DE1181897B

DE1181897B - Injection molding process for the production of foam structures from expandable cores of thermoplastic resinous material

Info

Publication number: DE1181897B
Application number: DED25216A
Authority: DE
Inventors: Carlton E Beyer; Robert B Dahl
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1957-03-22
Filing date: 1957-03-22
Publication date: 1964-11-19

Description

Spritzgießverfahren zum Herstellen von Schaumgebilden aus ausdehnbaren Körnchen aus thermoplastischsem harzartigem Material Es ist bekannt, ausdehnbare Körnchen aus thermoplastischem Material zur Herstellung von geformten Schaumgebilden durch Spritzverformung zu verarbeiten. Dabei wird die Kunststoffmasse in eine Gießform eingebracht, in der sich dann das aufschäumbare Polymerisat bis zu den Grenzen der Gießform zu dem geformten Schaumgebilde ausdehnt. Ferner ist auch vorgeschlagen, die in die Form eingebrachte Kunststoffmasse unter Druck zu kühlen, anschließend den Druck zu entfernen und dann die Ausdehnung des Formstückes eintreten zu lassen. Es ist auch eine Auspreßvorrichtung bekannt, die am Austrittsende eine das Ausströmen beschränkte Austrittsöffnung hat, um einem vorzeitigen Aufblähen der Kunststoffmasse vorzubeugen. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Schaumstoffe mit fester Außenhaut herzustellen.Injection molding process for the production of foam structures from expandable Granules of thermoplastic resinous material are known to be expandable Granules of thermoplastic material for making molded foam structures to be processed by injection molding. The plastic compound is poured into a mold introduced, in which then the foamable polymer up to the limits of the The mold expands to form the molded foam structure. It is also proposed to cool the plastic mass introduced into the mold under pressure, then to remove the pressure and then allow the expansion of the fitting to occur. There is also known an extrusion device which has an outflow at the outlet end limited outlet opening has to prevent premature expansion of the plastic mass to prevent. It has also been proposed to use foams with a rigid outer skin to manufacture.

Wenn auch verschiedenartige Verfahren zum Verformen oder Gestalten von ausdehnbaren Körnchen und ähnlichen getrennten Teilchen aus ausdehnbaren, thermoplastischen, harzartigen Stoffen zu geformten Schaumgebilden bekannt sind, so handelt es sich gewöhnlich doch um eine verhältnismäßig langsame, unbequeme und langwierige Verfahrens- und Arbeitsweise. Es wäre vorteilhaft und sehr erwünscht, ein schnelleres, wirksameres und leichteres Verfahren für solche Zwecke zu finden. Es wäre ferner vorteilhaft, verbesserte geformte Gegenstände zu erzeugen, die leicht erhalten werden könnten. Albeit different methods of deforming or shaping of expandable granules and similar separate particles of expandable, thermoplastic, resinous substances are known to form molded foam structures, so it is usually a relatively slow, inconvenient and lengthy procedural and way of working. It would be beneficial and very desirable, a faster, more effective one and find easier procedures for such purposes. It would also be advantageous to produce improved molded articles which could easily be obtained.

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießverfahren zum Herstellen von Schaumgebilden aus ausdehnbaren Körnchen aus thermoplastischem harzartigem Material, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Teil der durch die Spritzkammer einer Spritzgießvorrichtung hindurchzupressenden Körnchen des thermo plastischen harzartigen Materials in einer ersten kalten Zone der Spritzkammer bei einer unterhalb der Schäumtemperatur liegenden Temperatur zusammenpreßt, während ein anderer, unter dem erzeugten Preßdruck stehender Teil der Körnchen in einer an die kalte Zone sich anschließenden zweiten erwärmten Zone auf Schäumtemperatur erwärmt wird, und daß anschließend ein Teil der erwärmten, in fließfähigem Zustand befindlichen Masse in eine Austrittszone der Kammer gepreßt wird, aus der die Masse unter Behinderung des freien Ausströmens in eine Gießform eingespritzt wird, worin das Aufschäumen erfolgt. The invention relates to an injection molding process for producing Foams made from expandable granules of thermoplastic resinous material, which is characterized in that one part of the through the spray chamber one Injection molding machine to be pressed through granules of thermoplastic resinous Material in a first cold zone of the spray chamber at a temperature below the foaming temperature lying temperature compresses, while another, under the pressure generated standing part of the granules in a second adjacent to the cold zone heated zone is heated to foaming temperature, and that then a part the heated, flowable mass into an exit zone the chamber is pressed from which the mass is hindered from flowing freely is injected into a mold, in which the foaming takes place.

Das Verfahren gemäß der Erfindung erleichtert die schnelle und wirksame Herstellung von geformten Schaumgebilden unter Verwendung einer üblichen Spritzgießvorrichtung. Ferner gestattet es, ganz aus Kunststoff bestehende, schichtartige Schaumformlinge normalerweise in einem Arbeitsgang zu erhalten, wogegen nach ueblichen Verfahren mindestens zwei Verfahrensstufen erforderlich sind, nämlich zuerst die Herstellung der Schaumstruktur und dann das Aufschichten der gewünschten Kunststoffschicht oder Kunststoffschichten auf ihre Oberfläche. The method according to the invention facilitates rapid and effective Manufacture of molded foam structures using conventional injection molding equipment. It also allows layered foam moldings made entirely of plastic usually obtained in one operation, whereas conventional processes at least two process steps are required, namely production first the foam structure and then the layering of the desired plastic layer or Plastic layers on their surface.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Fig. 1 der Zeichnung, die nur eine erklärende symbolische Wiedergabe sein soll, erläutert und wiedergegeben. The inventive method is shown in Fig. 1 of the drawing, the should only be an explanatory symbolic representation, explained and reproduced.

In F i g. 1 bedeutet 11 eine entleerbare Sputzkammer einer Spritzgießvorrichtung, 12 einen Kolben zum Pressen der Masse durch die Kammer, 13 die kalte Zone, 14 die erwärmte Zone, 15 die Austrittszone und 16 ein Mittel zur Verhinderung des Ausströmens. 17 ist eine gewöhnliche Gießform und 18 eine verstellbare Gießform. Weiterhin bedeutet 19 den zusammengepreßten Teil der eingefüllten Masse und 20 den fließfähigen Teil der eingefüllten Masse. In Fig. 1 means 11 an emptying cleaning chamber of an injection molding device, 12 a piston for pressing the mass through the chamber, 13 the cold zone, 14 the heated zone, 15 the exit zone and 16 a means for preventing leakage. 17 is an ordinary mold and 18 is an adjustable mold. Furthermore means 19 the compressed part of the filled mass and 20 the flowable part of the filled mass.

Zweckmäßig ist die Menge der ausdehnbaren Körnchen aus thermoplastischem harzartigem Material, die jede Beschickung der Kammer ausmacht, ausreichend, um mehrere Gießformen während mehrerer aufeinanderfolgender Ausformungen zu füllen. Es ist eswunscht, das Ausfließen der erwärmten Masse aus der Austrittszone der Kammer - außer während der jeweiligen Ausformungen, wenn sie absichtlich ausgepreßt wird - zu unterbre- chen. Dies kann mit verschiedenen Mitteln geschehen, z. B. indem die Austrittszone durch Ventile geschlossen wird, um ein Ausströmen nur während der jeweiligen Ausformungen zu gestatten, oder ind.m der ausgepreßte Strom, der in die Form gespritzt wird, durch einen das Ausströmen beschränkenden Durchgang geleitet wird, in dem die erwärmte Masse - außer während der Ausformungen - sich durch einen ausreichend großen Druckabfall des ausfließenden Stromes, der aus der Austrittszone der Kammer in die Gießform gespritzt wird, abgekühlt oder verfestigt. Der das Ausströmen beschränkende Durchgang kann einen Teil der Kammer, einen Teil der Gießform oder einen getrennten, abgeschlossenen Durchgang zwischen der Austrittszone der Kammer und dem Verschluß oder der Einlaßöffnung der Gießform darstellen. The amount of expandable thermoplastic granules is appropriate resinous material that makes up each load of the chamber is sufficient to to fill multiple molds during multiple successive formations. It is desirable for the heated mass to flow out of the exit zone of the chamber - except during the respective formations, when it is intentionally squeezed out - to interrupt chen. This can be done by various means, z. B. by the exit zone is closed by valves to prevent an outflow to allow only during the respective formations, or ind.m the pressed Stream injected into the mold through an outflow restricting device Passage is passed in which the heated mass - except during the shaping - by a sufficiently large pressure drop in the outflowing stream, the is injected from the exit zone of the chamber into the mold, cooled or solidified. The passage restricting the outflow can form part of the chamber, part of the mold or a separate, enclosed passage between the exit zone of the chamber and the closure or inlet opening of the mold represent.

In bestimmten Fällen können geschichtete geformte Schaumgebilde erwünscht sein, wie dies schematisch in dem Querschnitt in F i g. 2 der Zeichnung ausgeführt ist. In F i g. 2 bedeutet 21 den inneren Schaumteil und 22 die feste Oberflächenschicht des ausgedehnten thermoplastischen harzartigen Stoffes. In certain instances, layered molded foam structures may be desirable as shown schematically in the cross section in FIG. 2 of the drawing executed is. In Fig. 2 denotes 21 the inner foam part and 22 the solid surface layer of the expanded thermoplastic resinous material.

In solchen Fällen kann zweckmäßig eine verstellbare Gießform mit einer vergrößerbaren Begrenzung zu deren Herstellung gemäß dieser Erfindung verwendet werden. Eine solche Gießform kann nach dem Einspritzen und teilweisen Erkalten des Teils der eingespritzten ausdehnbaren Masse aus thermoplastischem harzartigem Material in Berührung mit der Gießform vergrößert werden, um ein geformtes Gebilde mit einer festen Oberflächenschicht und einem ausgedehnten oder Schauminneren zu erhalten. Die verstellbare Form wird also mit der fließenden Masse aus ausdehnbarem, thermoplastischem harzartigem Material bei einer Schäumtemperatur vollgespritzt, wobei das Material unter einem das, Schäumen unterdrückenden Druck gehalten wird, während es an der Oberfläche oder von außen von dem thermoplastischen Zustand oder mindestens von der Schäumtemperatur in der Gießform abgekühlt wird. Nachdem sich eine verfestigte oder nicht ausdehnbare Oberflächenschicht mit den Eigenschaften des in üblicher Weise geformten, nicht ausgedehnten, thermoplastischen harzartigen Materials an der Gießform in der eingespritzten Masse aus thermoplastischem harzartigem Material gebildet hat, wird der Druck entfernt.In such cases, an adjustable mold with a enlargeable limit is used for their manufacture in accordance with this invention will. Such a mold can after injection and partial cooling of the Part of the injected expandable mass of thermoplastic resinous material in contact with the mold are enlarged to form a molded structure with a solid surface layer and an expanded or foam interior. The adjustable shape is thus made of expandable, thermoplastic with the flowing mass resinous material at a foaming temperature, the material is held under a pressure suppressing the foaming while it is at the Surface or from the outside of the thermoplastic state or at least of the foaming temperature in the mold is cooled. After one solidified or non-expandable surface layer with the properties of the usual Form molded, unexpanded, thermoplastic resinous material the mold in the injected mass of thermoplastic resinous material has formed, the pressure is removed.

Die Gießform wird gleichzeitig vergrößert, damit der innere, verhältnismäßig wenig abgekühlte Teil der Masse, der bei einer Schäumtemperatur verbleibt, sich ausdehnen und die Verfestigte Oberflächenschicht gegen die vergrößerten Abgrenzungen der Gießform pressen kann. Zweckmäßig kann für diesen Zweck der Einspritzdruck verwendet werden, obgleich auch andere Anordnungen zum Einpressen der eingespritzten Masse in die Gießform geeignet sein können.The mold is enlarged at the same time, so that the inner one, proportionally little cooled part of the mass that remains at a foaming temperature expand and the solidified surface layer against the enlarged boundaries the mold can press. The injection pressure can expediently be used for this purpose , although there are other arrangements for pressing in the injected mass may be suitable in the mold.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann unter Bedingungen ausgeführt werden, die denen gleich oder analog sind, die zum Spritzguß von üblichen, sich nicht ausdehnenden, thermoplastischen harzartigen Stoffen erforderlich sind. Die Menge der Beschickung in der entleerbaren Spritzkammer, die Heiztemperatur in der zweiten Zone der Kammer, der zum Pressen der Masse durch die Kammer während der aufeinanderfolgenden Ausformungen erforderliche Druck, die Menge erhitzter Substanz, die je Ausstoß ausgepreßt wird, und die für jede Ausformung erforderliche Zeit hängen von den Eigenschaf- ten der Masse aus ausdehnbaren Körnchen aus thermoplastischem harzartigem Material, wie ihrer Fließ temperatur, Fließviskosität und Schäumtemperatur, wie auch von der Art der verwendeten Gießformen und den Eigenschaften der verwendeten Spritzgußvorrichtung ab. Günstige Arbeitsbedingungen sind unter gegebenen Umständen und Bedingungen für den Fachmann leicht ersichtlich. The method according to the invention can be carried out under conditions that are the same or analogous to those that are common to injection molding, themselves non-expansive thermoplastic resinous materials are required. the Amount of load in the emptying spray chamber, the heating temperature in the second zone of the chamber, which is used for pressing the mass through the chamber during the pressure required for successive formations, the amount of heated substance, which is squeezed out per discharge and the time required for each formation depend of the properties ten of the mass of expandable granules of thermoplastic resinous material, such as its flow temperature, flow viscosity and foaming temperature, as well as the type of casting molds used and the properties of those used Injection molding device from. Favorable working conditions are given under the given circumstances and conditions will be readily apparent to those skilled in the art.

Die meisten üblichen Spritzgußvorrichtungen können zweckmäßig zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Die Vorrichtung soll einen Preßzylinder haben, der eine verhältnismäßig kurze, kalte Zone vor dem Kolben besitzt, so daß ein Kissen aus zusammengepreßten, ungeschmolzenen Körnchen aus der Beschickung entstehen kann, um den Druck auf das geschmolzene oder fließfähige Material in der erwärmten Zone aufrechtzuerhalten, wenn der Kolben zurückgezogen wird und keinen Druck mehr auf die Masse ausübt. Most common injection molding equipment can be useful for Execution of the method according to the invention can be used. The device should have a press cylinder, which has a relatively short, cold zone in front of the piston so that a pillow of compressed, unmelted granules from the Charging can arise to put pressure on the molten or flowable material maintain in the heated zone when the plunger is withdrawn and no longer exerts any pressure on the crowd.

Die Temperatur der kalten Zone soll gewöhnlich eine Erweichungstemperatur nicht überschreiten, die im allgemeinen für die meisten ausdehnbaren, thermoplastischen harzartigen Stoffe nicht über 93,30 C liegt.The cold zone temperature is usually intended to be a softening temperature Do not exceed that, generally for most expandable, thermoplastic resinous substances does not exceed 93.30 C.

Es ist zweckmäßig, durch Regelung der Temperatur der Körnchen in der kalten Zone, insbesondere ihrer Oberflächentemperatur, einen möglichst hohen Reibungskoeffizienten zwischen den zusammengepreßten Körnchen und den Wänden der Kammer in der kalten Zone aufrechtzuerhalten. Übliche Kühlmittel können gegebenenfalls zur Regulierung der Temperatur in der kalten Zone verwendet werden. In gleicher Weise können übliche Heizvorrichtungen zum Erwärmen der ausdehnbaren Masse in der zweiten erwärmten Zone verwendet werden. Es ist gewöhnlich zweckmäßig, die angewendete Wärmemenge auf ein Mindestmaß zu beschränken, nämlich auf diejenige, die erforderlich ist, um die ausdehnbare Masse in einen fließfähigen Zustand und auf eine Schäumtemperatur zu bringen, die in den meisten Fällen zusammenfallen.It is convenient by regulating the temperature of the granules in the cold zone, in particular its surface temperature, the highest possible coefficient of friction between the compressed granules and the walls of the chamber in the cold Maintain Zone. Usual coolants can optionally be used for regulation the temperature in the cold zone. In the same way, usual Heating means for heating the expandable mass in the second heated zone be used. It is usually convenient to keep the amount of heat applied to one To restrict the minimum, namely to that which is necessary to the expandable Bring mass into a flowable state and to a foaming temperature that coincide in most cases.

Die Menge oder das Volumen der erwärmten Masse in der zweiten erwärmten Zone sollte so klein geh alten werden, wie es die Praxis gestattet. Zweckmäßig beträgt es nicht mehr als etwa drei oder vier Ausstöße oder Teile der erwärmten Masse, die aus dem Zylinder ausgepreßt werden und während jeder Ausformung in die Form gespritzt werden. Wenn auch ein Zylinder mit einer ausgedehnteren, erwärmten Zone verwendet werden kann, kann es doch bisweilen schwierig sein, einen ausreichenden Druck auf die erwärmte Masse auszuüben, um ein Schäumen in der erwärmten Zone bei Anwendung größerer, erwärmter Volumina befriedigend zu unterdrücken. The amount or volume of the heated mass in the second heated Zone should be kept as small as practice will allow. Appropriate amounts there is no more than about three or four expulsions or portions of the heated mass that squeezed out of the cylinder and injected into the mold during each molding will. If also a cylinder with a more extensive heated zone is used It can be difficult at times to put enough pressure on exert the heated mass to cause foaming in the heated zone upon application to suppress larger, heated volumes satisfactorily.

Wenn dies geschieht, ist es gewöhnlich notwendig, den Zylinder zu reinigen und wiederum mit einer frischen Masse von ausdehnbaren Körnchen aus dem thermoplastischen harzartigen Material zu füllen.When this happens it is usually necessary to close the cylinder clean and turn with a fresh mass of expandable granules from the fill thermoplastic resinous material.

Wie bereits angegeben, kann ein Auspressen aus dem Zylinder außerhalb des Ausformvorgangs durch ein geeignetes Ventil an dem Zylinder oder durch einen das Ausfließen verhindernden Durchgang verhindert werden, in dem das Material zu einem das Auspressen verhindernden Pfropfen erstarrt, wenn kem Auspreßdruck auf die Masse in dem Zylinder ausgeübt wird. Der das Ausfließen verhindernde Durchgang oder die Verjüngung sollte klein genug sein, um einen hohen Druck in der erwärmten Zone des Preßzylinders aufrechtzuerhalten, wenn der Druck in der Öffnung der Gießform praktisch bei Atmosphärendruck liegt. Das Ausmaß der Verjüngung sollte auf die vorherrschenden Temperaturbedingungen abgestimmt sein, damit - entsprechend dem Druckabfall, den sie bewirkt - etwas von der erwärnben, Masse in dem Durchgang nach Beendigung des Ausstoßes durch den Kolben erstarrt, um ein unerwünschtes und unbeabsichtigtes Ausfließen der behandelten Masse aus dem Zylinder in die Gießform zu verhüten. Zweckmäßig ist der das Ausfließen verhindernde Durchgang in der Gießform angebracht und stellt ihre Einlaßöffnung dar. Dies erlaubt eine größere Beweglichkeit in Verbindung mit einer gegebenen Spritzgußvorrichtung zum Verforformen ausdehnbarer Massen aus thermoplastischen harzartigen Stoffen. As already stated, it can be pressed out of the cylinder outside of the molding process by a suitable valve on the cylinder or by a the leak preventing passage can be prevented in which the material to a plug preventing the squeezing out solidifies when there is no squeezing pressure the mass is exerted in the cylinder. The passage preventing leakage or the taper should be small enough to hold high pressure in the heated one Zone of the press cylinder to maintain when the Pressure in the Opening of the mold is practically at atmospheric pressure. The amount of rejuvenation should be matched to the prevailing temperature conditions, so - accordingly the pressure drop it causes - some of the heated mass in the passage after completion of the ejection by the piston solidified to an undesirable and unintentional leakage of the treated mass from the cylinder into the mold to prevent. The passage in the casting mold preventing the outflow is useful attached and represents their inlet opening. This allows greater mobility in conjunction with a given injection molding machine for deforming expandable Masses of thermoplastic resinous substances.

Bessere Ergebnisse können gewöhnlich erzielt werden, wenn die Gießform keine langen Fließwege und keine scharfen Ecken enthält. Die Gießform sollte so beschaffen sein, daß erhebliche Druckabfälle über den Querschnitt der Formöffnung vermieden werden, wobei die Beziehung der Fließviskosität und der Verformungstemperatur von gegebenen ausdehnbaren Massen aus thermoplastischen harzartigen Stoffen zu der gewünschten Stärke und Gestalt der Gießform in Rechnung zu stellen ist. Better results can usually be obtained if the mold contains no long flow paths and no sharp corners. The mold should be like this be such that significant pressure drops across the cross-section of the mold opening avoided, the relationship of the flow viscosity and the deformation temperature from given expandable masses of thermoplastic resinous materials to the desired strength and shape of the mold is to be taken into account.

Wenn schichtartige, geformte Schaumgebilde hergestellt werden, kann die verstellbare Gießform, die eine vergrößerbare Formöffnung hat, trennbare oder bewegliche Wände, Kerne, die zusammengeschoben werden können, verstellbare Seiten oder andere Mittel zur Vergrößerung der Öffnung besitzen, wie sie für diesen Zweck erforderlich und geeignet sind. When layer-like, molded foam structures are produced, can the adjustable mold, which has an enlargeable mold opening, separable or movable walls, cores that can be pushed together, adjustable sides or have other means of enlarging the opening such as are used for this purpose are required and suitable.

Zweckmäßig werden die Wandtemperaturen der verstellbaren Gießformen niedrig genug gehalten, um eine genügende Schicht der gegen die Formoberfläche eingepreßten Masse rasch abzukühlen, ehe die Formöffnung vergrößert wird. In manchen Fällen kann es für solche Zwecke erwünscht sein, die Gießform durch irgendwelche geeignete Mittel deutlich abzukühlen.The wall temperatures of the adjustable casting molds are expedient kept low enough to have a sufficient layer of the pressed against the mold surface Cool the mass quickly before enlarging the mold opening. In some cases it can For such purposes it may be desirable to remove the mold by any suitable means to cool down significantly.

In der Praxis können die schichtartigen, geformten Schaumgebilde unter Verwendung verstellbarer Formen mit einer geeigneten üblichen Spritzgußvorrichtung erhalten werden, indem die verstellbare Gießform mit der erwärmten Masse aus ausdehnbarem, thermoplastischem harzartigem Material vollgespritzt und der Druckkolben einen Augenblick auf einer Stellung größten Druckes in dem Zylinder stehengelassen wird. Diese Verzögerung dient zum Aufrechterhalten des Einspritzdrucks auf die Masse in der Gießform, während die Oberflächenschicht durch Kühlen entsteht. Der Kolben kann dann zurückgezogen und die Form vergrößert werden, um die gleichzeitige Bildung der schichtartigen, geformten Schaumstruktur zu ermöglichen. In practice, the sheet-like, molded foam structures using adjustable molds with suitable conventional injection molding equipment be obtained by the adjustable mold with the heated mass of expandable, thermoplastic resinous material and the plunger for a moment is left at a position of greatest pressure in the cylinder. This delay serves to maintain the injection pressure on the mass in the mold while the surface layer is created by cooling. The piston can then be withdrawn and the shape can be enlarged to allow the simultaneous formation of the layer-like, to enable shaped foam structure.

Die Stärke der gleichzeitig gebildeten Oberflächenschicht, die bei schichtartigen, geformten Schaumgebilden erhalten wird, und die Beschaffenheit des Querschnitts können vorherbestimmt und zur Erfüllung der einzelnen Erfordernisse verändert werden. The thickness of the surface layer that is formed at the same time layer-like, shaped foam structures is obtained, and the nature of the Cross-section can be predetermined and designed to meet individual requirements to be changed.

Die erhaltene Schichtdicke hängt vorwiegend von der Länge der Zeit ab, während der die eingespritzte Masse in der gefüllten, verstellbaren Form oberflächlich abkühlen gelassen wird, ehe diese vergrößert wird. Zusammenhängende, zusammengesetzte Gebilde, die eine Oberflächenschicht mit einer Feststärke von mindestens 0,79 mm haben, können leicht mittels dieser Erfindung erhalten werden. In solchen Schichten hat das thermoplastische harzartige Material im wesentlichen die Starrheits- und Festigkeitseigenschaften von gewöhnlichem, unausgedehntem, geformtem Material. Die Dichte des zum Schluß erhaltenen geformten Gebildes und insbesondere die seines geschäumten inneren Teils hängt hauptsachlich von dem Ausmaß der Verstellung und Vergrößerung der Gießform ab. Es sollte dafür gesorgt werden, daß die oberflächlich abgekühlte Schicht oder Haut eine ausreichende Stärke und Verfestigung erhält, ehe die Gießform vergrößert wird, um z. B. die Bildung oder das Durchbrechen von Gasblasen in den ausgedehnten, inneren Teil oder aus diesem heraus zu vermeiden. Aus ähnlichen Gründen sollte die eingespritzte Masse nicht auf eine zu hohe Temperatur erhitzt werden, wenn schichtartige Formlinge hergestellt werden, um ein übermäßiges Schäumen und einen übermäßigen Gasdruck in dem ausgedehnten, mittleren Teil des Formlings zu vermeiden.The layer thickness obtained depends mainly on the length of time from, during which the injected mass is superficially in the filled, adjustable mold is allowed to cool before it is enlarged. Connected, compound Structure which has a surface layer with a solid thickness of at least 0.79 mm can have easily can be obtained by means of this invention. In such layers the thermoplastic resinous material has substantially the rigidity and Strength properties of ordinary, unexpanded, molded material. the Density of the shaped structure obtained in the end and in particular that of his foamed inner part depends mainly on the extent of adjustment and Enlargement of the mold. Care should be taken to be superficial Cooled layer or skin is given sufficient strength and solidification before the mold is enlarged to, for. B. the formation or breakdown of gas bubbles in or out of the broad, inner part. From similar For reasons, the injected mass should not be heated to too high a temperature when sheet-like moldings are produced, cause excessive foaming and excessive gas pressure in the expanded central portion of the molding to avoid.

Jeder thermoplastische harzartige Stoff, der durch übliche Verfahren ausgedehnt oder geformt werden kann, kann zweckmäßig gemäß dem Verfahren der Erfindung zu geformten Schaumgebilden verformt werden. Für eine große Vielzahl von Verwendungszwecken ist jedoch das erfindungsgemäße Verfahren besonders für Körnchen oder Kügelchen oder andere getrennte Teilchen aus8Polystyrolgeeignet, das in praktisch linearer Form oder in vernetzter Form vorliegen kann, wobei dieses allgemein stellvertretend für ausdehnbare, thermoplastische harzartige Stoffe und besonders für alkenylaromatische Verbindungen steht, die mindestens eine alkenylaromatische Verbindung mit der allgemeinen Formel Ar-CR=CH, enthalten, wobei Ar eine aromatische Verbindung ist und R ein Wasserstoffatom oder ein Methylrest sein kann. Ausdehnbare, thermoplastische Mischpolymerisate von Styrol und Polymerisate und Mischpolymerisate von ar-Methylstyrol, ar-Methylstyrol oder Vinyltoluol, Mono und Dichlorstyrol, einschließlich Mischpolymerisate, die kleine Mengen solcher Stoffe, wie Divinylbenzol enthaken, können häufig mit Vorteilen verwendet werden; die mit denen vergleichbar sind, die bei Verwendung von Polystyrol erhalten werden. Oft kann dies auch bei anderen ausdehnbaren, thermoplastischen harzartigen Stoffen, einschließlich verschiedener Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid und thermoplastischen harzartigen Stoffen, die aus Polymerisaten und Mischpolymerisaten vonMethylmethacrylat, Äthylacrylat und anderenDerivaten der Acrylsäure, wie ihren Homopolymerisaten und Mischpolymerisaten von Methylmethacrylat und Vinylidenchlorid, bestehen können, oder Polymerisaten und Mischpolymerisaten von z. B. Vinylacetat und Vinylbutyral oder verschiedenen thermoplastischen oder thermoplastisch gemachten Derivaten von Cellulose, einschließlich Cellulosenitrat und Celluloseacetat, der Fall sein. Vernetzte Stoffe haben gewöhnlich eine größere thermische Stabilität und neigen häufig zur Bildung festerer, weniger wärmeempfindlicher Schaumgebilde. Any thermoplastic resinous material produced by conventional methods can be expanded or shaped can conveniently according to the method of the invention be deformed into shaped foam structures. For a wide variety of uses however, the method of the present invention is particularly useful for granules or beads or other separate particles of 8 polystyrene are suitable, which are practically linear May be in the form or in crosslinked form, this being generally representative for expandable, thermoplastic resinous substances and especially for alkenyl aromatic Compounds that have at least one alkenyl aromatic compound with the general Formula Ar-CR = CH, where Ar is an aromatic compound and R is a hydrogen atom or can be a methyl radical. Expandable, thermoplastic copolymers from Styrene and polymers and copolymers of ar-methylstyrene, ar-methylstyrene or vinyl toluene, monostyrene and dichlorostyrene, including copolymers, the Small amounts of such substances as divinylbenzene can often be beneficial be used; which are comparable to those when using polystyrene can be obtained. Often this can be done with other expandable, thermoplastic resinous substances, including various copolymers of vinylidene chloride and thermoplastic resinous substances made from polymers and copolymers of methyl methacrylate, ethyl acrylate and other derivatives of acrylic acid, such as theirs Homopolymers and copolymers of methyl methacrylate and vinylidene chloride, may exist, or polymers and copolymers of z. B. vinyl acetate and vinyl butyral or various thermoplastic or thermoplasticized Derivatives of cellulose, including cellulose nitrate and cellulose acetate, the Be case. Crosslinked fabrics usually have greater thermal stability and often tend to form stronger, less heat-sensitive foam structures.

Die für das ausdehnbare, thermoplastische harzartige Material verwendeten Blähmitel können solche sein, die gewöhnlich verwendet werden, so Dichlordifluormethan, Kohlendioxyd, Pentan und andere niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe, und andere ge eignete Stoffe, wie wärmeempfindliche Gasentwicklungsmittel. Übliche Mengen des Blähmittels können den getrennten Teilchen aus thermoplastischem harzartigem Material einverleibt werden, um es für die Zwecke der Ausführung dieser Erfindung genügend ausdehnbar zu machen. So kann eine einverleibte Menge Dichlordifluormethan zwischen etwa 5 und 15 Gewichtsprozent bei vielen ausdehnbaren, thermoplastischen harzartigen Stoffen, insbesondere Polystyrol und vielen anderen alkenyl arom atischen, thermoplastischen harzartigen Stoffen, als befriedigend und wirksam gelten. Those used for the expandable thermoplastic resinous material Blowing agents can be those that are commonly used, such as dichlorodifluoromethane, Carbon dioxide, pentane and other low-boiling hydrocarbons, and other ge Suitable substances, such as heat-sensitive gas evolution agents. Usual amounts of the Flatulent can the separated particles of thermoplastic Resinous material is incorporated into it for the purpose of performing this To make the invention sufficiently expandable. So can an incorporated amount of dichlorodifluoromethane between about 5 and 15 percent by weight for many expandable, thermoplastic resinous substances, especially polystyrene and many other alkenyl aromatic, thermoplastic resinous substances, are considered satisfactory and effective.

Es wurde eine Reihe von Preßformlingen in verschiedenen, flachen Formen mit Körnchen aus ausdehnbarem Polystyrol und vernetztem Polystyrol hergestellt. Die vernetzten Körnchen enthielten etwa 0,06 Gewichtsprozent Divinylbenzol. Die durchschnittlichen Teilchengrößen der Körnchen lagen zwischen etwa 1 und 1,5 mm in ihrer größten Abmessung. Es wurden sowohl Körnchen mit Dichlordifluormethan als auch mit Kohlendioxyd als einverleibtem Blähmittel in Mengen, die zwischen etwa 5 und 15 Gewichtsprozent schwankten, verwendet. Die gewöhnlichen Polystyrolkörnchen wurden bei einer Temperatur in der erwärmten Zone des Spritzzylinders von etwa 163 bis 1910 C verformt. Die Temperatur der erwärmten Zone betrug bei den vernetzten Körnchen etwa 176 bis 2180 C. Unter Anwendung von Einspritzzeiten von etwa 1 bis 2 Minuten wurden geformte Schaumgebilde mit Dichten bis zu etwa 0,1 kg/dm3 erhalten. A number of moldings in various flat shapes were produced Molds with granules made from expandable polystyrene and crosslinked polystyrene. The crosslinked granules contained about 0.06 weight percent divinylbenzene. the average particle sizes of the granules ranged from about 1 to 1.5 mm in their largest dimension. Both granules with dichlorodifluoromethane and also with carbon dioxide as an incorporated blowing agent in amounts between about 5 and 15 percent by weight were used. The common polystyrene granules were at a temperature in the heated zone of the injection cylinder of about 163 deformed up to 1910 C. The temperature of the heated zone was for the crosslinked Granules about 176 to 2180 C. Using injection times of about 1 to Shaped foam structures with densities up to about 0.1 kg / dm3 were obtained in 2 minutes.

Schichtartige Formlinge mit zähen, festen Oberflächenschichten mit einer Stärke bis zu etwa 1,59 mm wurden in gleicher Weise durch Abänderung der Verweilzeit des Kolbens nach Beendigung jeder Einspritzung innerhalb von etwa 1 bis 5 Sekunden hergestellt. Bessere Ergebnisse wurden erzielt bei den schicht artigen Formlingen, wenn die höherviskosen, vernetzten Körnchen zu ihrer Herstellung verwendet wurden. Layered moldings with tough, solid surface layers with a thickness of up to about 1.59 mm were made in the same way by changing the residence time of the piston within about 1 to 5 seconds after each injection is completed manufactured. Better results were achieved with the layer-like moldings, when the higher viscosity, crosslinked granules were used to make them.

Patentansprüche: 1. Spritzgießverfahren zum Herstellen von Schaumgebilden aus ausdehnbaren Körnchen aus thermoplastischem harzartigem Material, d a -durch gekennzeichnet, daß ein Teil der durch die Spritzkammer einer Spritzgießvorrichtung hindurchzupressenden Körnchen in einer ersten kalten Zone der Spritzkammer bei einer unterhalb der Schäumtemperatur liegenden Temperatur zusammengepreßt wird, während ein anderer, unter dem erzeugten Preßdruck stehender Teil der Körnchen in einer an die kalte Zone anschließenden zweiten erwärmten Zone auf Schäumtemperatur erwärmt wird, und daß anschließend ein Teil der erwärmten, in fließfähigem Zustand befindlichen Masse in eine Austrittszone der Kammer gepreßt wird, aus der die Masse unter Behinderung des freien Ausströmens in eine Gießform eingespritzt wird, worin das Aufschäumen erfolgt. Claims: 1. Injection molding process for producing foam structures of expandable granules of thermoplastic resinous material, d a -through characterized in that part of the through the injection chamber of an injection molding device granules to be pressed through in a first cold zone of the spray chamber at a is compressed below the foaming temperature lying temperature, while another part of the granules in one under the pressure generated heated to the foaming temperature following the second heated zone following the cold zone is, and that then a part of the heated, located in a flowable state Mass is pressed into an exit zone of the chamber, from which the mass is obstructed of the free flow is injected into a mold, wherein the foaming he follows.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that the in a mold with a cavity that can be enlarged and injected under the injection pressure standing mass is cooled in the casting mold to form a solid surface layer whereupon the pressure is removed and the mold is enlarged, with the inner relatively uncooled mass expands and the solidified surface layer presses against the walls of the enlarged mold.

Documents considered: German Patent No. 905 063; Swiss Patent No. 277 087; British Patent No. 745,248; U.S. Patent Nos. 2,354,260, 2,512,506; »Kunststoffe«, 1954, pp. 173 to 180, 221 to 226.