DE1494190B2

DE1494190B2 - Herstellen verschäumter thermoplastischer Harze

Info

Publication number: DE1494190B2
Application number: DE1494190A
Authority: DE
Inventors: Gene Earl Moscow Id. Lightner; Kenneth Richard Wilbraham Mass. Nickolls
Original assignee: Monsanto Chemicals Ltd; Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Chemicals Ltd; Monsanto Co
Priority date: 1960-07-08
Filing date: 1961-07-07
Publication date: 1974-11-14
Also published as: FR1299767A; GB997583A; ES267701A1; DE1494190C3; DE1494190A1

Description

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von dispersen oder dispergierten Teilchen aus thermoplastischem polymerem Material in einer Form, die durch Wärme ausdehnbar ist, bekannt (französische Patentschrift 1 168 334). Bei diesem Verfahren werden die Polymerisatteilchen zuerst mit einem organischen Lösungsmittel und/oder einem Quellmittel, das dieses Material nicht löst, und danach mit einem Expansionsmittel imprägniert, das ein oder mehrere gewöhnlich gasförmige Kohlenwasserstoffe umfaßt, die in dem Bereich von 0° C sieden.

Der Zusatz des Expansionsmittels erfordert 1 bis

ίο 8 Stunden entsprechend der Menge des polymeren Materials, bevor eine ausreichende Menge des Expansionsmittels adsorbiert worden ist. Die erhaltene Mischung wird dann noch weitere zwei bis vier Stunden gerührt. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man für die Behandlung mit dem Expansionsmittel insgesamt 3 bis 12 Stunden benötigt.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung von mikroporösen bis grobporigen, als Lederaustauschstoffe verwendbaren Massen bekannt (schweizerische Patentschrift 229429), bei welchem man pulverförmiges bis grobkörniges Polyvinylchlorid zweckmäßig bei erhöhter Temperatur versintert. Es kommen insbesondere weichmacherhaltige poröse Massen in Betracht, die man dadurch erhalten kann, daß man pulverförmige bis grobkörnige, höchstmolekulare Polyvinylchloride zunächst mit Weichmachern oder mit einem Gemisch aus Weichmachern und flüchtigen Lösungsmitteln in einer Mischvorrichtung behandelt, bis die Teilchen des Pulvers bzw. der Körner den zugesetzten Weichmacher oder das Weichmacher-Lösungsmittelgemisch ganz oder beinahe ganz aufgesaugt haben. Das so vorbehandelte Gut wird bei entsprechend erhöhter Temperatur mit oder ohne Druck versintert.

Schließlich ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1051492), eine Paste aus Polyvinylchlorid, Trikresylphosphat und Azodicarbonsäurediäthylester herzustellen. Die Paste wird dann in eine Druckform eingegossen und bei hohem Druck auf eine Temperatur von 160 bis 170° C erhitzt. Der Zweck der Anwendung des Weichmachers besteht darin, ein Endprodukt zu erhalten, das nicht mehr holzähnliche Härte aufweist, sondern durch den Zusatz des Weichmachers elastisch geworden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verschäumte thermoplastische Harze in sehr kurzer Arbeitszeit herzustellen. Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen verschäumter thermoplastischer Harze, indem man 100 Gewichtsteile eines feinzerteilten thermoplastischen Harzes mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 50° C mit 3 bis 10 Gewichtsteilen eines verdampfbaren Verschäumungsmittels in Berührung bringt und unverzüglich danach auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegt, wobei das verdampfbare Verschäumungsmittel ganz oder vorwiegend aus einer inerten organischen Verbindung, die höchstens eine leichte Lösungsmittelwirkung auf das thermoplastische Harz und einen atmosphärischen Siedepunkt im Bereich von - 10° bis 80° C hat, besteht, wobei gegebenenfalls der Rest des Verschäumungsmittels aus geringen Mengen einer organischen Verbindung, welche eine Lösungsmittelwirkung auf das thermoplastische Harz hat, besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz eine mittlere Teilchengröße von weniger als 100 Mikron hat und das

dampfbare Verschäumungsmitte! bzw. die veriedenen Bestandteile des Verschäumungsmittels ichzeitig während einer Zeitdauer von höchstens min mit dem thermoplastischen Harz in Berührung fracht wird.

3ei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erdung ist das feinzerteilte thermoplastische Harz ein rmoplastisches Styrolpolymerisat, das eine mittlere ilchengröße von weniger als 2 Mikron besitzt und ; verdampfbare Schäummittel aus einem aliphati- ;en Kohlenwasserstoff besteht.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine ßrige Dispersion des feinzerteilten thermoplastien Harzes auf einem Träger abgelagert, durch Entnen von Wasser ein nichtkontinuierlicher Film ge-Jet, dieser mit dem verdampfbaren Verschäumgsmittel in Berührung gebracht und unverzüglich nach auf eine oberhalb der Erweichungstemperatur ; thermoplastischen Harzes liegende Temperatur ätzt.

Beispielsweise besteht der Träger aus Papier.
Wenn eine unterstützte Bahn erwünscht ist, werden feinzerteilten thermoplastischen Harzteilchen anglich auf einer porösen Trägerbahn, wie einem ht-satinierten Papier, gewebtem oder nicht gewebi Textilstoff od. dgl. abgelagert. Bei der nachfoliden Bearbeitung dringen die thermoplastischen rzteilchen in die Zwischenräume der Trägerbahn J werden damit durchsetzt, so daß die zuletzt erhalie verschäumte thermoplastische Harzbahn fest auf r Trägerbahn haftet. Zur Herstellung solcher untertzter Bahnen ist es erwünscht, als Schäummittel >e Mischung aus dem verdampfbaren Schäummittel d einem Lösungsmittel für das Harz zu verwenden. ts Lösungsmittel scheint eine festere Bindung zwiien dem verschäumten Harz und dem Träger zu laffen.

Hat der Träger eine glatte undurchlässige Oberflä- i, so kann die Bahn oder das Blatt von dem verläumten thermoplastischen Harz abgestreift wera.

Zweckmäßig geht man bei der Herstellung geform-, verschäumter thermoplastischer Harzgegenstände vor, daß man eine verschließbare Form mit dem nzerteilten thermoplastischen Harz beschickt, das nzerteilte plastische Harz mit einem verdampf baren !räummittel in Berührung bringt, die Form veriließt und darauf die mit dem Verschäumungsmittel prägnierten Harzteilchen auf eine Temperatur erzt, die oberhalb der Erweichungstemperatur liegt. Der Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung Vergleich zu den bekannten Verfahren liegt in err Linie darin, daß die ganze Arbeitszeit nur wenige nuten beträgt und überraschenderweise dabei ein Zeugnis mit der gewünschten Gleichförmigkeit erten wird.

Darüber hinaus können nach dem Verfahren geß der Erfindung Papier oder andere Träger direkt ichichtet werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beielen und einer Zeichnung näher erläutert. Teile und ;ngen in den nachstehenden Beispielen sind, wenn hts anderes angegeben ist, auf Gewichtsbasis bezo-

Beispiel 1

\) Ein Glasgefäß wird zu einem Drittel mit 100 ilen freifließender Polystyrolteilchen gefüllt, welche durch Sprühtrocknen eines Latex von Polystyrol erhalten werden. Die sprühgetrockneten Teilchen sind hauptsächlich kugelförmig und haben Durchmesser in der Größenordnung von 2 bis 5 Mikron. Die sprühgetrockneten Teilchen sind im wesentlichen zerreibbare Agglomerate einer Anzahl von hauptsächlich kugelförmigen Polystyrolharzteilchen mit Durchmessern in der Größe von 0,05 bis 0,3 Mikron. Zu den sprühgetrockneten Polystyrolteilchen werden 8 Teile

ίο einer 90/10 Mischung von Pentan/Aceton gegeben. Das Gefäß wird verschlossen und 5 Minuten lang bei Raumtemperatur in einer Farbreibevorrichtung gedreht. Am Ende dieser Zeit sind die Polystyrolteilchen im wesentlichen homogen und freifließend.

is B) Unverzüglich, nachdem 136 g der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung von Teil A hergestellt sind, werden sie in eine poröse Form gebracht, wie sie in der Zeichnung der USA.-Patentschrift 2774291 veranschaulicht ist, wobei das Innenvolumen der Form 0,0028 m³ beträgt. Die verschlossene Form wird 5 Minuten lang in kochendes Wasser gebracht und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der so erhaltene verschäumte Gegenstand hat eine Dichte von 0,048 g/cm³ und ist ganz elastisch.

Beispiel 2

25 g eines Polystyrollatex, der 40% Harzfeststoffe enthält, werden in eine flache Schale gegeben. Der Polystyrollatex wird dann bei 25° C in einem Vakuumofen getrocknet. Die sich ergebende zerreibbare Bahn ist porös und wiegt 10 g. Der mittlere Durchmesser der Polystyrolteilchen, welche die zerreibbare Bahn bilden, ist in der Größenordnung von 2 bis 5 Mikron. Ein g einer 90/10 Mischung von Pentan und Aceton wird gleichförmig über die Oberfläche der zerreibbaren Polymerisatbahn gegossen und 5 Minuten darauf stehengelassen. Danach wird die imprägnierte Bahn 3 Minuten lang in einen Dampfkasten gebracht. Das sich ergebende Produkt ist eine elastisehe verschäumte Polystyrolbahn mit einer Dichte von etwa 0,024 g/cm³. Die Zellen der verschäumten Polystyrolbahn haben Durchmesser im Bereich von etwa 0,0025 bis 0,015 cm.

Beispiel 3

Eine Bahn von 9,2 dm² aus doppeltgebleichtem Papier (Papierbechermasse) wird mit einem 0,005 cm dicken Film eines Polystyrollatex mit 40 % Feststoffen überzogen. Die Polystyrolteilchen in diesem Latex haben Durchmesser von etwa 0,05 Mikron. Das überzogene Papier wird in einen Heißluftofen mit zwangläufigem Umlauf gebracht und 45 Sekunden lang bei 105° C getrocknet. Die anschließende Prüfung zeigt, daß im wesentlichen kein Schmelzen der Polystyrol-

teilchen stattgefunden hat und daß der Überzug der getrockneten Polystyrolfeststoffe etwa 0,0025 cm dick ist. Die überzogene Papierbahn wird dann mit der Papierseite nach unten 8 Sekunden lang in eine flache Schale gebracht, welche Pentan enthält (eine spätere Wiederholung dieser Stufe zeigt, daß die Pentanaufnahme etwa 8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Harzes, beträgt). Die Bahn wird dann in einen Heißluftumlauftrockner gebracht und 5 Sekunden lang auf 245° C gehalten. Es wird eine verschäumte Polystyrolbahn mit einer mittleren Dicke von 0,038 cm erhalten und fest auf die Papierbahn aufgebracht. Die Dichte der Zellstruktur beträgt etwa 0,052 g/cm³.

Beispiel 4

Beispiel 3 wird unter Verwendung einer Platte aus rostfreiem Stahl als Träger an Stelle des Papierträgers von Beispiel 3 wiederholt. Die sich ergebende verschäumte Polystyrolbahn läßt sich leicht von der Stahlplatte abnehmen.

Beispiel 5

Beispiel 3 wird unter Verwendung eines wäßrigen Schlammes von Polystyrolteilchen (mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 75 Mikron) an Stelle des darin verwendeten Polystyrollatex wiederholt. Zusätzlich wird eine 90/10 Mischung von Pentan und Aceton an Stelle von Pentan allein verwendet. Es werden vergleichbare Ergebnisse erzielt.

Beispiel 6

Eine Rolle von doppeltgebleichtem Papier (Papierbechermasse) mit einer Breite von 27,9 cm wird bei einer Geschwindigkeit von 6,09 m/min den nachfolgenden Stufen unterworfen: Zuerst wird das Papier durch eine Umkehrwalzenüberzugseinrichtung geleitet, in welcher ein 0,005 cm dicker Film eines Polystyrollatex mit 40% Feststoffen auf der Oberfläche überzogen wird. Die Polystyrolteilchen in diesem Latex haben Durchmesser von etwa 0,05 Mikron. Anschließend wird die überzogene Bahn durch einen 4,87 m langen Umlufttrockner, der auf 105° C gehalten wird, geleitet und dann durch einen kurzen Abschnitt, in dem er durch einen Ventilator unter etwa 40° C gekühlt wird. Die überzogene Bahn wird dann über eine Umkehrwalze geleitet, so daß die überzogene Seite unten ist. Dann wird die überzogene Bahn in Berührung mit einer Überzugswalze geleitet, auf welcher eine 90/10 Mischung von Pentan Aceton bei einer Geschwindigkeit von etwa 22 g/min (oder etwa 45 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Harzes) auf die Papierseite der überzogenen Bahn über die ganze Breite angewendet wird. Etwa 2,5 Sekunden später gelangt die Bahn in einen 0,6 m langen Umlufttrockner, der auf 250° C gehalten wird. Das Produkt ist eine kontinuierlich verschäumte Polystyrolbahn, die sicher auf der Papierbahn fixiert ist. Die Dichte des verschäumten Polystyrols beträgt etwa 0,064 g/ cm³.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur Herstellung einer unterstützten Bahn eines verschäumten thermoplastischen Harzes;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Linie 2-2 von Fig. 1;

F i g. 3 ist ein Querschnitt durch die Linie 3-3 von Fig. 1;

F i g. 4 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur Herstellung einer nichtunterstützten Bahn eines verschäumten thermoplastischen Harzes;

F i g. 5 ist ein Fließbild, das noch eine andere Ausführungsform zur Herstellung von Erzeugnissen aus verschäumtem thermoplastischen Harz beschreibt, und

Fig. 6 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur Herstellung eines verschäumten thermoplastischen Harzes nach einer Form-Arbeitsweise.

Fig. 1 veranschaulicht ein Verfahren, das angewendet werden kann, um eine Schichtstoff-Struktur herzustellen, die aus einer verschäumten thermoplastischen Harzbahn besteht, die von einer Papierbahn getragen wird. Die Papierbahn 20 wird von einer Zufuhrwalze 18 abgenommen und zuerst durch den Spalt der Walzen 21 und 22 geleitet. Die Walze 21 trägt auf ihrer Oberfläche einen Film 23 eines thermoplastischen Harzlatex, d. h. eines Polystyrollatex, und lagert auf der Oberfläche der Papierbahn 20 einen Latexfilm 24 ab. Der Film 23 auf der Walze 21 wird kontinuierlich durch die Berührung mit der Walze 25 ergänzt, welche in einen Behälter 26 des thermoplastischen Harzlatex eintaucht.

Nach Führen über die Walze 30 wird die mit Latex überzogene Papierbahn 20 durch den Ofen 32 gelei-

!5 tet, in welchem das gesamte Wasser, das ursprünglich in dem Latexfilm vorliegt, verdampft wird. Beim Verlassen des Ofens 32 ist das Papier 20 mit einem trokkenen, zerreibbaren oder bröckeligen, nicht-geschmolzenen Polymerisatfilm 34 überzogen. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist der Film 34 aus einer Reihe von einzelnen Harzteilchen 36-36 zusammengesetzt. Die mit Harz überzogene Papierbahn 20 wird dann durch den Spalt der Walzen 37 und 38 geleitet. Die Walze 38 trägt auf ihrer Oberfläche einen Film 40 eines flüssigen, verdampfbaren Schäummittels, wie Pentan oder eine Pentan-Aceton-Mischung, welche erst von dem Papier 20 absorbiert wird und danach in die Harzteilchen 36-36 des Harzfilmes 34 diffundiert. Der Film 40 Schäummittel, das auf der Walze 38 getragen wird, wird kontinuierlich durch die Berührung mit einer Walze 42, welche in den Behälter 43 des flüssigen verdampfbaren Schäummittels eintaucht, ergänzt. Die Anordnung aus der Papierbahn 20 und der mit dem Schäummittel imprägnierten Harzbahn 34 wird dann durch einen Dampfkasten 46 geleitet, in welchem die thermoplastischen Harzteilchen verschäumt werden, um eine voluminöse homogene verschäumte thermoplastische Harzbahn 48 zu ergeben. Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, enthält die Bahn 48 eine Vielzahl von Zellen 49-49, die vorwiegend von ellipsoider Form sind und deren Hauptachsen senkrecht zur Ebene der Papierbahn 20 stehen.

Fig. 4 veranschaulicht eine Arbeitsweise zur Herstellung einer freitragenden Bahn eines verschäumten thermoplastischen Harzes. Ein thermoplastischer Harzlatex 50, beispielsweise ein Polyvinylchloridlatex, wird von der Öffnung 51 eines Zufuhrbehälters 52 auf ein endloses Band 54 aufgebracht. Das endlose Band 54 wird unter einer Rake 56 durchgeleitet, um einen Latexfilm 57 von konstanter Dicke zu schaffen. Der Latexfilm 57 wird unter einem Band von infraroten Wärmeelementen 60-60 geleitet, welche die Gesamtmenge des ursprünglich in dem Latexfilm vorhandenen Wassers entfernen. Nach dem Leiten unter den Infraroterhitzern ist der Film 57 nicht-kontinuierlich und besteht aus einer Reihe nicht-geschmolzener einzelner thermoplastischer Harzteilchen. Der Film 57 wird dann unter einen Sprühkopf 62 geleitet, der ein flüssiges Schäummittel, beispielsweise Dichlordifluormethan, gleichmäßig über der Oberfläche des Films 57 verteilt. Der mit dem Schäummittel imprägnierte Film 57 wird dann durch einen Dampfkasten 64 geleitet, in welchem die Harzteilchen verschäumen, um eine voluminöse homogene verschäumte thermoplastische Harzbahn 65 zu bilden. Die verschäumte thermoplastische Harzbahn 65 wird von dem endlosen Band 54 mittels eines Abstreifmessers 67 abgestreift und zu einer Aufnahmewalze (nicht gezeigt) durch die

Führungswalzen 68 und 69 geleitet.

Fig. 5 zeigt einen Arbeitsplan, nach welchem verschäumte thermoplastische Harzgegenstände durch die Latextaucharbeitsweise hergestellt werden können. Dabei muß zunächst eine geeignete keramische Form, beispielsweise eine Fingerform, in eine wäßrige Elektrolytlösung, wie eine CalciumchloridlÖsung, getaucht werden (Stufe I). Die weiteren Verfahrensschritte (Stufen II bis VI) unterscheiden sich nicht grundsätzlich von der bereits erläuterten Arbeitsweise *° gemäß der Erfindung.

Fig. 6 veranschaulicht eine Vorrichtung und eine Arbeitsweise, die angewendet werden kann, um einen geformten, verschäumten thermoplastischen Harzgegenstand herzustellen. Bei dieser Arbeitsweise wird das thermoplastische Harz mit einem gasförmigen Verschäumungsmittel, wie Butan, verschäumt. Die Form besteht aus einem Rahmen 72, einer Bodenplatte 74 und einer Deckplatte 76. Die Bodenplatte 74 ist mit einem kegelförmigen Hohlraum 78 ausgestattet, der mit einem Dampfeinlaß 79 und einem Dampfauslaß 80 in Verbindung steht. Sowohl der Dampfeinlaß 79 als auch der Dampfauslaß 80 können mit Hilfe einer nicht gezeigten Ventileinrichtung verschlossen oder geöffnet werden. Die Vorderseite der Deckplatte 76 ist mit einer Reihe von schmalen Öffnungen 82-82 ausgestattet. In ähnlicher Weise ist die obere Platte 76 mit einem kegelförmigen Hohlraum 84 ausgestattet, welcher mit einem Dampfeinlaß 85 und einem Dampfauslaß 86, welche beide durch eine hier nicht gezeigte Ventileinrichtung geöffnet und verschlossen werden können, in Verbindung steht. Die Vorderseite der Deckplatte 76 ist mit einer Anzahl von schmalen Öffnungen 88-88 versehen. Der kegelförmige Hohlraum 84 der Deckplatte 76 steht ebenfalls mit einem Zweiwegeventil 92 durch die Leitung 90 in Verbindung. Das Ventil 92 ist von üblichem Aufbau und ist mit einem Absperrhahn 94 ausgestattet, der in der Lage ist, eine Verbindung zwischen der Leitung 90 und der Leitung 95 bzw. der Leitung 96 herzustellen.

Beim Betrieb wird die Form mit einer Menge fein verteiltem thermoplastischem Harz 70, beispielsweise Polystyrolteilchen mit mittleren Durchmessern von etwa 50 Mikron beschickt. Die Menge an eingeführtem Harz ist ausreichend, um die Form vollständig zu füllen, wenn das Harz auf eine berechnete und erwünschte endgültige Dichte verschäumt ist. Die Dampfleitungen 79, 80, 85 und 86 werden geschlossen, um die Form abzuschließen. Das ventil 92 wird in die in der Zeichnung gezeigte Stellung gebracht und Butan von einem Hochdruckbehälter (etwa 2,1 atü), nicht gezeigt, der Form durch die Leitungen 95 und 90 zuführt. Die verschlossene Form läßt man 1 Minute bei Raumtemperatur stehen, damit das Butan in die Harzteilchen diffundiert. Der Absperrhahn 94 des Ventils 92 wird dann um 90° in die entgegengesetzte Richtung von der in der Zeichnung gezeigten Stellung gedreht, um überschüssiges Butan aus der Form durch die Leitungen 90 und 96 abzulassen. Das Ventil 92 wird dann geschlossen und die Dampfleitungen 79, 80, 85 und 86 werden geöffnet, um Dampf (beispielsweise bei einem Druck von 2,1 atü) in die Form zu lassen. Der Dampf wird in der Form 2 Minuten lang gehalten und danach wird die Form gekühlt und der verschäumte thermoplastische Harzgegenstand daraus entfernt.

Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ver-

wendeten thermoplastischen Harzteilchen haben eine mittlere Teilchengröße von weniger als IUO Mikron und vorzugsweise weniger als 2 Mikron. Unter »Teilchengröße« ist die größte Abmessung des Teilchens zu verstehen.

Das thermoplastische Harz, welches bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, kann im wesentlichen jedes thermoplastische Harz sein, welches eine Glasübergangstemperatur von mindestens 50" C hat. Wie bekannt ist, hat die Glasübergangstemperatur eine beachtliche Bedeutung und kann nach vielen bekannten Arbeitsweisen bestimmt werden. Beispielsweise nach der Nielsen-Methode, die in dem S. P. E. Journal, Band 16, Nr. 5, Mai I960, berichtet ist. Beispiele von thermoplastischen Harzen, die verwendet werden können, umfassen Celluloseäther und -ester, beispielsweise Äthylcellulose, Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat; Homopolymerisate und Mischpolymerisate von monomeren Verbindungen, welche die Vinyliden-Gruppierung CH, = C enthalten, wie Vinylhalogenide, beispielsweise Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Olefine, beispielsweise Äthylen, Propylen; Vinylester von Carbonsäuren, beispielsweise Vinylacetat; Vinylether, beispielsweise Vinylmethyläther: ungesättigte Carbonsäuren und Derivate davon, z.B. Acrylsäure, Acrylsäure- und Methacrylsäureester von Alkoholen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, z. B. Methyl- und Äthylmethacrylat, Acrylamid, Acrylnitril; vinylaromatische Verbindungen, beispielsweise Styrol. Vinyltoluol, Chlorstyrole. Es ist durchführbar und manchmal erwünscht, Mischungen von zwei oder mehreren thermoplastischen Harzen, wie Mischungen von Polystyrol mit Kautschuk-Dion-Po!ymerisaren, wie natürlichen Kautschuk, Butadien-Styrol-Mischpolymerisate, Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisate u.dgl. zu verwenden. Styrol-Pfrppfmischpolymerisate, die durch Polymerisieren monomeren Styrols in Gegenwart eines Kautschuk-Dion-Polymerisats hergestellt werden, können ebenfalls vorteilhaft verwendet werden.

Die verdampfbaren Verschäumungsmittel, welche bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden, sind nicht-reaktive organische Verbindungen, welche höchstens eine leichte Lösungswirkung auf das thermoplastische Harz besitzen und atmosphärische Siedepunkte im Bereich von etwa — K) bis 80° C aufweisen. Diese umfassen beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Butan. Pentan, Hexan; halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Äthylchlorid und insbesondere Perchlorfluorkohlenstoffe, wie Dichlordifluormethan und die entsprechenden Perchlorfluorkohlenstoffe, die in der USA.-Patentschrift 2 848428, Spalte 3, Zeilen 30 bis 41, angegeben sind. Andere verdampfbare Verschäumungsmittel, die verwendet werden können, sind aus der USA.-Patentschrift 2 681 321 zu entnehmen. Es ist möglich, in einigen Fällen erwünscht, Mischungen zu verwenden, die vorwiegend aus einem verdampfbaren Verschäumungsmittel der vorstehend beschriebenen Art mit geringen Mengen einer organischen Verbindung bestehen, die eine Lösungswirkung auf das thermoplastische Harz hat. Solche Mischungen enthalten 70 bis 98 Gewichtsprozent des verdampfbaren Verschäumungsmittels und entsprechend 30 bis 2 Gewichtsprozent der organischen Verbindung, die eine Lösungswirkung auf das thermoplastische Harz hat. Typische organische Verbindungen, die eine Lösungswirkung auf das thermopla-

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stische Harz haben, und welche in Mischung mit einem verdampfbaren Verschäumungsmittel verwendet werden können, sind Aceton, Methylenchlorid, monomeres Styrol, Benzol, Xylol, Kohlenstofftetrachlorid, Chloroform usw. Vorzugsweise soll die organische Verbindung einen atmosphärischen Siedepunkt nicht höher als etwa 80° C haben.

Zusätzlich zu den wirtschaftlichen kurzen Bearbeitungszeiten, welche mit dem Verfahren gemäß der Erfindung verbunden sind, haben die sich ergebenden verschäumten thermoplastischen Harze sehr erwünschte physikalische Eigenschaften. Insbesondere haben die verschäumten thermoplastischen Harze, welche nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden, ungewöhnlich kleine Zellengrö- ¹S ßen, wobei die Mehrzahl der Zellen des verschäumten Harzes Zellendurchmesser von weniger als etwa 0,25 mm aufweisen (siehe Beispiel 2). Es ist bekannt, daß viele der physikalischen Eigenschaften verschäumter thermoplastischer Harze verbessert werden, sobald die Größe der Zellen verringert wird.

Die verschäumten thermoplastischen Harzfilme und -bahnen, welche nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurden, weisen Strukturen auf, die sich beachtlich von den verschäumten thermoplastischen Harzfilmen und -bahnen unterscheiden, die

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gemäß anderer Arbeitsweisen, beispielsweise nach den Strangpreß-Blas-Arbeitsweisen hergestellt wurden. Insbesondere sind die Zellen der verschäumten thermoplastischen Harze, welche nach der vorstehenden Arbeitsweise hergestellt werden, nicht kugelförmig, sondern neigen mehr dazu, längliche Ellipsoide zu bilden, wobei die Hauptachsen in einer Ebene senkrecht zum Träger liegen, auf welchem die Bahn oder der Film hergestellt wird.

Verschäumte thermoplastische Harzgegenstände komplexer Formen können nach einem 4-Stufen-Verfahren hergestellt werden, welches (1) die Ablagerung eines Filmes aus einem thermoplastischen Harzlatex auf einer Form, (2) das Trocknen des Latexfilmes, (3) das Inberührungbringen des getrockneten Latexfilmes mit einem verdampfbaren Verschäumungsmittel und (4) das Verschäumen des sich ergebenden Filmes durch Erhitzen des thermoplastischen Harzes auf eine Temperatur oberhalb seines Erweichungstemperaturpunktes umfaßt. Es ist ersichtlich, daß das vorstehende Verfahren Arbeitsweisen verwendet, die mit denjenigen verwandt sind, die bei der Kautschuklatex-Tauchtechnik verwendet werden, und viele dieser Arbeitsweisen können leicht den Verfahren gemäß der Erfindung angepaßt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen verschäumter thermoplastischer Harze, indem man 100 Gewichtsteile eines feinzerteilten thermoplastischen Harzes mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 50° mit 3 bis 10 Gewichtsteilen eines verdampfbaren Verschäumungsmittels in Berührung bringt und unverzüglich danach auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegt, wobei das verdampfbare Verschäumungsmittel ganz oder vorwiegend aus einer inerten organischen Verbindung, die höchstens eine leichte Lösungsmittelwirkung auf das thermoplastische Harz und einen atmosphärischen Siedepunkt im Bereich von -10° bis 80° C hat, besteht, wobei gegebenenfalls der Rest des Verschäumungsmittels aus geringen Mengen einer organischen Verbindung, welche eine Lösungsmittelwirkung auf das thermoplastische Harz hat, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz eine mittlere Teilchengröße von weniger als 100 Mikron hat und das verdampfbare Verschäumungsmittel bzw. die verschiedenen Bestandteile des Verschäumungsmittels gleichzeitig während einer Zeitdauer von höchstens 10 Minuten mit dem thermoplastischen Harz in Berührung gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerteilte thermoplastische Harz ein thermoplastisches Styrolpolymerisat ist, das eine mittlere Teilchengröße von weniger als 2 Mikron besitzt und das verdampfbare Schäummittel aus einem aliphatischen Kohlenwasserstoff besteht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Dispersion des feinzerteilten thermoplastischen Harzes auf einem Träger ablagert, durch Entfernen von Wasser einen nicht-kontinuierlichen Film bildet, diesen mit dem verdampfbaren Verschäumungsmittel in Berührung bringt und unverzüglich danach auf eine oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegende Temperatur erhitzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Papier besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine glatte undurchlässige Oberfläche hat und daß die Bahn oder das Blatt von verschäumtem thermoplastischen Harz abgestreift wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine verschließbare Form mit dem feinzerteilten thermoplastischen Harz beschickt, das feinzerteilte plastische Harz mit einem verdampfbaren Schäummittel in Berührung bringt, die Form verschließt und darauf die mit dem Verschäumungsmittel imprägnierten Harzteilchen auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Erweichungstemperatur liegt.