DE1629373A1

DE1629373A1 - Verfahren zur Herstellung aufschaeumbarer Massen

Info

Publication number: DE1629373A1
Application number: DE19661629373
Authority: DE
Inventors: Bernhard Bisinger; Dipl-Phys Reiner Thedieck
Original assignee: Deutsche Linoleum Werke AG
Current assignee: Deutsche Linoleum Werke AG
Priority date: 1966-09-23
Filing date: 1966-09-23
Publication date: 1971-02-04
Also published as: CH487217A; GB1195867A; NL6712965A; BE704198A

Description

DR.-W

PATENTANWALT

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WERASTRAssE u

TELEFON 2427Ä1/2

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Firma Deutsche Linoleum-Werke Aktiengesell schaft, 712 Bietigheim/Wttrtt.

Verfahren zur Herstellung aufschäumbarer Massen

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Sie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aufsohäumbarer Partikel, insbesondere auf der Basis von Kunststoff-,aus denen in an sich bekannter Weise im we« sentlichen durch Erwärmung Schaumetoffkörper beliebiger Gestalt hergestellt werden können₀

Es 1st bekannt, auf der Basis von Polystyrol treibmittelhaltige» gegebenenfalls schon vorgesohäumte Stoffe in Gestalt verhältnismäßig kleiner Partikel herzustellen und hieraus durch Aufblähen Formkörper zu fertigen. Es ist ferner bekannt, daß verechäumbare Stoffe zu verhältnismäßig großen, in sich zusammenhängenden βinetUokigen festen Körpern geformt und diese hierauf in verhältnismäßig kleine echüttfä-

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hige Partikel zerkleinert werden_a Aus diesen Partikeln können ebenfalls im wesentlichen durch Erwärmung Schaumstoffkörper hergestellt werden»

Die Herstellung verhältnismäßig kleiner,, aufschäumbsier Partikel, die zur Fertigung beliebig geformter Schaumstoffkörper geeignet sind, lässt sich gemäß der Erfindung dadurch wesent-

vorzugsweise als Dispersion. Suspension oder Lösung vorliegende, lieh vereinfachen, daB eine treibmittelhaltige/teigige, oder flüssige Ausgangsmasse in eine Vielzahl vergleichsweise kleiner Teilvolumina zerteilt wird und diese vorzugsweise durch Erwärmung mindestens an ihren Oberflächen verfestigt werden.

In einfacher Weise kann dies dadurch erreicht werden, daß die Ausgangsmasse tropffähiger Konsistenz in einen Behälter gefüllt wird, dessen Boden eine oder mehrere vergleichsweise kleine Öffnungen aufweist, so daß aus diesen Öffnungen vergleichsweise kleine Teilvolumina in Tropfenform austreten.

Zur Erhöhung der Tropfenfrequenz kann auf die Ausgangsmasse ein periodisch wechselnder Druck ausgeübt werden, Wenn die tropfenförmigen Teilvolumina sodann eine entsprechend lang bemessene Fallstrecke passieren, nehmen sie kugelförmige Gestalt anο Werden die Teilvolumina während des Falles beispielsweise durch Zuführung stark trubulenter Heißluft in den FaIl-

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raum in Rotation versetzt ₉ so wird die Ausbildung der kugel= förmigen Gestalt begünstigt <,

Zur Herstellung aufsehäumbarer Partikel in der Form von Zylindern mit beliebig herstellbarem Verhältnis von Länge zu Durchmesser dieser Zylinder wird die Ausgangsmasse vorzugsweise duroh Anwendung von Druck durch eine oder mehrere ver» gleichsweise kleine öffnungen getrieben; hierdurch entstehen strangförmige Gebilde₉ die sodann in Strangabsehnitte von gewünschter Länge zerkleinert werden_o

Zur Herstellung vergleichsweise kleiner aufschäumbarer Partikel, deren äußere fiestalt sich der Kugelform nähert« wird die Ausgangsmasse mittels flüssiger und/oder gasförmiger Medien, SeBo mittels Naßdampf ₉ zersprüht· Den zum Zersprühen der Aus» gangsmasse verwendeten Medien werden vorteilhaft erweise als Anlagerungskerne dienende Stoffe, beispielsweise Sand? Pasern oder Plüssigkeitsta*©pfen beigemengt, Hierdurch wird erreicht, daß die nach dem Zersprühen als eine Art Hebel vorliegenden Teilvolumina sich zu größeren Tröpfchen.aneinanderlagern«,

Die Ausgangsmasse !sann auch in einfacher Weise durch Einwir*- kung von Zentrifugalkraft zerteilt werden_o Hierzu wird bei« spielsweise dift Ausgangaxaasse auf ©ine sehneil rotierende Scheibe aufgebracht oder in quer zu ihrer Achse rotierende

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Rohre oder Rohraystoise eingebracht, 00 daß die auf die Auegangenaese wirkende Zentrifugalkraft ein Zerteilen dieser Hasse in kleine Teurolumine bewirkt, die in einer Ebene senkreoht zur Rotationsachse fortgeschleudert werden. Be hängt dabei in wesentlichen von der Zentrifugalkraft und der Viskosität der Ausgangsoasse ab, ob die Teilvolumina mehr kugelfBridge oder nehr fadenförmige Gestalt annehmen.

Zur Herstellung aufschäumbarer Partikel, die aus mehreren Komponenten bestehen, werden vorteilhafterweise Düsensysteme verwendet, bei denen die Ausgangsmasse durch eine Düse getrieben wird, die von einer Hingdüse umgeben ist, durch welche gleichseitig ein thermoplastisches Material, beispielsweise Polye^rol oder Polymethylmetaorylat, zugeführt wird und hierauf das erhaltene strangförmige Gesamtgebilde in Strangabschnitte gewünschter Länge zerteilt wird. Bei der Verwendung derartiger Partikel zur Herstellung von Formkörpern bildet das thermoplastische Material ein Stützgerüst, welches die Eigenschaften der Formkörper in vielseitiger Weise verbessert«

Zur Herstellung von Schaumstoffkörpern, die sich beispielsweise durch Anisotropie ihrer Elastizität und Druckfestigkeit oder durch hohe Reißfestigkeit auszeich^n, verwendet man vorteilhafterweise aufschäumbare Partikel, zu deren Herstellung die Ausgangsmasse durch eine Ringdüse getrieben wird, während durch eine von der Ringdüse umschlossene weitere Düse anorganische

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Stoffe, Thermoplaste, Duroplaste oder Elastomere einzeln oder mehrere dieser Substanzen zugleich, vorzugsweise in Fora von Fäden oder Fasern augeführt werden und hierauf das erhaltene strangfOrmige Oesamtgebilde in Strangabschnitte gewünschter Länge zerteilt wird·

Die durch das Zerteilen der Ausgangsmasse jeweils erhaltenen TeilvoluHlna werden, vorzugsweise durch Erwärmung, mindestens an ihren Oberflächen verfestigt. Die Erwärmung kann in an sich bekannter Weise durch Konvektion und/oder Strahlung erfolgen; vorteilhaft ist es jedooh, die Teilvolumina nach dem Prinzip der induktiven oder kapazitiven Hochfrequenzerwärmung der Einwirkung elektromagnetischer Felder auszusetzen. In besonders einfädler und wirtschaft Hoher Weise kann die Erwärmung dadurch erfolgen, daß die vergleichsweise kleinen Teilvolumina von einem Flüssigkeitsbad aufgenommen werden, dessen Temperatur so gewählt 1st, daß eine Verfestigung der Teilvolumina eintritt. Di· Partikel können dem Flüssigkeitsbad entnommen und zur weiteren Verfestigung einem Heizkanal zugeführt werden»

Soll den zur Herstellung der Partikel dienenden Hassen ein Füllstoff beigefügt werden, so wird hierfür vorteilhafterweise ein· nicht saugfähige Substanz, beispielsweise Sand, verwendet, um su verhindern, daß weitere, in flüssiger Form eingesetzt· Bestandteile der Ausgangsmasse von diesem Füllstoff aufgesaugt

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Enthalten die gemäß der Erfindung hergestellten Partikel faserförmige Substanzen, z.B. hochschmelzende synthetische Fasern, so bilden diese in dem fertigen Schäumstoffkörper ein Stützgerüst, das die Eingenschaften des Körpers in vielseitiger Weise verbessert.

Enthalten die zur Herstellung der Partikel dienenden Hassen Stoffe mit vergleichsweise hoher elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise spezielle Eußsorten, so kann die Verfestigung der Teilvolumina, wie auch das Verschäumen der Partikel in einfacher Weise durch Induktive Hochfrequenzerwärmung erfolgen.

Enthalten die zur Herstellung der Partikel dienenden Kassen mindestens eine Substanz, die, wie RuB, ein vergleichsweise hohes WErmeabβorptionsvermögen besitzen, so kann die Verfestigung der Teilvolumina, wie auch das Aufschäumen der Partikel In besonders wirtschaftlicher Weise mit Hilfe von Wärmeatrahlern, z.B. Infrarot-Strahlern, erfolgen.

Das Aufschäumen der erfindungsgemäfl hergestellten Partikel kann mit besonderem wirtschaftlichem Vorteil erfolgen, wenn die zur Herstellung der Partikel dienenden Massen mindestens •ine exotherm reagierende, Insbesondere als Treibmittel wirkend· Substanz enthalten. Hierfür eignen sich insbesondere •olohe Substanzen, die, wie beispielsweise Azodioarbonamid,

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i - me -Erbeim Überschreiten einer bestimmten Temperatur unter Wärmeabgabe zersetzen. Wird, wie beispielsweise bei der vorgenannten Substanz, bei der Zersetsung ein Gas frei, so kam dieses vorteilhafterweise als Treibmittel die Auf«· sohäumung bewirken. ·

Des Ausschäumen der erfindungsgemäß hergestellten Partikel kann in einfacher und wirtschaftlicher Weise erfolgen, wenn die zur Herstellung der Partikel dienenden Hassen mindestens eine Komponente eines oxotherm reagierenden Systems enthalten. Verwendet man beispielsweise ein System, welches als Komponenten Oxide oder Hydroxide von Erdalkalimetallen enthält, so kann die bei der Reaktion dieser Stoffe mit Wasser froiwerdende Wärme dazu dienen, die weiteren in der Ausgangsmasse der Partikel enthaltenen Materialien, beispielsweise thermoplastischen Kunststoff, so zu erweichen, daß deren Aufschäumen ermöglicht wird.

Enthalten die sur Herstellung der Partikel dienenden Hassen Polyvinylchlorid und Polymthylmetacrylat, so können in vorteilhafter Weise Schaumstoffkörper hergestellt werden, die zugleich hart und elastisch sind. Derartige Eigenschaften erhält man beispielsweise_y wenn man als Ausgangsmanse eine

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Dispersion verwendet, die loo Teile Polyvinylchlorid, 5o bis loo Teile Polymthylmetacrylat, sowie 5o Teile Weichmacher, 3o Teile Testbenzin, 15 Teile Treibmittel und 5
Teile Stabilisator enthält.

Zur Herstellung von Schaumstoffkörpern, die beispielsweise zur Verbesserung der !Druckfestigkeit und Wärmestandfestigkeit ein Stützgerüst aufweisen sollen, werden vorteilhafterweise aufschäumbare Partikel verwendet, die mindestens eine Substanz enthalten, die in der Lage ist, durch Reaktion mit einer oder mehreren anderen Substanzen einen Kunststoff, insbesondere einen duroplastischen Kunststoff zu bilden.

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In den Zeichnungen sind in sub Teil sohematlecher Welse BInzelheiten und Ausfuhrungsbeisplele dee Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt. Es «eigenι

figur 1 die Anordnung verschiedener zur Durchführung des

Verfahrens, .aintereinandergesohalteter Vorrichtungen;

?igur 2 die Anordnung verschiedener Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung einer Sohne Schneckenpresse;

Figur 3 eine Vorrichtung zur Herstellung einzelner Partikel Mittels einer Düse;

Figur 4 eine weitere Vorrichtung zur Herstellung kleiner Partikel.

In Figur 1 ist 1 eine Auegangsmasse tropffähiger Konsistenz, die in den Behälter 2 eingebracht wurde. Die Membrane 3 vermittelt einen periodisch wechselnden Druck auf die Ausgänge-■»see. Das Ventil 4 verschließt eine Rohrleitung, durch die die Ausgangsmasse dem Behälter zugeführt werden kann» Die Ausgangsnaese tritt duroh die im Boden des Behälters befindliches, vergleichsweise kleinen Öffnungen 5 durch und wird hierbei in vergleichsweise kleine tropfenförmige Teilvoluainm 6 «erteilt. Während dee Passierens der Fallstrecke 7 sind die Teilvolumina der Strahlung des Infrarotstrahlers 8 ausge-

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setzt. Die Teilvolumina nehmen während dee Falles kugelförmige Gestalt 9 an. Die Teilvolumina fallen in ein Flüssigkeitsbad 10» aus dem sie mit Hilfe des SiebbandfOrders 11 entfernt und dem Heiakanal 12 zugeführt werden. Aus diesem treten sie als verfestigte, aufsohäumbare, rieselfähige Partikel 13 aus ο

In figur 2 bezeiolanet 1 eine beispielsweise teigige Ausgnge masse, die in das heizbare Gehäuse einer Schneckenpresse H eingebracht und durch vergleichsweise kleine Offnungen 15 ge~ trieben wird. 3b hierbei entstehenden etrangförmigen Gebilde warden durch den Messarstern 16 in Strangabschnitte zerteilt. Der Messerstem ist in einfacher Weise, ZoB. durch Aufbiegen der Messerrücken, so ausgebildet, daß er in dem Flüssigkeitsbad 17 eine turbulente Strömung erzeugt, von der die vergleichsweise kleinen Strangabschnitte 18 erfasst und aus der Umgebung des Messersterns schnelle fortgetrieben werden₀ Mit Hilfe des Siebbandförderers 19 werden die verfestigten Partikel dem Flüssigkeitsbad entnommen und liegen sodann als aufschäumbare Partikel 2o vor,

In Figur 3 bezeichnet 21 eine Düse, duroh welche die Ausgange masse getrieben wird_o Durch die Ringdüse 22 wird gleichzeitig

ein thermoplastisches Material zugeführt. Aus dem Insgesamt beheizten DUBeneystem tritt ein strangförmiges Geeamtgebilde

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23 aus und wird im Flüssigkeitsbad Ά mit Hilfe der Vorrichtung 23 in Strangabsehnitte26 zerteilt„

In Figur 4 bezeichnet 1 die AusgangsmaBse tropffähiger Konsistenz, die in ein Rohrsystem 27eingebracht wird. Das Zufuhrungsrohr ist in den Lagern28 gehalten, so daß es möglich ist, das Sprührohr 29 mit hoher Geschwindigkeit quer zu einer Achse rotieren eu lassen. Aufgrund der Wirkung der Zentrifugalkraft wird die Ausgangsmasse durch die öffnungen des Sprührohres getrieben und in kleine TeilVolumina 3o zerteilt _f die in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse fortgeschleudert wordene Die Teilvolumina werden sodann von einem Flüssigkeitsbad aufgenommen, welches sich in einem behälter3¹ befindet, der so in Rotation versetzt wird, daß die Badoberfläche einen Meniskus bildet.

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MJVerfahren zur Herstellung aufochäumbarer Partikel, insbesondere auf der Basis von) Kunststoff.- ,

dadurch gekennzeichnet* daß eine treibmittelhaltige, vorzugsweise als Dispersion, Suspension oder Lösung vorliegende, teigige oder flüssige Ausgangsmasee in eine Vielzahl kleiner Teilvolumina zerteilt wird und diese vorzugsweise durch Erwärmung mindestens an ihren Oberflächen verfestigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilvolumina aus einem Behälter, dessen Boden eine oder mehrere vergleichsweise kleine öffnungen aufweist, in Tropfenform austreten.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß zur Erhöhung der Tropfenfrequenz auf die Ausgangsroasee ein periodisch wechselnder Druck ausgeübt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-8 e i .β h η β t , daß vorzugsweise durch Anwendung von Druck die Auegangsmasse durch eine oder mehrere vergleiche" weise kleine öffnungen getrieben, hierdurch in strangförmige Gebilde verformt und diese hierauf in Strangabschnit-» te zerteilt werden.

5· Verfahren nach Anspruch I^ dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangsmasse mittels flüssiger und/oder gasförmiger Hedien zereprüht wird»

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch g e k β η η sei c h η e t , daß den sum Zersprühen der Ausgangsmaese verwendeten Hedien als Anlagerungskerne dienende Stoffe beigemengt werdenο

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangsmasse durch Einwirkung von Zentrifugalkraft zerteilt wirdo

8. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r ch g e k e η η zeichnet , daß die Auegangsmasse durch eine Düse getrieben wird, die von einer Ringdüse umgeben ist, durch

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welche gleichzeitig ein thermoplastisches Material zugeführt wird und hierauf dae erhaltene strangförmige Gesamtgebilde in Strangalischnitte zerteilt wird.

9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenr™ zeichne:*, -daß die Ausgangemasse durch eine Ring" dtiee getrieben wird, während durch eine von der Ringdüse umeohlosBene weitere Düse anorganische Stoffe, Thermoplaste, Duroplaste oder Elastomere einsein oder mehrere dieser Substanzen zugleich, vorzugsweise in Form von Fäden oder Fasern, zugeführt werden und hierauf das erhaltene strangföraige Gesamtgebilde in Strangabschnitte zerteilt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die vergleichsweise kleinen Teilvoiumina von einem Flüssigkeitsbad aufgenommen werden, dessen Temperatur se gewählt ist, daß eine Verfestigung der Teilvolumina eintritt«

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 ~ 10_r dadurch gekennzeichnet ₉ daß die zur Herstellung der Partikel dienenden Massen mindestens eine nicht saug.fähige Substanz als Füllstoff enthalten.

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12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch^ gekennzeichnet, daß dl« Eur Herstellung der Partikel dienenden Hassen mindestens •in· faserförmige Substanz, beispielsweise ho ehe chmelss ende synthetischer 3»e»ern, enthalten«

13* Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Partikel dienenden Massen mindestens •ine Substanz mit vergleichsweise hoher elektrischer Leitfähigkeit enthalten.

14e Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13* dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Partikel dienenden Hassen mindestens •ine Substanz mit vergleichsweise hohem Wärmeabsorptions* vermögen enthaltene

15o Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 ~ 14,. dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Partikel dienenden Hassen mindestem} eine exotherm reagierende, vorzugsweise als Treibmittel wirkende Substanz enthalten.

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16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis. 15» dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Partikel dienenden Massen mindestens eine Komponente eines exotherm reagierenden Systems enthalten.

17· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch, gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Partikel dienenden Massen Polyvinylchlorid und Polymethylmetacrylat enthalten.

18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Partikel dienenden Massen mindestens eine Substanz enthalten, die in der Lage ist, durch Reaktion mit einer oder mehreren anderen Substanzen einen Kunststoff, vorzugsweise einen duroplastischen Kunststoff zu bilden.

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