DE10227039A1

DE10227039A1 - Herstellung von PS-Schaumpartikeln

Info

Publication number: DE10227039A1
Application number: DE10227039A
Authority: DE
Inventors: Jean Paul Strasser; Dag Landvik; Juergen Bruning
Original assignee: Fagerdala Benelux Sa Thimister-Clermont; Fagerdala Benelux S A; Fagerdala Deutschland GmbH
Current assignee: Fagerdala Deutschland GmbH
Priority date: 2001-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Nach der Erfindung wird die Herstellung kohlendioxidgetriebener PS-Schaumpartikel durch Extrudieren unter Einhaltung besonderer Rahmenbedingungen möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schaumpartikeln aus Polystyrol (PS). Schaumpartikel (auch Beads genannt) dienen zur Herstellung von Formteilen. Die Schaumpartikel werden in eine Form gefüllt und dort an der Oberfläche erwärmt, bis es zu einem Anschmelzen der Oberfläche kommt. Unter dem in der Form bestehenden Druck kommt es dann zu einer Verschweißung der Schaumpartikel bzw. zu einer Verbindung der Partikel durch Versintern. Im folgenden wird immer nur die Schweißverbindung genannt. Das schließt die Verbindung durch Sintern ein.
Für die Erwärmung werden Schaumpartikel in der Form mit Heißdampf beaufschlagt. Der Heißdampf kann mit erhöhtem Druck ohne weiteres die notwendigen Temperaturen erreichen. Solche Formteilautomaten und deren Betrieb sind in folgenden Druckschriften beschrieben: WO 00/48813, EP-A-7321, US-A-4264544, DE-A-33 30 826, DE-A-19 94 602, EP-A-351812, EP-A-112018.
Das klassische Verfahren zur Herstellung von Schaumpartikeln verwendet einen Autoklaven. Dabei wird Kunststoffgranulat (Mikropellets, Mikrogranulat) in einer Dispersion unter Druck und Temperatur gewonnen. Zugleich wird insbesondere Pentan als Treibmittel einpolymerisiert. Das Treibmittel ist in die Matrix eingeschlossen. Es ist möglich, das eingeschlossene Treibmittel durch Erwärmung und Erweichung zu aktivieren. Mit der Erwärmung kommen die Mikropellets zur Erweichung, so daß die gleichzeitige Expansion des erwärmten Treibmittels zu einer bleibenden Verformung der Mikropellets führt. Der Vorgang kann durch eine Druckänderung, nämlich eine Druckreduzierung, unterstützt werden. Beides, die Erwärmung und Druckänderung, wird in der Regel mit einem Autoklaven bewirkt. Nach der Erwärmung auf die Schäumtemperatur werden die Mikropellets schlagartig in eine Umgebung niedrigeren Druckes entlassen. Es entstehen die gewünschten Gaszellen in dem Kunststoff. Durch Abkühlung des Kunststoffes werden die Zellen eingefroren. Art und Umfang der Zellen hängen von der Menge des Treibgases und von den Druck- und Temperaturverhältnissen ab. Daneben sind noch andere Einflüsse zu berücksichtigen.
Die Schaumpartikel können je nach Material in loser Schüttung bei 100 Grad Celsius, maximal bei 125 Grad Celsius, geschäumt werden, bevor sie in einen Formteilautomaten gefüllt und in der oben beschriebenen Weise Formteile aus den Schaumpartikeln erzeugt werden. Dabei ist die Fachsprache unscharf.
In Bezug auf die Herstellung der Schaumpartikel handelt es sich um eine Nachverformung. In diese Richtung muß die Bezeichnung Nachschäumen verstanden werden.
In Bezug auf die Formteilbildung in dem Formteilautomaten handelt es sich um eine Vorverformung. In diese Richtung muß die Bezeichnung Vorschäumen verstanden werden.
Das Raumgewicht der Formteile wird anwendungsbezogen eingestellt. Das heißt, durch Schäumen wird das jeweils gewünschte Raumgewicht eingestellt. Durch geringes Schäumen entstehen Schaumpartikel mit hohem Schüttgewicht. Durch starkes Schäumen entstehen Schaumpartikel mit geringem Schüttgewicht.
Die Blähung ist relativ leicht, weil in der Matrix der PS-Schaumpartikel das Pentan eingeschlossen ist. Dieses Pentan kann relativ leicht durch Erwärmung der Schaumpartikel aktiviert werden. Dabei können Raumgewichte/Schüttgewichte erreicht werden, die auch die Herstellung von Formteilen mit einem Raumgewicht bis 20 kg pro Kubikmeter und auch darunter erlauben.
Die Herstellung von PS-Schaumpartikeln hat auf dem beschriebenen Weg zu außerordentlich großen und auch wirtschaftlichen Anlagen geführt. Außerdem ist der Transport von Schaumpartikeln hohen Raumgewichtes wirtschaftlicher als der Transport von Schaumpartikeln niedrigen Raumgewichtes. Deshalb ist es von Vorteil, das Blähen bei dem Anwender vorzunehmen.
Die Bemühungen der Fachwelt um den Einsatz von Kohlendioxid als Treibgas ist in der Praxis an der Schaumpartikel-Herstellung vorbeigegangen und hat lediglich Anwendung in der Herstellung extrudierter Plattenstränge gefunden.
Das ist umso bemerkenswerter, als es seit langem bekannt ist, Schaumpartikel auch durch Extrudieren dünner Schaumstränge und deren Granulierung zu erzeugen.
Hierzu wird z. B. auf die US-PS 4606873 verwiesen. Darin ist das Extrudieren von PS- Schaumpartikeln beschrieben. Es ist ein für das Extrudieren von PS-Schaum bekannter Schneckenextruder vorgesehen. Das muß nach dem Stand der Praxis ein Einschneckenextruder sein.
Das Polystyrol wird im Extruder plastifiziert, anschließend ein Treibmittel eindosiert. Als Treibmittel sind flüssige, organische Mittel vorgesehen, vorzugsweise aliphatische, gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie n-Pentan, Isopentan oder Mischungen davon.
Die so mit Treibmittel beladene Schmelze wird durch eine Matrize mit Düsenöffnungen gedrückt, so daß dünne Schmelzestränge austreten und aufschäumen.
Diese Schmelzestränge werden sofort unter Anwendung von Wasser granuliert.
Mit dem Wasser gelangen die Schaumpartikel in einen Behälter, in dem die Schaumpartikel kontrolliert gekühlt werden. Nach ausreichender Abkühlung werden die Schaumpartikel von dem Wasser getrennt.
Bei der US-PS 4606873 ist kein Kohlendioxid als Treibmittel vorgesehen, obwohl die Fachwelt bereits zur damaligen Zeit um die Herstellung rein kohlendioxidgetriebener PS- Schaumfolien und PS-Schaumplatten bemüht war.
Dahinter stehen bei der Herstellung von Schaumfolien und Schaumplatten mehrere Gründe. Dazu gehört der Umweltvorteil von Kohlendioxid. Kohlendioxid ist ein natürliches Gas und wird von den Pflanzen abgebaut. Wenn Kohlendioxid als Treibmittel aus der Luft gewonnen wird und anschließend wieder in die Umgebungsluft entweicht, geht von der Kunststoffschaumherstellung keinerlei Gefahrenpotential aus. Es wird auch der Treibhauseffekt nicht erhöht, weil nicht mehr Kohlendioxid in die Umgebung entweichen kann als vorher aus der Umgebungsluft entnommen worden ist.
Zu den Gründen für die angestrebte Anwendung von reinem Kohlendioxid gehört auch, daß Kohlenwasserstoffverbindungen als Treibmittel ein erhebliches Brandpotential beinhalten und deshalb auch nicht gern in Mischung mit Kohlendioxid eingesetzt werden.
Für die Anwendung von Kohlendioxid auf die Schmelzestränge für Schaumpartikel stand sowohl die Verwendung chemischer Mittel (die im Extruder Kohlendioxid freisetzen) als auch das Eindosieren flüssigen Kohlendioxids offen. Dabei wäre in Anwendung der Erfahrungen aus der Schaumfolienherstellung und Schaumplattenherstellung ohne weiteres ein Extrudieren rein Kohlendioxid beladener PS-Schmelze möglich gewesen.
Das muß auch vor dem Hintergrund zahlreicher, allgemeiner Hinweise auf Kohlendioxid gewürdigt werden. Das gilt auch für Schutzrechtsanmeldungen. Je nach Anmelder findet sich in verschiedenen Anmeldungen die gleiche Aufzählung der Treibmittel, wie ein Textbaustein.
Gleichwohl ist die Anwendung von Kohlendioxid für PS-Schaumpartikel nicht Praxis geworden.
Das konsequente Beharren der Schaumpartikel bei den Kohlenwasserstoffen als Treibmittel bedarf einer Erklärung: Der Grund für die mangelnde Anwendung von Kohlendioxid bei Schaumpartikeln ist im Schäumen zu suchen. Während das Pentan sich in der Matrix löst, diffundiert das Kohlendioxid als Treibmittel bereits innerhalb weniger Stunden aus den PS- Schaumpartikeln aus. Kohlendioxid löst sich nicht im Polystyrol.
Außerdem wird die Schaumpartikelherstellung von der Autoklav-Technik beherrscht, so daß weltweit nur sehr wenige Extruder mit der Herstellung von Schaumpartikeln befaßt sind.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, Schaumpartikeln in der Praxis einzuführen, die durch Extrudieren von Polystyrolschaumsträngen und deren Granulieren entstanden sind, wobei als Treibmittel vorzugsweise allein Kohlendioxid verwendet wird und wobei vorzugsweise soviel Treibmittel zugegeben wird, daß Schaumpartikel mit einem Schüttgewicht von höchstens 50 kg pro Kubikmeter entstehen. Das Schüttgewicht ist das Gewicht der Schaumpartikel in loser Schüttung bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck und ist mitbestimmt durch das Hohlraumvolumen zwischen den Schaumpartikeln. Das Raumgewicht wird ohne das Hohlraumvolumen bestimmt. Im weiteren wird unterstellt, daß das Schüttgewicht nicht mehr als 30% des Raumgewichts übersteigt.
Das Raumgewicht des Formteiles kann aus den unten erläuterten Gründen von dem Schüttgewicht und dem Raumgewicht der Formteile erheblich abweichen.
Die notwendige Treibmittelmenge für jedes gewünschte Schüttgewicht läßt sich aus dem Hohlraumvolumen der Schaumpartikel und den Gasverlusten des Herstellungsvorganges berechnen oder mit wenigen Versuchen einstellen.
Nach der Erfindung werden dadurch die gewünschten Schaumpartikel erreicht,
daß eine Polystyrolmischung verwendet wird, deren Kunststoffanteile unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen, und
daß das Kohlendioxid in flüssiger Form bis an den Extruder geführt und in überkritischem Zustand in den Extruder eingespritzt wird und
daß das Kohlendioxid so in der Schmelze verteilt wird, daß die Zellgröße in den entstandenen Schaumpartikeln höchstens 0,3 mm, vorzugsweise höchstens 0,1 mm ist und
daß die entstandenen Schaumpartikel in einem Formteilautomaten zum Verschweißen mit einem Heißdampf beaufschlagt werden, welcher dem Polystyrolmischungsanteil mit der höheren Schmelztemperatur angepaßt ist, so daß der Polystyrolmischungsanteil mit der niedrigeren Schmelzetemperatur zu einer Außenhaut abschmilzt.
Die Erfindung mischt das Kohlendioxid rein mechanisch in die Schmelze ein. Die Mischleistung, welche zum Erreichen der vorgesehenen Zellgröße notwendig ist, wird vorzugsweise unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders bzw. durch Verwendung eines Doppelschneckenextruderabschnittes erreicht. Dabei kann der gesamte Extrusionsvorgang mittels eines einzigen Doppelschneckenextruders dargestellt werden. Oder es können mehrere Extruder in einer Tandemanlage bzw. in einer Kaskadenanlage zusammenwirken. Zeitgemäße Extruder können darüber hinaus verschiedene Extrudersysteme in sich vereinigen. Ein solcher Extruder kann einen Doppelschneckenextruderabschnitt im Bereich des Treibmitteleinspritzens und Treibmitteleinmischens besitzen und im übrigen (z. B. im notwendigen Kühlbereich) als Einschneckenextruder ausgebildet sein. Dabei setzt sich in der Regel eine der Schnecken des Doppelschneckenextruderabschnitts in dem Einschneckenextruderabschnitt fort. Der Doppelschneckenextruder besitzt in normaler Ausfertigung gegenüber einem Einschneckenextruder eine sehr viel höhere Mischleistung. Das ist bekannt. Es ist auch bekannt, die Mischleistung eines Einschneckenextruders durch besonders ausgebildete Schnecken zu steigern. Allerdings ist das nur in beschränktem Umfang möglich, weil die bekannten Maßnahmen zur Steigerung der Mischleistung die anderen, gewünschten Extruderleistungen beeinträchtigen.
Die flüssige Zuführung von Kohlendioxid wird mit einer Kühlung und entsprechendem Druck sichergestellt. Ein überkritischer Zustand von Kohlendioxid entsteht, wenn das Kohlendioxid trotz der herrschenden Temperatur aufgrund des gleichzeitig bestehenden Druckes nicht aus dem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand übergehen kann.
Während des Extrusionsvorganges wird die Schmelzetemperatur in üblicher Weise gesteuert. Das schließt beim Einziehen und Plastifizieren des PS eine vorteilhafte Wärmezuführung und im übrigen eine Kühlung ein. Die Kühlung erfolgt in der Regel bis zum Austritt der Schmelze in das Extrusionswerkzeug.
Zur Kühlung/Beheizung sind im Extrudergehäuse bzw. in den Schnecken entsprechende Leitungen für Kühlmittel bzw. Heizmittel vorgesehen.
Das Extrusionswerkzeug ist wahlweise eine bekannte Düsenscheibe. Dann handelt es sich um eine Scheibe mit Durchtrittsöffnungen (Düsen), die im Abstand voneinander angeordnet sind. Es sind auch andere Extrusionswerkzeuge für eine Granulierung bekannt, z. B. Ringe oder Hülsen mit Düsen, die am Umfang angeordnet sind.
Vor dem Extrusionswerkzeug herrscht ein Schmelzedruck, der eine Expansion des Treibmittels unterdrückt.
Bei Verlassen des Extrusionswerkzeuges tritt die Schmelze in eine Umgebung geringen Druckes, z. B. Atmosphärendruck. Dadurch expandiert das in der Schmelze fein verteilte Treibmittel. Es entstehen feine PS-Schaumstränge. Diese Stränge werden vorzugsweise sofort und unter gleichzeitiger Anwendung einer Wasserkühlung granuliert.
Selbst bei ausschließlicher Verwendung von Kohlendioxid als Treibmittel ist noch eine ausreichende Kühlung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegeben. Dabei ist die Kühlwirkung des Kohlendioxids gering, wesentlich geringer als die Kühlung von Propan oder Butan oder dergleichen als Kühlmittel. Die geringe Kühlwirkung von Kohlendioxid wird als eine der Ursachen für die beschränkte Anwendbarkeit von Kohlendioxid auf PS- Schaumplatten angesehen. Von komprimierten Gasen ist bekannt, daß die Gase bei Entspannung eine Abkühlung erfahren. Aufgrund der Kühlwirkung findet ein Temperaturabfall in der extrudierten Schmelze statt. Bei ausreichender Kühlwirkung an den Zellwänden des sich bildenden PS-Schaumes wird die Schmelze immer zäher, bis die Zellbildung ein Ende findet. Kohlendioxid hat nicht nur eine geringe Kühlwirkung. Kohlendioxid expandiert auch sehr viel schneller. Mit Kohlendioxid muß die Kühlung deshalb in wesentlich kürzerer Zeit als mit anderen Treibmitteln herbeigeführt werden. Je dicker die Kunststoffschaumplatten sind, desto eher entstehen offene Zellen in dem Kunststoffschaum. Die Erfindung führt das auf eine unzureichende Kühlung innerhalb großer Schmelzemengen zurück.
Die Erfindung hat die Zusammenhänge erkannt und darüber hinaus erkannt, daß der Nachteil umso geringer zur Wirkung kommt, je kleiner die aufschäumende Schmelzemenge ist. Je nach Abmessungen der Düsen im Extrusionswerkzeug besitzen die entstehenden Schaumpartikel Durchmesser von 0,5 bis 15 mm, vorzugsweise 2 bis 6 mm. Insbesondere im Durchmesserbereich kleiner 6 mm ist die Schmelzemenge schon so gering, daß eine noch fehlende Kühlwirkung durch eine zusätzliche, an sich bekannte Wasserkühlung dargestellt werden kann.
Bei den angegebenen Schaumpartikel-Durchmessern wird vereinfachend unterstellt, daß die entstehenden Schaumpartikel genau kugelig sind. Je nach Granulierungsverfahren entstehen auch anders geformte Schaumpartikel. Dann wird deren Volumen auf eine kugelige Schaumpartikelform umgerechnet.
Aufgrund der feinen Verteilung des Kohlendioxids in der Schmelze entsteht ein feinzelliger Schaum. Die Erfindung nimmt dabei in Kauf, daß der feinzellige Schaum ein an sich unerwünschter Weichschaum ist.
Überraschenderweise wird aus dem Weichschaum ein mittelharter Schaum, wenn die entstandenen Schaumpartikel in einem Formteilautomaten eingesetzt werden und mit einem Heißdampf beaufschlagt werden, welcher dem PS-Mischungsanteil in den Schaumpartikeln mit der höheren Schmelzetemperatur angepaßt ist.
Angepaßt heißt: Die Temperatur des Heißdampfes ist so eingestellt, daß die in den Formteilautomaten eingefüllten Schaumpartikel an der Oberfläche angeschmolzen werden und unter Druck miteinander verschweißen. Durch genaue Dosierung des Heißdampfes wird üblicherweise verhindert, daß mehr von den Partikeln an- und abgeschmolzen wird, als zum Verschweißen der Partikel erforderlich ist.
Vorzugsweise erfolgt die Temperatursteuerung durch intermittierende Dampfstöße und durch die Messung der Dampftemperatur und die Bemessung der Zahl der Dampfstöße sowie durch deren zeitliche Länge und deren Abstand.
Für den PS-Mischungsanteil mit dem niedrigeren Schmelzpunkt in den Schaumpartikeln ist diese Temperatur allerdings zu hoch. Dieser PS-Mischungsanteil wird außen an den Schaumpartikeln zu einer Haut abgeschmolzen. Auch außen an dem entstehenden Formteil sich eine glatte Haut. Vorteilhafterweise erreichen die Formteile aus den Kohlendioxid getriebenen Schaumpartikeln dadurch nicht nur eine gleichwertige Festigkeit wie herkömmlich hergestellte Schaumpartikel. Die Festigkeit kann auch darüber hinaus noch gesteigert werden. Außerdem entsteht eine glatte Außenfläche mit einer Reihe von Vorteilen. Dazu gehören die bessere Anmutung und diverse Verarbeitungsvorteile der hergestellten Formteile.
Eine weitere, günstige Wirkung geht von dem PS-Mischungsanteil mit dem niedrigeren Schmelzepunkt in der Düse aus. Dort kann dieser PS-Mischungsanteil übliche Gleitmittel ganz oder teilweise ersetzen.
Es ist von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren ergänzt wird durch:

a) eine genaue Steuerung der Kohlendioxidzugabe;
b) eine sichere Druckhaltung bis zum Schmelzeaustritt;
c) eine genaue Steuerung der Heißdampfbeaufschlagung im Formteilautomaten.

Die Extrudertechnik eröffnet für den Anwender noch weitere Vorteile:
Der Extruder kann bei dem Anwender der Schaumpartikel aufgestellt werden.
Das belastet den Anwender zwar mit einem zusätzlichen Prozeßschritt und notwendigen, zusätzlichen Investitionen. Auf der anderen Seite reduzieren sich die Transportkosten, weil jetzt ungeschäumtes PS-Einsatzmaterial zum Anwender transportiert werden kann. Für den Anwender eröffnet sich darüber noch ein weiteres, positives Geschäftsfeld, weil der Anwender nun zum PS-Rohstoffeinkäufer wird.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß die Extrudertechnik sehr viel leichter umstellbar/umrüstbar ist auf andere Schaumpartikel als gebräuchliche Herstellungsanlagen mit Autoklaven.
Mit dem Extruderkonzept sind Spezialitäten zu erschwinglichen Kosten herstellbar, mit gebräuchlichen Herstellungsanlagen nicht.
Für den Bau einer ersten, geeigneten Anlage ist nur ein Extruder kleiner Leistung erforderlich. Je kleiner die Leistung ist, desto geringer sind das Bauvolumen und die damit verbundenen Kosten. Trotz der kleinen Leistung kann ein Extruder jede gewünschte Chargengröße darstellen. Größere Chargen dauern nur länger.
Deshalb eignet sich das Extruderkonzept besonders, um bei einem Anwender eine Kohlendioxid-Schaumpartikel-Herstellung aufzubauen.
Günstig ist, daß die Kohlendioxideinspeisung konstant erfolgt und genau einstellbar ist. Dazu ist eine Pumpe von Vorteil. Es gibt auch andere Regel/Steuerungsmöglichkeiten, z. B. über Regelventile. Besonders empfindlich reagiert das Schäumen von PS auf Druckschwankungen/Mengenschwankungen im Extruder. Dann kommt es partiell zu Überschuß oder zu Unterschuß von Kohlendioxid in der Schmelze. Die Schmelze expandiert infolgedessen zu stark oder zu gering. Das beeinträchtigt nicht nur die Qualität des Schaumes sondern gefährdet auch die Geschlossenzelligkeit. Die Geschlossenzelligkeit von mindestens 95%, besser von 99% der Zellen ist notwendige Voraussetzung für eine nachfolgend erläuterte Beladung und Blähen der Schaumpartikel.
Nach der Erfindung ist deshalb vorzugsweise vorgesehen, die Kohlendioxidzugabe in Abhängigkeit vom Druck in dem Extruder zu steuern.
Der Doppelschneckenextruder bewirkt die gewünschte, feine Verteilung von Kohlendioxid in der Kunststoffschmelze. Zur Verteilung trägt auch der Treibmitteleintrag mittels einer Ringdüse oder mittels mehrerer, am Extruderumfang verteilter Treibmitteleintritte bei.
Nach der Erfindung ist darüber hinaus vorzugsweise vorgesehen, daß ein Schmelzedurchgang/Durchfluß von 0,25 bis 2,5 kg pro min und pro 0,8 Quadratmillimeter Düsenöffnungsweite an Extrusionsdüse (Schmelzeaustrittsdüse) besteht.
Überraschenderweise trägt das in ganz erheblichem Umfang zur Schaumqualität bei. Bei 0,8 Quadratmillimeter Düsenöffnungsweite ist der Durchmesser etwa 1 mm.
Vorzugsweise ist der Schmelzedurchgang 0,4 bis 0,6 kg pro min und pro 0,8 Quadratmillimeter Düsenöffnungsweite.
Der Doppelschneckenextruder ermöglicht es, für den gewünschten Schmelzedurchgang/Schmelzedurchfluß vor der Extruderdüse einen Druck von 80 bar bis 120 bar darzustellen. Vorzugsweise beträgt der Druck 110 bar plus/minus 5 bar zu erzeugen. Mit einem Einschneckenextruder sind in der Praxis nur Drücke kleiner 80 bar darstellbar. Dabei hängt der Betriebsdruck auch von den Extrusionsdüsen ab.
Vorzugsweise findet eine Scheibe mit einer Vielzahl - z. B. zwischen 50 und 500 Düsen- nebeneinander angeordneter Düsen Anwendung. Die Anzahl der Düsen kann reduziert werden, wenn sich Schwierigkeiten bei der Einhaltung des gewünschten Druckes zeigen. Die Änderung der Düsenzahl läßt sich durch Auswechselung der Düsenscheibe bzw. des Extrusionswerkzeuges oder durch Schließen einzelner Düsen erreichen. Zweckmäßigerweise sind die Düsen dazu auswechselbar (z. B. anströmseitig lösbar) in der Düsenscheibe bzw. im Extrusionswerkzeug vorgesehen, so daß die Düsen leicht gegen Stopfen auswechselbar sind. Die richtige Düsenzahl läßt sich mit wenigen Versuchen feststellen. Vorzugsweise liegt die Düsenzahl bei 180 bis 250.
Ein weiterer, wesentlicher Punkt ist die Verwendung besonderer Düsen.
Nach der Erfindung werden Düsen mit einem Durchmesser von 0,6 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,9 bis 1,1 mm, und mit einer Düsenlippenlänge von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 4 bis 6 mm sowie mit höherer Gleitfähigkeit als eine unbehandelte Stahloberfläche verwendet. Mit Durchmesser ist dabei der Innendurchmesser(Öffnungsweite) bezeichnet.
Die Düsenlippe bezeichnet die Gleitlänge des Schaumes in der Düse von der engsten Düsenöffnung bis zum Verlassen der Düse.
Vorzugsweise besitzt die Düse eine zylindrische Öffnung und entlang der Düsenlippe einen gleichbleibenden Durchmesser. Auf dem Weg durch die Düse erfährt die Schmelze eine starke Verformung. Je länger die Düsenlippe in den oben angegebenen Grenzen ist, desto weniger zeigt die Schmelze einen Memory-Effekt. D. h. desto weniger neigt die Schmelze zu einer Rückformung.
Besonders für längere Düsenlippen ist eine höhere Gleitfähigkeit von Vorteil.
Die Gleitfähigkeit läßt sich auf chemischem und/oder mechanischem Wege verbessern. Eine höhere Gleitfähigkeit läßt sich durch Schleifen oder Polieren der Düsenflächen erreichen. Eine höhere Gleitfähigkeit läßt sich auch mittels eines geeigneten Werkstoffes, wie Messing oder Grafit, oder durch eine Beschichtung mit diesen Materialien oder mit einer Teflonschicht erreichen. Auch gehärtete Düsen, titanisierte Düsen, nitrierte Düsen, gehohnte Düsen zeigen eine erhöhte Gleitfähigkeit.
Alternativ oder zusätzlich kann dem Schaum auch ein Gleitmittel zugesetzt werden.
Vorzugsweise erfolgt die Extrusion allein mit Kohlendioxid als Treibmittel.
Wahlweise werden neben dem Kohlendioxid auch noch geringe Mengen anderer Treibmittel eingesetzt. Dazu gehören Pentan, Butan, 134 und 152a.
Insgesamt kann das Treibmittel zwischen 5 und 15 Gew.-% von der Einsatzmischung betragen. Das Treibmittelgemisch kann neben dem Kohlendioxid noch Wasser und/oder Alkohol oder andere Bestandteile, auch Kohlenwasserstoffe, enthalten. Der Anteil des Kohlendoxids beträgt mindestens 2 Gew.-% von der Einsatzmischung im Extruder aus Kunststoff, Zuschlägen und Treibmittel. Der Anteil kann auch 10 Gew.-% von der Einsatzmischung betragen.
Mit einem Kohlendioxidanteil von 6,5 Gew.-% von der Einsatzmischung können (ohne weitere Treibmittel) ohne weiteres Schaumpartikel aus PS mit einem Schüttgewicht von etwa 27 bis 30 Gramm pro Liter erreicht werden. Daraus folgen bei üblicher Formteilherstellung etwa gleiche Raumgewichte für die Formteile und durch unten erläutertes Blähen der Schaumpartikel geringere Formteil-Raumgewichte.
Für Formteile, die zur Isolierung oder als Verpackungsmittel dienen sollen, wird ein besonders geringes Formteilraumgewicht benötigt. Um das zu ermöglichen, sollen die Schaumpartikel ein Schüttgewicht (in loser Schüttung) vorzugsweise von gleich oder weniger als 22 kg pro Kubikmeter, noch weiter bevorzugt 18 kg pro Kubikmeter, eingehalten werden.
Die Verarbeitungstemperatur von PS liegt in einem Temperaturfenster beiderseits der Schmelztemperatur. Die Abweichung von der Schmelztemperatur beträgt vorzugsweise nicht mehr als 10 Grad Celsius. Die Schmelzetemperatur liegt je nach Materialbeschaffenheit zwischen 90 bis 125 Grad Celsius, vorzugsweise zwischen 110 und 115 Grad Celsius. Mit Verarbeitungstemperatur ist die Temperatur der Schmelze vor der Extrusionsdüse gemeint. In Durchtrittsrichtung davor ist die Temperatur der Schmelze im Extruder in der Regel um einiges höher. Deshalb ist vor dem Schmelzeaustritt eine Kühlzone vorgesehen, in der die Schmelze auf die Austrittstemperatur abgekühlt wird.
Die Schmelze tritt aus den Extrusionsdüsen in feinen Schmelzesträngen in eine Granuliervorrichtung aus. Der Durchmesser der Schmelzestränge ist von den Düsen, der Temperatur, der Beschaffenheit der Schmelze und dem Schmelzdruck abhängig.
Als Granuliervorrichtung kann ein rotierendes oder ein hin- und hergehend bewegtes Messer verwendet werden. Es können auch mehrere Messer gleichzeitig zum Einsatz kommen. Die Messer streichen an der Düsenplatte entlang und zerschneiden die austretenden Schmelzestränge. Die Messergeschwindigkeit und die Extrusionsgeschwindigkeit bestimmen die Partikellänge.
Es sind Granuliervorrichtungen zur Granulierung von Kunststoffschmelze für Pulverlackierungen und anderes bekannt, in denen die Schmelzestränge bzw. die anfallenden Partikel mit Wasser oder mit Luft beaufschlagt werden. Die Wasser- und/oder Luftspülung dient der Vereinzelung und Kühlung von anfallenden Partikeln.
Bei der Wasser-Granulierung von Kohlendioxid getriebenen Schaumpartikeln findet durch das expandierende Kohlendioxid in den Partikeln und außen durch das Wasser eine starke Kühlung statt. Das führt zu einem Einfrieren der Schaumpartikel in dem erreichten Schäumungsgrad.
Die Schaumpartikel können danach getrocknet und der oben beschriebenen Verwendung im Formteilautomaten zugeführt werden, solange das Schüttgewicht der Schaumpartikel in dem für die jeweiligen Formteile gewünschten Rahmen liegt.
Infolge der vom Kohlendioxid verursachten Kühlung ist an sich eine weitergehende Kühlung der Schaumpartikel entbehrlich. Das heißt, über das Freilegen der Granuliermesser und Vereinzeln der Schaumpartikel hinaus besteht bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Schaumpartikeln kein zwingender Anlaß für eine Beaufschlagung mit Wasser oder einem anderen Kühlmittel.
Gleichwohl findet vorzugsweise eine Granulierung unter Wasser statt.
Bei Anwendung von Wasser werden die Schaumpartikel aus dem Granulierer ausgetragen und getrocknet. Nach der Erfindung werden die gesammelten Partikel gelagert und vor dem Einsatz im Formteilautomaten mit einem Blähgas, vorzugsweise mit Druckluft, beladen. Die Beladung erfolgt in einer Druckkammer bzw. einem Druckbehälter kalt oder warm. Bei kalter Beladung ist eine stufenweise oder kontinuierliche Druckerhöhung vorgesehen. Die Erhöhung liegt vorzugsweise bei 0,1 bar pro Stunde, maximal bei 0,5 bar, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 bar pro Stunde. Bei warmer Beladung kann sofort der gewünschte Endbeladungsdruck angelegt werden. Die Erwärmung fördert das Eindringen der Druckluft in die Partikel. Das und die geringe Druckerhöhung verhindern ein Kollabieren/Zerdrücken der Schaumpartikel. Die Beladungstemperatur liegt unter der Blähtemperatur vorzugsweise so weit, daß die Erwärmung und der Druck keine wesentliche bleibende Verformung der Schaumpartikel verursachen.
Nach der Erfindung findet kein Vorschäumen und kein Nachschäumen sondern ein Blähen der Schaumpartikel statt. Beim Blähen entstehen keine neuen Gaszellen. Die vorhandenen Gaszellen werden aufgeweitet.
Das Blähgas in den bereits vorhandenen Zellen erfährt durch die Erwärmung eine Druckerhöhung. Der Kunststoff verliert durch seine Erwärmung einen erheblichen Teil seiner Widerstandskraft gegen Verformung. Die resultierende Verformung ist nach Erreichen der Blähtemperatur weitgehend bleibend.
Durch plötzliche Druckentlastung expandiert die in den Schaumpartikeln eingeschlossene Druckluft, so daß ein Blähen der Schaumpartikel bewirkt wird.
Günstig ist ein Blähen der Schaumpartikel nach Ausschleusen der Schaumpartikel aus dem Granulierer.
Dieses Blähen kann in einem besonderen Behälter oder sogar im Formteilautomaten stattfinden.
Für das Blähen werden die Schaumpartikel - wie oben beschrieben - in einer Kammer mit Druckluft beladen. Die Luft muß in die Schaumpartikel eindiffundieren, weil die Schaumpartikel zu 95% oder mehr % geschlossenzellig sind. Eine weitgehende Offenzelligkeit macht die Schaumpartikel zum Blähen ungeeignet, weil durch die erwärmte Luft in den offenen Zellen sich kein ausreichender Druck entfalten kann, um eine Dehnung der Schaumpartikel nach Erwärmung zu bewirken. Die Luft entweicht wieder leicht aus den offenen Zellen.
Die Beladung der Schaumpartikel kann kalt oder warm erfolgen.
Das Eindiffundieren der Luft kann durch Erwärmung gefördert werden. Eine Erwärmung auf Blähtemperatur erfolgt aber nicht. Nach der Druckbeladung werden die Schaumpartikel in den Formteilautomaten eingefüllt. Das erfolgt wahlweise gegen einen Gegendruck mit Transportluft. Der Gegendruck entsteht, wenn der in den Formteilautomaten eingeströmten Luft beim Ausströmen aus der Form ein entsprechender Widerstand von z. B. 2,5 bar entgegengesetzt wird. Der Widerstand läßt sich mit Hilfe eines Ventils in der Abluftleitung erzeugen.
Der entstandene Widerstand wird nur überwunden, wenn der Fülldruck der Transportluft entsprechend hoch ist, z. B. 0,1 bis 1 bar, vorzugsweise 0,3 bar über dem Widerstandsdruck liegt.
Im Unterschied zu herkömmlichen Füllvorgängen ist zum erfindungsgemäßen Blähen nur eine Teilfüllung des Formhohlraumes im Formteilautomaten mit Schaumpartikeln vorgesehen. Das heißt, die Schaumpartikel füllen den Formhohlraum nur teilweise aus. Die Zwickelräume zwischen den Schaumpartikeln bleiben dabei unberücksichtigt.
Der Füllgrad entspricht dem gewünschten Blähen, denn durch das Blähen soll der Formhohlraum ganz gefüllt werden.
Nach Erreichen des gewünschten Füllgrades wird die Form geschlossen, und es werden die Schaumpartikel auf Blähtemperatur erwärmt. Die Blähtemperatur liegt oberhalb des Erweichungspunktes des eingesetzten, niedrig schmelzenden PS-Anteils. Das kann mittels eines oder mehrerer Dampfstöße oder durch kontinuierliche Zuleitung von Heißdampf erfolgen. Zur Erzeugung einer gleichmäßigen Erwärmung sind ein oder mehrere Richtungswechsel des Heißdampfes vorgesehen. Der Heißdampf ist ein hochgespannter Dampf.
Die Erwärmung kann auch anders erfolgen.
Mit Erreichen der Blähtemperatur wird der Formhohlraum ganz oder teilweise druckentlastet, so daß die eingeschlossene und erwärmte Druckluft expandiert.
Günstig ist eine teilweise Druckentlastung.
Nach ausreichendem Aufblähen werden die Schaumpartikel durch neuerliche Dampfzuführung an der Oberfläche auf Schweißtemperatur gebracht. Das bewirkt ein Anschmelzen.
Zum Verschweißen erfolgt dann eine weitere Druckentlastung des Formhohlraumes.
Aufgrund der dann entstehenden, weiteren Expansion der Schaumpartikel entsteht ein Druck zwischen den Schaumpartikeln, und es findet die Verschweißung der Schaumpartikel an deren Berührungsflächen zu einem Formteil statt.
Das Blähen und das anschließende Verschweißen kann durch zwei Verfahrensabschnitte gebildet werden, die in zeitlichem Abstand ablaufen. Vorzugsweise gehen beide Verfahrensabschnitte ineinander über.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Die Zeichnung zeigt einen Doppelschneckenextruder mit einem Gehäuse 2 und zwei Schnecken 3 und 4, die miteinander kämmen. Im Ausführungsbeispiel drehen sich die beiden Schnecken 3 und 4 gleichsinnig. In anderen Ausführungsbeispielen drehen sich die Schnecken gegenläufig. In noch anderen Ausführungsbeispielen ist dem Doppelschneckenextruder ein als Einschneckenextruder ausgebildeter Kühlextruder nachgeordnet, oder es sind unterschiedliche Extrudersysteme in einem Extruder kombiniert. Die Schnecken 3 und 4 werden über eine Motor/Getriebeeinheit 1 angetrieben.
Im Betriebsfall werden zwei verschiedene PS mit einem höheren und einem niedrigeren Schmelzpunkt als Einsatzgranulat mit Zuschlägen über einen Trichter 5 aufgegeben. Zu den Zuschlägen gehören Stabilisatoren für die Schmelze und gegebenenfalls Nukleierungsmittel, mit denen die Keimbildung/Zellbildung bei einem gewünschten Schäumen des Kunststoffes beeinflußt wird.
Das Einsatzgranulat wird mit den Zuschlägen aus dem Aufgabetrichter in den Extruder gezogen, komprimiert und unter Druck und Erwärmung plastifiziert. Die Erwärmung ist teilweise Folge der Verformungsarbeit in dem Extruder, teilweise Folge einer von außen zugeführten Wärme. Die Erwärmung erfolgt über das Gehäuse 2.
Anschließend wird die entstandene Schmelze homogenisiert.
Nach der Homogenisierung der Schmelze wird bei 9 flüssiges Kohlendioxid über eine Zuleitung und eine Pumpe 8 in den Extruder eingespeist. Die Einspeisung erfolgt mit entsprechendem Druck und genauer Dosierung über eine Pumpe und Abhängigkeit vom Druck im Extruder an der Eintrittsstelle des Kohlendioxids. Für die Druckmessung ist im Extrudergehäuse eine Druckmeßeinrichtung vorgesehen, im einfachsten Fall eine Druckmeßdose in einer bzw. an einer Gehäusebohrung. Der Druck steuert die Pumpe, so daß Mengenschwankungen in der durchströmenden Schmelze durch Reduzierung oder Erhöhung des Gaseintrages Rechnung getragen werden können. Im Ausführungsbeispiel sind im Mittel 6,4 Gew.-% Kohlendioxid, bezogen auf die Einsatzmischung, für ein alleiniges Schäumen mit Kohlendioxid vorgesehen.
Das eindringende Kohlendioxid wird in der Schmelze fein dispergiert.
Daran schließt sich eine genaue Kühlung der Schmelze auf 105 Grad Celsius im Ausführungsbeispiel, plus/minus 3 Grad Celsius, an. In anderen Ausführungsbeispielen ist die Austrittstemperatur anders. Sie liegt regelmäßig zwischen 90 und 115 Grad Celsius.
Der Extruder wird mit einem Druck von 110 bar plus/minus 3 bar vor Extrusionsdüsen 6 betrieben.
Die Extrusionsdüsen 6 befinden sich in einer Düsenplatte. Die Düsenplatte wird mit einem Schwenkmechanismus gehalten. Die Düsen besitzen eine Öffnungsweite von 1 mm und eine Düsenlippenlänge von 5 mm. Die Düsen sind in der Düsenplatte, hier durch Verschraubung von der Anströmseite, lösbar eingesetzt, so daß sie gegen Stopfen auswechselbar sind. Die Anzahl der Düsen wird in mehreren Versuchen in Abhängigkeit von der Regelung des gewünschten Extrusionsdruckes und in Abhängigkeit von dem Betriebsergebnis einer nachgeschalteten Granuliereinrichtung 7 optimiert.
Eine Düse ist in Fig. 2 dargestellt. Die Düse sitzt in einer Düsenplatte 15 mit anderen Düsen gleichmäßig verteilt. Die Düse wird durch einen Einsatz 16 gebildet, der eingeschraubt und gegen Stopfen auswechselbar ist. In der Zeichnung ist der Einsatz durchgängig zylindrisch dargestellt. In der Praxis ist der Einsatz 16 eintrittsseitig abgesetzt, und es besitzt die Düsenplatte 15 eintrittsseitig einen Kragen, mit dem der Absatz des Einsatzes 16 umfaßt wird. Das dient der Positionierung des Einsatzes 16. Dabei kann das Ende des Einsatzes 16 auch gegenüber der Düsenplatte vorragen. Das reduziert den Messerverschleiß der Granuliereinrichtung 7, deren Messer am Ende des Einsatzes entlang gleiten.
Eintrittsseitig zeigt die Düse einen Konus/Trichter 19, der in eine zylindrische Düsenbohrung 18 mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 5 mm übergeht.
In der Granuliereinrichtung werden die aus der Düsenplatte nebeneinander austretenden Schaumstränge unter Wasser zerkleinert. Dabei ergeben sich im Ausführungsbeispiel Schaumpartikel mit einem Durchmesser von 5 mm und einem Raumgewicht von 30 Gramm pro Liter.
Die Schaumpartikel sind im Ausführungsbeispiel zu 99% geschlossenzellig. Die Zellgröße liegt unterhalb von 0,08 mm.
Fig. 4 zeigt einen Extruder 35 und eine Wassergranulierung 36 für die aus dem Extruder 35 austretenden Schaumstränge. Die Wassergranulierung wird mit einem Wasserkreislauf betrieben. Die Wasserströmung trägt die entstandenen Schaumpartikel zur mechanischen Trocknung in einen Zyklon 37. Von dort werden die Schaumpartikel einem Silo 39 zugeführt und gesammelt. Spätestens im Silo diffundiert das Kohlendioxid aus den Schaumpartikeln aus und dringt Luft ein.
Bedarfsweise werden die Schaumpartikel aus dem Silo 39 abgezogen und einem Druckbehälter 40 zugeführt. In dem Druckbehälter erfolgt eine langsame Beladung mit Druckluft. Die Druckerhöhung beträgt 0,2 bar pro Stunde bis zu einem Druck von 2,8 bar. In anderen Ausführungsbeispielen ist eine gleitende Druckerhöhung oder eine Druckerhöhung in anderen Stufen vorgesehen. Aus dem Druckbehälter werden die Schaumpartikel in einen Formteilautomaten 41 geleitet. Dabei wird ein Füllgrad eingehalten, der unter Berücksichtigung des Ausgangs-Raumgewichtes der Schaumpartikel und unter Berücksichtigung des freien Raums in dem Formhohlraum zu einer gewünschten Reduzierung des Raumgewichtes führt. Unter stoßweiser Bedampfung erfolgt zunächst ein Blähen und anschließend unter weiterer Bedampfung ein Verschweißen der Schaumpartikel zu einem Formteil.
Es ist eine Bedampfung aus wechselnden Richtungen mit einem Dampf von 1,5 bar Druck vorgesehen. Dabei wird zunächst die Blähtemperatur erzeugt. Die Temperatur wird gemessen und durch Verringerung bzw. Erhöhung der Anzahl der Dampfstöße kontrolliert.
Nach ausreichendem Blähen wird die Temperatur auf Verschweißungsniveau erhöht. Das erfolgt durch einen oder mehrere, weitere Dampfstöße. Das Verschweißungsniveau wird nur für kurze Zeit erreicht und gehalten, um die Verschweißung sicherzustellen.
Im Ausführungsbeispiel liegt die Temperatur bei 110 Grad Celsius. In anderen Ausführungsbeispielen ist eine andere Temperatur aus dem Bereich von 90 bis 125 Grad Celsius vorgesehen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von PS-Schaumpartikeln mit einem Durchmesser von maximal 15 mm, vorzugsweise mit einem Durchmesser von maximal 6 mm, aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise allein mit Kohlendioxid als Treibmittel, wobei:

a) für die Herstellung ein Extruder verwendet wird;

b) in den Extruder eine PS-Mischung eingesetzt wird, deren PS-Mischungsanteile mindestens zwei unterschiedliche Schmelzpunkte besitzen;

c) die Treibmittelmenge so bemessen ist, daß die entstehenden Schaumpartikel ein Schüttgewicht von höchstens 50 kg pro Kubikmeter aufweisen;

d) das Treibmittel in flüssiger Form bis an den Extruder geführt und zumindest teilweise in überkritischem Zustand in den Extruder gespritzt wird;

e) das Treibmittel so in der Schmelze verteilt wird, daß die Zellgröße in den entstehenden Schaumpartikeln höchstens 0,3 mm, vorzugsweise höchstens 0,1 mm, beträgt;

f) in dem Extruder ein Druck gewahrt wird, der ein Aufschäumen der Schmelze in dem Extruder verhindert;

g) ein Schmelzestrang und vorzugsweise eine Vielzahl von Schmelzesträngen gleichzeitig ausextrudiert werden, die in dem niedrigeren Druck der umgebenden Atmosphäre aufschäumen und granuliert werden;

h) die entstandenen Schaumpartikel in einen Formteilautomaten gefüllt werden und dort zur Verschweißung der Schaumpartikel mit Heißdampf beaufschlagt werden, welcher dem PS-Mischungsanteil mit der höheren Schmelztemperatur angepaßt ist, so daß der PS-Mischungsanteil mit der niedrigeren Schmelztemperatur zu einer Haut an den Schaumpartikeln und zu einer Außenhaut am entstehenden Formteil abschmilzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) der Temperaturabstand zwischen der Schmelztemperatur der PS-Mischungsanteile mindestens 5 Grad Celsius, vorzugsweise mindestens 10 Grad Celsius beträgt und/oder

b) das Kohlendioxid in oder vor der Dispergierungszone eingespeist wird und/oder

c) für die Dispergierung ein Doppelschneckenextruder verwendet wird und/oder

d) der Schmelzdruck vor der Extrusionsdüse 80 bis 120 bar beträgt und/oder

e) Extrusionsdüsen verwendet werden mit einer Düsenöffnung von 0,6 bis 1,5 mm Durchmesser und einer Lippenlänge von 1 bis 10 mm;

f) die Temperatur der Schmelze in der Düse in einem Temperaturfenster liegt, welches bis 10 Grad von der Schmelztemperatur nach oben und/oder unten abweicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel zu mindestens 2 Gew.-%, bezogen auf die Einsatzmischung im Extruder, aus Kohlendioxid besteht und/oder ein Treibmittelgemisch aus Kohlendioxid und geringeren Anteilen an Wasser und Alkohol oder Pentan oder Butan oder 134 oder 152a verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzedruck 110 bar plus/minus 5 bar beträgt und/oder die Düsenöffnung 0,9 bis 1,1 mm Durchmesser besitzt und/oder die Lippenlänge 4 bis 6 mm ist und/oder die Düsen entlang der Lippe eine zylindrische Düsenöffnung besitzen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Änderung der Düsenzahl zur Einhaltung des Schmelzedruckes vor den Extrusionsdüsen.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen ganz oder teilweise verschließbar oder gegen Stopfen auswechselbar sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Schmelzedurchsatz von 0,25 bis 2,5 kg pro min und pro 0,8 Quadratmillimeter Düsenöffnungsweite, vorzugsweise von 0,4 bis 0,6 kg pro min und pro 0,8 Quadratmillimeter Düsenöffnungsweite.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Verwendung von Extrusionsdüsen mit einer höheren Gleitfähigkeit für Kunststoff an den Düsenflächen als bei unbehandeltem Stahl und/oder daß der Schmelze ein Gleitmittel zugesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenflächen geschliffen und/oder poliert oder gehohnt sind und/oder aus Messing oder Grafit bestehen oder mit Messing oder Grafit oder mit Teflon beschichtet sind und/oder titanisiert oder nitriert sind oder gehärtet sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch das Granulieren anfallenden Schaumpartikel nachgebläht werden, wobei die Schaumpartikel nach dem Ausdiffundieren von Kohlendioxid mit einem Blähgas, insbesondere mit Druckluft, beladen werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß unter Wasser granuliert wird und daß die Schaumpartikel aus dem Granulierer ausgeschleust und anschließend in einem Behälter mit Blähgas beladen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser die Schaumpartikel zum Blähen auf eine Temperatur von 80 bis 125 Grad Celsius, vorzugsweise auf 110 Grad Celsius plus/minus 10 Grad Celsius bringt oder daß das Beladen der Schaumpartikel mit Blähgas kalt oder warm erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulierung in einem Wasserstrom erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Blähen in dem strömenden Wasser und/oder in einer oder mehreren Blähkammern erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumpartikelgeschwindigkeit in dem Wasserstrom geregelt wird und/oder die Schaumpartikel in eine Blähkammer gefördert werden, bis ein gewünschter Füllungsgrad erreicht ist, daß der Wasserstrom mit den Schaumpartikeln danach in eine andere Blähkammer umgelenkt wird und daß die in der gefüllten Blähkammer gesammelten Schaumpartikel bis zum Erreichen eines gewünschten Blähgrades in der Blähkammer verbleiben.

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Verwendung einer Kammer mit einer verschließbaren Wasserzuführung, einer Schaumpartikelrückhaltung, insbesondere einem Sieb, einer verschließbaren Wasserabführung, einer Heizung und einer Entleerung, insbesondere einem nach unten weisenden Entleerungstrichter, der öffenbar und schließbar ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumpartikel nach einer Wassergranulierung gesammelt und gelagert und in der gewünschten Menge unter vorheriger Beladung mit Druckluft einem Formteilautomaten zugeführt werden, wo die Schaumpartikel gebläht und miteinander verschweißt werden, wobei der Formhohlraum des Formteilautomaten vor dem Blähen lediglich teilweise gefüllt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung der Schaumpartikel mit Druckluft in einem Druckbehälter bei kalter Beladung unter stufenweiser oder kontinuierlicher Druckerhöhung erfolgt, wobei die Druckerhöhung 0,1 bar pro Stunde bis 0,5 bar pro Stunde, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 bar pro Stunde beträgt und/oder die Druckbeladung unter diffusionserhöhender Erwärmung der Schaumpartikel auf eine Temperatur unterhalb der Blähtemperatur, vorzugsweise unter sofortiger Anlegung des gewünschten Endbeladungsdruckes erfolgt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumpartikel gegen einen Gegendruck in den Formhohlraum des Formteilautomaten gefüllt werden, wobei der Fülldruck zur Überwindung des Gegendruckes höchstens 1 bar, vorzugsweise höchstens 0,3 bar höher als der Gegendruck ist.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhohlraum zum Blähen ganz oder teilweise druckentlastet wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, gekennzeichnet durch Erwärmung der Schaumpartikel auf Blähtemperatur mittels Bedampfung des Formhohlraumes im Formteilautomaten, vorzugsweise durch Bedampfung aus wechselnden Richtungen und/oder durch stoßweise Bedampfung.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß, ausgehend von teilweiser Druckentlastung beim Blähen, zum Verschweißen eine Erwärmung der Schaumpartikel an der Oberfläche durch weitere Heißdampfbeaufschlagung erfolgt und nach der Erwärmung eine weitere Druckentlastung des Formhohlraumes erfolgt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Blähen und das Verschweißen der Schaumpartikel in zeitlich beabstandeten Arbeitsschritten oder in sich unmittelbar aneinander anschließenden Arbeitsschritten erfolgt.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Ringdüse oder mehrerer, am Extruderumfang verteilter Düseneintritte für die Zuführung von Treibmittel.