneinander getrennte Tröpfchen zerstäubt wird, die sich beim Auftreffen auf eine Unterlage bzw. Form zu einem kremartigen, voluminösen Schaum mit gleichförmigem Zellengefüge wiedervereinigen, worauf dieser durch Erwärmen geliert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneten Vorrichtung wird an Hand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine einstufige Austrittsdüse, Fig. 2 ist ein ähnlicher Schnitt durch eine zweistufige Austrittsdüse.
Gemäß der Erfindung werden die flüssigen Kunstharzpasten, welche durch Dispergieren des Harzes in genügend Plastifizierungsmittel hergestellt sind und Gas unter Druck absorbiert haben, darauffolgend zersprüht, d. h. in kleine einzelne getrennte Tröpfchen zerteilt. Dies wird dadurch herbeigeführt, daß die mit Gas imprägnierte flüssige Kunstharzpaste durch eine Düse mit einem solchen Druck gepreßt wird, der an der Abgabestelle unabhängig von irgendeinem Druckabfall, der vorher auftreten kann, noch ausreicht, daß diese Paste aus der Öffnung in Form kleiner einzelner getrennter Tröpfchen austritt. Diese Tröpfchen bilden, wenn sie nachher von einer Unterlage bzw. Form aufgefangen werden, einen kremartigen voluminösen Schaum, der im wesentlichen ähnlich demjenigen ist, der nach dem eingangs erwähnten Verfahren erhalten wurde, der jedoch ein gleichförmiges Zellengefüge besitzt. Überraschenderweise ist die Dichte der nach diesen beiden Verfahren gewonnenen Schäume annähernd gleich. Ferner tritt beim Füllen von Formen mit auf diese Weise abgegebenem Schaum oder auch beim Herstellen von Material für Bahnen oder Blätter oder für andere Anwendungszwecke, wo der Schaum auf einer flachen Oberfläche abgesetzt wird, ein Einschließen von Luft oder Gas weniger leicht ein, und die Qualität des fertigen Produktes ist wesentlich verbessert.
Diese Ergebnisse sind als überraschend zu kennzeichnen, weil sie im Gegensatz zu aller bisherigen Erfahrung mit Schäumen, wie z. B. Kautschukmilchschäumen od. dgl., vor ihrer Vulkanisation stehen.
Beim Arbeiten mit solchen Schäumen ist schon lange beobachtet worden, d'aß sie sorgfältig behandelt werden müssen, wenn ein Zusammenfallen des Schaumes vermieden werden soll. Dies trifft auch auf Vinylharzschäume zu. Die Gründe, warum das Zusammenfallen des Schaumes, das eigentlich erwartet werden mußte, nicht eintritt, wenn der Schaum auf diese Weise erzeugt wird, oder warum die Gleichförmigkeit des Zellengefüges des Schaumes stark verbessert ist, sind nicht völlig klar; einen gewissen Aufschluß ergeben jedoch vielleicht die nachstehenden Betrachtungen.
Bei Vinylharzmassen, in denen Gas unter Druck absorbiert worden ist, verursacht jede darauffolgende Verringerung des Druckes eine Freigabe eines Teiles des absorbierten Gases. Jedesmal, wenn eine solche Druckverringerung eintritt, bevor das Material auf Atmosphärendruck entspannt wird, bildet das frei gewordene Gas kleine Zellen oder Blasen, von denen einige, wenn das Material danach in einem fortlaufenden Strom abgeführt wird, sich auszudehnen und zu agglomerieren oder zusammenzuwachsen suchen, um größere Zellen oder Blasen zu bilden. Wenn andererseits das Material versprüht oder atomisiert wird, d. h. in Form von kleinen einzelnen getrennten Tropfzehen abgegeben wird, dann wird jegliches Gas, das vor der Abgabe freigegeben worden ist, an der Austrittsstelle verteilt. Das in den einzelnen Tröpfchen zurückgehaltene Gas und das darauf natürlich freigegeben wird, wird keiner nochmaligen Druckänderung unter- worfen, und es wird wahrscheinlich verhältnismäßig langsam und gleichförmig freigegeben.
In der Zeichnung sind zwei Arten von Düsen dargestellt, die sich für die Erzeugung schaumförmiger Harzmassen eignen. In Fig. 1 ist eine einstufige Düse dargestellt, in welcher die mit Gas imprägnierte flüssige Harzpaste sich unter Druck durch d;en rohrförmigen Teil 1 bewegt und durch eine kleine Öffnung2 austritt. In Fig. 2 ist eine zweistufige Düse dargestellt, bei welcher das Rohr 3 mit Öffnungen 4 und 5 versehen ist, durch welche hindurch das Material sich hintereinander bewegt. Die Öffnung 5 ist größer als die Öffnung 4 und unter diesen Bedingungen ergibt die Abgabe des Materials durch die Düse in die Kammer 6 eine Verringerung des Druckes und eine teilweise Freigabe von Gas, und die Abgabe durch die Düse 5 bewirkt wie zuvor, daß das Material in Form kleiner einzelner getrennter Tröpfchen austritt. Bei der zweistufigen Düse wurde jedoch gefunden, daß eine zufriedenstellende Zerstäubung bereits mit niedrigerem Druck gelingt als bei der Düse der Fig. 1. Dies hat bei einigen Arbeitsgängen daher Vorteile.
Das hier beschriebene Verfahren ist auf Polyvinylchlorid und Mischpolymerisate von Vinylchlorid und mischpolymerisierbare Monomere, wie z. B. Vinylacetat, anwendbar, die in bekannter Weise mit Plastifizierungsmitteln versetzt sind, um eine flüssige Kunstharzpaste in fließfähigem Zustand zu erhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Schaumkörpern, die aus Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisaten von Vinylvhlorid und aus Plastifizierungsmitteln bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem inerten Gas unter Druck imprägnierte flüssige Kunstharzpaste in ungeliertem Zustand mittels einer Düse in kleine einzelne und voneinander getrennte Tröpfchen zerstäubt wird, die sich beim Auftreffen auf eine Unterlage bzw. Form zu einem kremartigen, voluminösen Schaum mit gleichförmigem Zellengefüge wiedervereinigen, worauf dieser durch Erwärmen geliert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zerstäubung der mit Gas imprägnierten flüssigen IOunstharzpaste diese durch eine kleine Öffnung geleitet wird, um den herrschenden Druck wesentlich herabzusetzen, damit eine teilweise Freigabe von in ihm absorbiertem Gas herbeigeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 969 459.