-
Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Vorschäumen von treibmittelhaltigen
Kunststoffteilchen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
kontinuierlichen Vorschäumen von Teilchen aus treibmittelhaltigen Polymerisaten.
-
Zur Erzeugung von leichten, geformten Gegenständen, z. B. Spielwaren,
und von Isolierschichten, die in den z. B. für Kühl- und Gefrierschränke, Anhängerkarosserien
erforderlichen Profilen gepreßt werden sollen, werden Teilchen eines Polymers, dem
ein Treibmittel einverleibt ist, ausgedehnt. Zu diesen Polymeren gehören Polystyrol,
Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, alkylsubstituierte Styrole, Polyacrylsäure-
und Polymethacrylsäureester, Mischpolymere von Styrol und a-Methylstyrol und auch
alkylsubstituiertes Styrol, wie Vinyltoluol, Mischpolymere des Styrols mit Meinen
Mengen Divinylbenzol, Mischpolymere des Butadiens oder anderer Diene oder des Acrylnitrils
mit Styrol in Zusammensetzungen mit mindestens 50e/o Styrol, sowie Gemische von
Polystyrol mit natürlichem oder synthetischem Kautschuk. Das Treibmittel kann ein
flüchtiger aliphatisches oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff sein, wie Petroläther,
Pentan, Hexan, Heptan, Cyclo-. pentan, Cyclohexan, Cyclopentadien oder ein Gemisch
derselben, dessen Siedepunkt unter dem Erweichungspunkt des Polymers liegt. Diese
Treibmittel stellen im allgemeinen 3 bis 15 15°/o des Gesamtgewichts des Gemisches
dar. Diese Teilchen werden allgemein als Perlen bezeichnet und können rund, kissenförmig
oder infolge einer Zerkleinerung unregelmäßig geformt sein.
-
Diese Perlen sind stark ausdehnbar. Wenn sie direkt zum Pressen verwendet
werden, können die Perlen anfänglich weniger als 10 °/o des Volumens der Form ausfüllen.
Daher besteht die Tendenz zu einer uneinheitlichen Ausdehnung der Perlen. Beispielsweise
kann sich das Material im obersten Teil der Form stärker ausdehnen und daher weniger
dicht sein als das Material im unteren Teil der Form, insbesondere weil das ausgedehnte
Material ein guter Isolator ist und die anfängliche Ausdehnung eines Teils des Materials
bewirkt, daß weniger stark ausgedehnte andere Teile des Materials gegen eine genügende
Wärmeeinwirkung isoliert werden. Um eine einheitliche Ausdehnung in der Form zu
gewährleisten, wird das ausdehnbare Material außerhalb der Form zu einem Material
vorgeschäumt, das im wesentlichen das für die Gegenstände geforderte scheinbare
spezifische Gewicht hat. Diese Vorausdehnung führt nicht nur zu einer höheren Einheitlichkeit
der Preßteile, sondern ermöglicht auch die Herstellung weniger dichter Teile. Danach
wird die Form mit diesem geschäumten Material im wesentlichen gefüllt
und dieses
sq nachgeschäumt, daß es sich dem Profil der Form anpaßt. Daduroh treten auch die
Details der Form in dem Fertigprodukt stärker hervor. Für die Massenfertigung soll
dieses vorgeschäumte Material frei fließfähig sein und ein im wesentlichen einheitliches
scheinbares spezifisches Gewicht haben.
-
Bisher war die Vorschäumung von ausdehnbaren Polymeren, wie Polystyrol,
schwierig. Es ist heißes Wasser verwendet worden, doch backen die Teilchen dabei
gewöhnlich zusammen, weil die Perlen bei einer Temperatur vorgeschäumt werden müssen,
die nur wenig unter der Temperatur liegt, bei der sie anschließend gepreßt werden
und zusammenschmelzen müssen. Man hat auch Infrarotstrahlen verwendet, doch besteht
dabei die Tendenz zur Überhitzung einer Seite der Perle, so daß das geschäumte Gefüge
einfällt und eine uneinheitliche Dichte erhält, da die erhitzte Seite eine hohe
und die nichterhitzte Seite eine geringere Dichte hat. Das niedngste scheinbare
spezifische Gewicht, das mit Infraroterhitzung erzielt werden kann, beträgt gewöhnlich
etwa 32 g/l. Bei der industriellen Anwendung der Infraroterhitzung neigen die Perlen
dazu, während der Erhitzung zu einem Gerüst zusammenzuschmelzen, das mechanisch
gebrochen werden muß, um ein frei fließfähiges Produkt zu ergeben. Dampf ist als
zweckmäßiges Ausdehnungsmittel angesehen worden, wobei die Kunststoffteilchen in
der Dampfatmosphäre auch
einem mechanischen Rühren unterworfen wurden,
doch ist bisher kein vorteilhaftes Verfahren für eine kontinuierliche Ausdehnungsbehandlung
mit Dampf geschaffen worden.
-
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Vorschäumen
von Teilchen aus treibmittelhaltigen Polymerisaten in einem Gefäß mit einer Wasserdampfsphäre,
in der die Teilchen einem mechanischen Rühren unterworfen und aus der sie in vorgeschäumtem
Zustand abgezogen werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Teilchen in
die Wasserdampfsphäre mittels eines diese Sphäre erwärmenden und durchströmenden
Wasserdampfstromes, der die Teilchen mitreißt, eingespeist werden. Vorzugsweise
werden die Teilchen mittels des Wasserdampfstromes in das die Wasserdampfsphäre
enthaltende Gefäß an oder in der Nähe ihres unteren Endes eingespeist, und die innerhalb
der Wasserdampfsphäre wegen ihrer geringeren Dichte emporgestiegenen vorgeschäumten
Teilchen werden am oberen Ende des Gefäßes aus der Wasserdampfsphäre durch Überströmen
entfernt. In einer weiteren Ausbildsung der Erfindung sollen die vorgeschäumten
Teilchen mittels eines gleichzeitig mit dem Wasserdampfstrom in das Gefäß eingeführten
Luftstromes aus der Wasserdampfsphäre zu einem Sammeltrichter gefördert werden.
-
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens,
bestehend aus einem aufrecht stehenden Gefäß mit geschlossenen Enden und einem in
der Längsachse des Gefäßes angeordneten Rührer, gekennzeichnet durch eine Aufgabeeinrichtung
mit einer von Dampf beaufschlagten und dabei die Teilchen aus einem Vorratsbehälter
ansaugenden Düse zum Einspeisen der Teilchen in das Gefäß mittels dieses Dampfstromes
und durch eine Auslaßrutsche an dem oberen Ende des Gefäßes.
-
Durch Einführen der Teilchen in eine Wasserdampfsphäre mittels eines
Wasserdampfstromes, Unterwerfen der Teilchen einem mechanischen Rühren und Abziehen
der Teilchen aus der Wasserdampfsphäre kann das Verfahren kontinuierlich ohne Agglomeration
und Zerquetschen der Teilchen ausgeführt werden. Die Einführung der Teilchen in
einen Wasserdampfstrom erleichtert die stetige Bewegung und verhilft zusammen mit
dem rr,echanischen Rühren dazu, das Problem des Zerdrückens und Agglomerierens zu
beseitigen.
-
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben. In diesen
zeigt Fig. 1 eine teilweise schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei zur Darstellung von Einzelheiten Teile weggebrochen sind; F i g. 2 zeigt als
Detail die Perlen- und Dampfaufgabeeinrichtnng zu F i g. 1, Fig.3 einen Querschnitt
durch das Expansionsgefäß der Fig. 1.
-
Erfindungsgemäß können die ausdehnbaren Perlen ohne weiteres um ein
geregeltes Maß vorausgedehnt werden. Beispielsweise können ausdehnbare Polystyrolperlen
ohne weiteres auf das Vierzigfache ihres ursprünglichen scheinbaren spezifischen
Gewichtes ausgedehnt werden. Auf diese Weise können ausdehnbare Perlen mit einem
scheinbaren spezifischen Gewicht von 640 g/l auf ein scheinbares spezifisches Gewicht
von 16 g/l ausgedehnt werden. Diese Vorausdehnung wird dadurch bewirkt, daß ausdehnbare
Perlen kontinuierlich einer Zone mit einer
dampferhitzten Atmosphäre zugeführt werden,
in der die Perlen mit anderen Perlen in verschiedenen Vorausdehnungsstufen gemisoht
werden, wobei das Gemisch bewegt wird, so daß die am stärksten ausgF dehnten Perlen
zum oberen Teil des Gemisches aufsteigen, von wo sie entfernt werden.
-
Gemäß F i g. 1 besitzt eine erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung
eine Aufgabeeinrichtung 11 zum Mischen der ausdehnbaren Perlen mit Dampf und gegebenenfalls,
zu Steuerungszwecken, mit Luft, férner ein Gefäß 13, das infolge des darin enthaltenen
Dampfes eine erhitzte Atmosphäre einschließt und ia dem die dem Gefäß zugeführten
Perlen mit den anderen darin enthaltenen Perlen gemischt werden, einen Rührer 15
zur Bewegung des Gemisches, eine Rutsche 72 zur Abfuhr des ausgedehnten Materials
aus dem oberen Teil des Gemisches, eine Tretorrichtung 19, bestehend aus der Rutsche
72 und Trichter 75, zur Trennung der Perlen von dem Dampf und eine Fördereinrichtung
21 zum TransF port der vorausgedehnten Perlen zu einem Aufbewahrungsbehälter 90.
-
Die Aufgabeeinrichtung 11 ist in Fig.1 als Mischer für die Perlen,
die Luft und den Dampf dargestellt. Gemäß Fig. 2 besitzt die Aufgabeeinrichtung
ein Rohr 20, das mit einem Haltestück 22 verschraubt ist, das einerseits in ein
Ttück 23 geschraubt ist, an dessen anderem Ende eine Ifrilse 24 angeschraubt ist,
die zusammen mit dem Rohr 20 eine Venturianordnung bildet. Zu diesem Zweck ist das
untere Ende des Rohres 20 außen verjüngt, zweckmäßig um etwa 30. Die Hülse 24 ist
innen älmZ verjüngt und hat einen größeren lanendurehmesfr als das Rohr 20. Unter
Druck durch die Öffnung 2& des T-Stückes 23 und durch den Spalt zwischen der
Hülse 24 und dem Rohr 20 zugeführter Dampf erg zeugt in dem Rohr 20 ein Vakuum.
Aus dem T ter 28 durch das Rohr 20 fallende Perlen werden vol dem Dampfstrahl mitgenommen
und abwärts in der Gefäß 13 geblasen. Ein zwischen dem Rohr 20 uns dem Trichter
28 vorgesehenes zweites TStiick 3. ermöglicht einen geregelten Lufteintritt durch
das Ve>? til 32 in das Rohr 20. Ein zwischen dem T-Stück 3@ und dem Trichter
28 vorgesehener Schieber34 ermöglicht die Regelung des Eintrittes der Perlen m das
Rohr 20. Auf diese Weise können das in dem Rohr 20 erzeugte Vakuum und die Kraft
des zwischen dem Rohr 20 und der Hülse 24 gObiltbtew Strahls durch das Öffnen und
Schließen des VenEth 32 bzw. des Schiebers 34 und dadurch geregelt wer den, daß
durch das Hinein- und Herausschraubdes Rohrs 20 in dem Haltestück 22 das Rohr 20
genüber der Hülse 24 eingestellt wird.
-
Im Betrieb der Aufgabeeinrichtung (Fig.2) hat es sich gezeigt, daß
mit höherem Dampfdruck in dar Leitung 26 die zur Aufrechterhaltung eines entspo
chenden Vakuums und eines entsprechenden Materialzuflusses zu dem Gefäß erforderliche
Dampf menge kleiner wird. Bei zu langsamem Fluß durch die Hülse 24 kann jedoch am
Ende des Rohrs 20 eine Verstopfung auftreten, weil Dampf durch das Rohr 20 nach
oben tritt und dadurch die Perlen auf Erweichungspunkt erhitzt, so daß sie zusammeobekken.
Das Gemisch von Perlen und Dampf und gegebenenfalls Luft wird iiber die Leitung
60 dem Au5* dehnungsgefäß 13 zugeführt.
-
Das Gefäß 13 bildet die Zone mit tdampfgbEeizW Atmosphäre. Es ist
in Fig. 1 als ein stehender Zylinder
41 dargestellt, der zweckmäßig
mit Isoliermaterial 43 ummantelt ist und eine glatte, ebene isolierte Bodenplatte
45 hat, während er oben mit einem ebenfalls isolierten Deckel 47 geschlossen ist.
Dieser Deckel ist vorteilhafterweise von geringem Gewicht und so in Scharnieren
gelagert, daß er sich öffnet, wenn die Austrittsrutsche 72 aus irgendeinem Grunde
verstopft ist. Dieses Gefäß kann aus gewöhnlichem Weichstahl bestehen, wobei es
einen Innenanstrich hat, um eine Korrosion durch Feuchtigkeit zu verhindern. Vorteilhafterweise
besteht es jedoch aus rostfreiem Stahl mit blanker, glatter Oberfläche.
-
Zur Bewegung der Perlen dient der Rührer 15, dessen mittig in dem
Zylinder 41 angeordnete Welle 49 mit Rührstangen 50 versehen ist, die radial fast
bis zu der Innenwandung des Zylinders 41 reichen.
-
Die Abstände der Rührstangen 50 voneinander nehmen von der unteren
zur oberen Stange fortschreitend zu. Diese Progression der Abstände zwischen den
Stangen kann zweckmäßig durch die Formel X + NA ausgedrückt werden, in der X der
Abstand der unteren Stange von der Bodeuplatte des Gefäßes, A der Faktor der Zunahme
des Abstandes zwischen den Stangen und N die Anzahl der Stangen von der untersten
Stange ist.
-
Etwa in der Mitte zwischen den Rührstangen 50 sind Stangenschikanen
51 vorgesehen, die sich sehneartig durch das Gefäß erstrecken und in geeigneter
Weise, z. B. durch Schweißen oder Verschrauben, an der Trommel befestigt und so
angeordnet sind, daß sie knapp bis zur Welle 49 reichen. Diese feststehenden bzw.
beweglichen Stangen sind hier abgerundet dargestellt, können aber auch oval oder
flügelförmig ausgebildet sein. Zur Erzielung einer stärkeren Bewiegung können an
den feststehenden und beweglichen Stangen ineinandergreifende vertikale Stangen
mit verschiedenen Radien befestigt sein.
-
Die Welle 49 ist in dem Deckel 47 und der Bodenplatte 45 gelagert
und erstreckt sich durch den Dekkel 47 in ein Weohselgetriebe 53. Das Getriebe 53
wird von einem geeigneten Elektromotor 51 über einen üblichen Treibriemen 55 angetrieben.
Diese Getriebe und der Motor sind drehbar auf einem U-TrägerarmS6 montiert. Das
Getriebe ermöglicht eine Veränderung der Drehzahl der Welle 49 beispielsweise entsprechend
dem Zustand der auszudehnennen Perlen, so daß die Drehzahl erhöht werden kann, wenn
die Perlen eine Tendenz zum Ziusammenbacken zeigen.
-
Der hinsichtlich der Bewegung kritische Bereich ist im unteren Teil
des Gefäßes 13. Bei ungenägender Bewegung an dieser Stelle erhitzen sich die teilausge
dehnten Perlen und stauen sich im unteren Teil des Gefäßes. Von dieser angestauten
Masse brechen dann Stücke ab, die in dem Produkt als Agglomerate erscheinen. Die
gerührte Periermasse wirbelt in dem Gefäß im Kreis herum und verhält sich wie eine
gerührte Flüssigkeit. Dieses Verhalten beeinflußt die Rührgeschwindigkeit: Bei schnellem
Rühren kann eine ausgesprochene Wirbelsenke entstehen, die so tief werden kann,
daß Dampf durch die Wirbelsenke entweichen kann, ohne zwischen den Perlen hindurchzutreten.
Andererseits kann es sein, daß langsames Rühren nicht ausreicht, um ein Verschmelzen
oder Zusammenbacken oder eine Klumpenbildung der Teilchen zu verhindern. Es hat
sich gezeigt, daß die Masse der sich ausdehnenden Perlen in dem Gefäß mit einer
Geschwindigkeit umläuft, die etwa halb
so groß ist wie die der sioh bewegenden Stangen.
-
Ferner hat es sich gezeigt, daß beim Vorhandensein einer beträchtlichen
Rauhigkeit oder eines Hindernisses die Perlen trachten, in dem Wirbel auf der stromabwärts
gelegenen Seite hängenizubleiben.
-
Das Zuführungsrohr60, das den Mischer 11 mit dem Gefäß 13 verbindet,
ist so angeordnet, daß es das Gemisch aus Perlen und Dampf horizontal dem unteren
Teil des zylindrischen Gefäßes zuführt, so daß die Perlen in das Gefäß in einer
Richtung eintreten, /die zwischen dem Radius und der Tangente des von der Bodenplatte
45 gebildeten Kreises liegt, wobei das zugeführte Gemisch sich mit der im Umlauf
befindlichen Masse vereinigt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Gemisch sowohl
die Perlen als auch die zur Vorausdehnung der Perlen in dem Expansionsgefäß erforderiiche
Wärme in das Gefäß einführt. Die Perlen dieses Gemisches treten in das Gefäß ein
und vermischen sich mit den anderen darin befindlichen Perlen, die sich in verschiedenen
Ausdehnungsphasen befinden.
-
Während der Zuführung der Perlen in das Gefäß und ihrer Ausdehnung
bewirkt das flüssigkeitsähnliche Verhalten der gerührten Masse, daß die leiohteren,
d. h. stärker ausgedehnten Teilchen in den oberen Teil der Masse aufsteigen.
-
Zur Abfuhr der vorausgedehnten Teilchen ist am oberen Rand des Zylinders
41 ein kleines quadratisches Loch 71 vorgesehen. Die Überlaufrutsche 72 schneidet
dieses Looh 71 annähernd tangential zu dem Zylinder 41 und fAhrttdas übertanfende
Material von dem Zylinder 41 weg, ohne daß die Bberlaufenden Perlen gegen die Seftenwand
der Rutsche geschleudert werden. Die Rutsche erstreckt sich in einem Winkel von
mehr als 450 gegen die Horizontale abwärts, so daß ein genbeuder Neigiingswinkel
vorhanden ist und die Perlen sioh nicht in der Rutsche aufstauen und sie versperren.
Die Rutsche 72 führt die Perlen einen Trichter 75 zu, der einen zylindrischen Teil
74 und einen konischen Teil 76 hat. Beide Teile bestehen aus einem Maschensieb.
-
Die Rutsche endet knapp über dem Trichter, so daß die Perlen frei
herunterfallen können. Die offene Rutsche, diese freie Fallstrecke und der weitmaschige
Trichter bilden eine Trenavorrichtung, in welcher der Dampf von den Perlen getrennt
wird.
-
Die Ausdehnung der Perlen schafft in den Perlen ein Teilvakuum. Kurze
Zeit nach dieser Ausdehnung müssen die Perlen schonend behandelt werden, damit sie
nicht zerdrückt werden. Es hat sich gezeigt, daß die Perlen während der ersten zehn
bis fünfzehn Minuten nach der Ausdehnung der Schrumpfung unterliegen und daß diese
um so größer ist, je niedriger die Dichte ist. Während dieser Zeit diffundiert die
Luft aus der Atmosphäre durch die Zellenwände der Perlen in die Perlen hinein und
gleicht dadurch das Vakuum in der Zelle der Perlen zum Teil aus.
-
Zum schonenden Transport der Perlen erzeugt ein motorisch angetriebenes
Gebläse 83 einen Luftstrom, der einer abgeflachten Düse 84 eines Venturirohres 77
zugeführt wird. Der Luftstrom erzeugt in dem Venturirohr 77 ein Vakuum, so daß Perlen
von dem Trichter 75 abgezogen und in einen Behälter, nämlich einen weitmaschigen
Baumwollsack 90 mitgenommen werden. Auf diese Weise gelangen die Perlen mit vernachlässigbar
kleiner Schrumpfung in den Behälter 90 zu ihrer vorläufigen Aufbewa;hrung. Beispielsweise
können Perlen, welche die Austrittsöffnung
71 des Gefäßes 13 mit
einer Dichte von 16 gil verlassen, dem Sack 90 mit einer Dichte von höchstens 16,8
g/l entnommen werden. Die Luft strömt durch die Maschen des Sackes 90, und die kühlen
und stabilen Perlen können dem Sack über eine übliche Klappe 92 zur Verpackung entnommen
werden.
-
Es hat sich gezeigt, daß derartige Perlen in einem geschlossenen Behälter
etwa 7 Tage lagerfähig sind, vorteilhafterweise aber innerhalb von 3 Tagen nach
dieser Vorausdehnung verwendet werden.
-
Im Betrieb kann das Gefäß 13 etwa zehn bis fünfzehn Minuten lang
mit einem relativ schwachen durch die Aufgabeeinrichtung 11 zugeführten Dampfstrom
aufgeheizt und in dem Gefäß sich bildendes Kondensat durch eine Reinigungstür (nicht
dargestellt) am unteren Rand des zylindrischen Gefäßes entfernt werden, damit das
Kondensat das Produkt nicht benetzt bzw. in dem Gefäß verbleibt. Dieses Vorerhitzen
ist nicht wesentlich, aber je nach dem vorauszudehnenden Material manchmal erwünscht.
-
Das Gefäß ist zu etwa 50°/o mit vorausgedehntem Material gefüllt.
Dann wird der Rührer 15 angestellt und Dampf über die Leitung 60 in das Gefäß 13
eingeführt. Innerhalb weniger Minuten ist dann das Gefäß 13 mit ausgedehntem Material
gefüllt. Darauf beginnt die Zuführung der Rohperlen durch Öffnen des Schiebers 34.
Die Zuführungsmenge kann durch Messen der Menge der aus der Rutsche 72 austretenden
Perlen bestimmt werden. Die Dichte des aus der Rutsche 72 kommenden Produktes kann
eingestellt werden, indem man die Zuführungsmenge mittels des Schiebers 34, die
Luftmenge mittels des Ventils 32 und die Menge des in den Mischer 11 eintretenden
Dampfes regelt. Das in den Trichter 75 überlaufende Material wird von der aus der
Düse 84 austretenden Luft über die Leitung 88 in den Aufbewahrungssack 90 mitgenommen.
-
Wenn eine weitere Ausdehnung der Perlen erwünscht ist, können diese
von dem Aufbewahrungssack 90 erneut zu einem Aufgabebehälter 21 und von dort erneut
durch die Ausdehnungseinrichtung 13 geführt werden. Die vorausgedehnten Perlen sollen
jedoch zwischen Ausdehnungsbehandlungen abkühlen, damit Luft in die Perlen hineindiffundieren
kann, weil es sich gezeigt hat, daß ohne dieses Zwischenlagern bei einer weiteren
Dampfbehandlung im wesentlichen keine weitere Ausdehnung eintritt. Es hat sich gezeigt,
daß die weitere Expansion mit einer Vergrößerung der Lagerzeit bis zu etwa 90 Minuten
zunimmt, während ein noch längeres Zwischenlagern anscheinend das Ausmaß der weiteren
Ausdehnung nicht beeinflußt.
-
Die Qualität bzw. der Anfangsdruck des Dampfes hat nur einen geringen
Einfluß auf das scheinbare spezifische Gewicht des das Gefäßl3 verlassenden Materials.
Wie zu erwarten ist, bewirkt sehr nasser Dampf jedoch Schwlierigkeiten durch Verstopfung
des unteren Endes des Rohres 20.
-
Die Ursache der Einwirkung der Luft auf das scheinbare spezifische
Gewicht ist nicht bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer Erhöhung der
mit dem Dampf und den Perlen zugeführten Luftmenge ein höheres scheinbares spezifisches
Gewicht erhalten wird, wobei es wenig Unterschied macht, ob diese Luft erhitzt oder
kalt ist.
-
Es hat sich gezeigt, daß das scheinbare spezifische Gewicht der Verweilzeit
der Perlen in dem Ausdehnungsgefäß 13 annähernd proportional ist, bis zu
einer Zeit,
über die hinaus eine weitere Behandlung keine wesentliche Erhöhung des scheinbaren
spezifischen Gewichtes bewirkt. Diese Verweilzeit wird durch Regelung der Menge
der in das Gefäß einströmenden Perlen bestimmt.
-
Ferner hat sich gezeigt, daß die Temperatur in dem ganzen Expansionsgefäß
13 im wesentlichen konstant ist und 1000 C beträgt.
-
Die Dimensionen des Ausdehnungsgefäßes 13 sind nicht kritisch. Bei
größerer Höhe des Gefäßes nimmt jedoch auch der auf die Perlen in den unteren Teilen
des Gefäßes ausgeübte Druck zu, so daß bei über mäßig großen Höhen die Perlen zusammenbacken
können. Die Ausführungsform nach F i g. 1 stellt ein zylindrisches Reaktionsgefäß
dar, doch kann das Reaktionsgefäß auch andere Formen besitzen und z. 3. halbkugel-
oder kegelförmig ausgebildet sein. In dem letzteren Falle sollen die mit der Welle
beweglichen Rührstangen jedoch in T-förmigen Vorsprüngen enden, weiche die Seitenwände
des Gefäßes bestreichen.
-
Ein typisches Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Darin
wurde ein Ausdehnungsgefäß mit einem Inhalt von 757 1 und einem Innendurchmesser
von etwa 762 mm und einer Höhe von etwa 1524 mm verwendet, das mit einem Rührer
versehen ist, der acht Paare von Stangen mit einem Durchmesser von 12,7 mm aufweist,
die mit sieben feststehenden Stangen mit dem gleichen Durchmesses zusammenwirken.
Das Gefäß hat eine Eintrittsö£fnung von 25,4 mm im Durchmesser für das Gemisch aus
Perlen und Dampf und ist mit einer Austrittsdffnung mit einem quadratischen Querschnitt
von 102 mm Seitenlänge für die überlaufenden vorausgedehnten Teilchen versehen.
Der Rührer wird mit 150 U/min. angetrieben und die Polymerperlen mit 137 kg/h zugeführt.
Man erhält ein vorausgedehntes Material, das ein scheinbares spezifisches Gewicht
von etwa 16 g/l hat. Die zugeführten Polymerperlen bestanden aus Polystyrol, dem
7 Gewichtsprozertt Petroläther einverleibt waren, und hatten ein scheinbares spezifisches
Gewicht von etwa 624 gil. Nachdem das Material 90 Minuten lang zwischengelagert
und abgekühlt war, wurde es erneut vorausgedehnt, wobei ein Produkt erhalten wurde,
das ein spezifisches Gewicht von etwa 12,8 g/l hatte und weiter ausgedehnt werden
kann.
-
Das erfindungsgemäß vorgesohäumte Produkt ist einheitlich ausgedehnt
und ist nach Abtrennung von dem Dampf durch den freien Fall von der Rutsche relativ
frei fließfähig. Bei Zuführung von nicht ausgedehnten Perlen kann das scheinbare
spezifische Gewicht von 16 g/l an aufwärts geregelt werden.
-
Durch Kreislaufführung des einmal vorausgedehntea Produktes mit einem
scheinbaren spezifischen Gewicht von 16 g/l ist eine weitere Verringerung der Dichte
möglich.