DE1629763A1

DE1629763A1 - Verfahren zum Herstellen expandierter Polymere

Info

Publication number: DE1629763A1
Application number: DE19641629763
Authority: DE
Inventors: Hansen Ralph Holm
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1963-08-07
Filing date: 1964-07-21
Publication date: 1971-07-29
Also published as: ES303213A2; GB1060412A; NL6409021A; US3253065A; BE651286A; SE328987B; JPS4432316B1

Description

WES-TEEN ELEGTRIC GOMPAHX» Incorporated. RoHoHansen. 3 Hew York 75 HoT- > VoSt₀Ao

Verfahren zum Herstellen expandierter Polymere (Zusatz zu Patent,.λ (Patentanmo W 56 583 X/39a 3)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen expandierter Polymere ,sowie auf die MJi diesem Verfahren hergestellten Produkte» Sie ist eine Weiterbildung der Erfindung gemäß dem Hauptpatent ■ ,.« ο (Patentahme !dung W 36 583 X/ 39a 3)· Hierin ist ein Verfahren zum Herstellen von Zellen-Kunststoff auf ifihermoplastbasis beschrieben,bei dem das thermoplastische Material mit partikelförmiger; Substanz gemischt wird und die Mischung auf eine oberhalb der Erweichungstemperatur liegende Temperatur erhitzt wird_? und zwar unter !Druck eines im .thermoplastischen Material"löslichen G-as3s, das vom thermoplastischen Material im wesentlichen bis szur Sättigung aufgenommen wird« Aa den Stellen der eingelagerten Partikel werden bei einer Extrudierung des Materials in eine Zone niedrigeren Druckes Wärmezentren gebildet, wodurch das Sas an .diesen Stellen: aus der lösung austritt und Bläschen bildete Die partikelförmige Substanz kann ein chemisches Reagenz sein, das sich bei geeigneter Erwärmung exotherm zersetzt, wodurch die WärmeZentren gebildet werden. Alternativ hierzu kann als partikelförmige Substanz Russ (carbon black) verwendet werden, das zur Bildung der Wärmezentren mit Licht "bestrahlt wird_β

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von Zellen-Kunststoff auf Thermoplast-Basis geschaffen, das sich dadurch auszeichnet, daß eine Mischung von thermoplastischem Material mit partikelförmiger Substanz: auf ein-e obei»· halb des Erweichungspunktes des thermoplastischen; Materials liegende Temperatur erhitzt wird, und zwar unter Druck eines im thermoplastischen Material löslichen G-ases, das im wesentlichen das thermoplastische^Material sättigt» und dass die resultiereoie Mischung in eine Zone niedrigeren Druckes unter Bedingungen extrudie r/t wird, die so gewählt sind,

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daß das thermoplastische Material hinsichtlich des Gases übersättigt ist, wobei die partikelförmige Substanz eine zwischen 0,001 und 1,0 cal/secocnio^O0 liegende Wärmeleitfähigkeit und eine zwischen 0,003 und 0,3 cal/g liegendö spezigfische Wärme besitzt, wodurch das aus der . Lösung austretende Gas an den Steilen der eingelagerten Partikel Bläschen bildete

Die als Keimbildungszentren wirkenden eingelagerten Partikel, die hierin beschrieben sind, besitzen eine größere Wärmeleitfähigkeit und -eine kleinere spezifische Warme9 als die entsprechenden Größen des thermoplastischen Materials und sind im thermoplastischen Material nicht }.Öalioho Diese Keimbildungszentren wirken als Quellen der für den Desorptionsprozeß . erforderlichen Wärmeenergie^ und bei einem Ausführungsbeispiel werden die Wärmezentren durch in das thermoplastische Material eingebrachte Hetallpartikel gebildet, wobei das i^et^ll entweder in elementarer Form oder in einer Verbindung'vorliegt_s aus der das elementare Metall erhalten v/erden kann₉ und zwar Z₆Bo durch Zersetzen der Verbindung durch Zuführen von Energie, d'ie beispielsweise thermische oder mechanische Energie sein karnio Wach einem zweiten Ausführungsbeispiel werden die resultierenden Keimbildungszentren durch eine in das thermoplastische Material in feinverteilter Form eingeführte Legierung gebildete

Bei einer speziellen Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Verfahren zm Extrudieren der vorstenend beschriebenen Materialzusammensetzungen zum Zwecke der Ummantelung eines-Drahtleiters gerichtet»

Im folgenden ist die Erfindung an iiand der Zeichnung dargestellt; es zeigen;

Figo 1 einen Längsschnitt durch einen für die Zwecke der Erfindung geeigneten Extruder, und

Figo 2 einen Querschnitt einer typischen Ummantelungs-Extruderdüse, die zum Extrudieren expandierter Polymere zum Zwecke der Ummantelung eines Drahtleiters verwendet wird,, J';

₈A₀ ORIGINAL

109831/160 3 .

In der Figo 1 ist ein Extruder 11 dargestellt, der eine Förderschnecke 12 aufweist, die in einem Zylinder -13 drehbar gelagert ist. Der Zylinder 13 wird durch elektrische Widerstandsheizer 14 erwärmt. Am Zylinder des Extruders ist ein Zuführtrichter 15 tangential angeOrdnet, an dessen Grunde eine Zuführ öffnung 16 gelegen ist _o Der Zylinder weist ferner noch einen Ein- 17 zum Einfuhren von G-as in den Zylinder auf, ferner Thermoelemente 18,'Druckmeßgeräte 19 sowie einen Preßkopf 20_o Der Preßkopf des Extruders ist zusammen mit einer Brechplatte 21 am Zylinder festgelegt, wobei sich die Brechplatte 21 zwischen dem Ende der Förderschnecke 12 und dem Preßkopf befindet, so daß der Aufbau eines Druckgradienten längs derFörderschnecke unterstützt wird. Die Schnecke des Extruders wia?ä:-etbü?ek-e±ae ist auf irgendeine Weise, Z₀Bo durch einen Elektromotor, angetrieben (nicht dargestellt)ο

Beim Durchführen des Verfahrens zum Herstellen von Zellen-Polymermassen wird das Polymer, das mit der partlkelförmigen Substanz gemischt worden ist, über den Trichter 15 und die · Zuführöffnung 16 dem Extruder zugeführt_β Wie schon gesagt, icann die partikelf örmige Substanz durch ein elementares Metall, durch eine'Verbindung^aus -der durch Zersetzung das elemenare Metall erhalten werden kann_;oder durch eine legierung gebildet sein> wobei die.Wärmeleitfähigkeit der partikel, förmig en Substanz größer und die spezifische Wärme derselben kleiner sein soll, als die entsprechenden Großen des thermoplastischen Materials_β Die von den Antriebsmitteln getriebene Schnecke 12 transportiert die Mischung aus Polymer und partikelförmiger Substanz vom Einlaß durch den Zylinder 13 hindurch, der durch die elektrischen Widerstandsheizer 14 aufgehaezt wird«, Während dieser Zeitspanne wird die Mischung in innigem und im wesentlichen in gleitendem . Kontakt mit den heißen Zylinderwänden gebracht und wird gleichfalls Seherspannungen und einem Walkvorgang unterworden, wodurch Reibungseffekte erzeugt werden_o Die Kombination der Wirkungen des erwärmten Zylinders und der infolge innerer Reibung im Material erzeugten Wärme bringt die thermoplastische Masse zum bchmelzen,. und zwar zu einem Zeitpunkt, in dem es·-etwa ein Viertel der Förderstrecke zurückgelegt

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hat ο Hierdurdh wird sichergestellt, daß es durch die Austragdüse des Extruderkopfes in der gewünschten Form ausgepreßt werden kanne Die. im Zylinder 13 fortschreitende ■geschmolzene Mischung tritt in eine Zone niedrigen Druckes ein, die in der Nachbarschaft des Gaseinlasses 17 gelegen istο An dieser Stelle wird ein ausgewähltes Gas unter Druck dem System zugeführt„ Bs sei bemerkt, daß die erwähnte Zone niedrigen Druckes nicht ein notwendiges Erfordernis für die erfindungsgemäße Technik ist, sondern lediglich eine bequeme Maßnahme zum Einführen eines Gases darstellt. Während, die geschmolzene Mischung längs ihrer Förderstrecke im Zylinder in Richtung auf die Brechplatte 21 fortschreitet, wird das so zugeführte Gas in der Mischung gelöste Die geschmolzne, gelöstes Gas und dispergieerte partikelförmige Substanz enthaltende Miscaung tritt dann aus einer Zone hohen Druckes in eine Zone niedrigen Druckes ein, wenn es am Extruderkopf austritt ρ Eine Keimbildung oder ein Sieden der nunmehr^: übersättigten Gas-Polymerlösung wird an den Binla^erungsstellen der diskreten Partikeln der vorstehend erwähnten Eigenschaften derart erhalten, daß diese Stellen als Quellen thermischer Energie wirken und die Einleitung der endothermen Desorption des gelösten Gases erleichtern,wobei gleichzeitig eine Mehrzahl innerer Grenzflächen zwischen Gas und Flüssigkeit, doho Blasen* gebildet werden_e Der Rest des gelösten Gases, diffundiert rasch zu inneren und äußeren- Oberflächen, wo es aus der Lösung austritt«

Wie erwähnt, ist es höchst wünschenswert, daß eine gleichförmige Verteilung kleiner Zellen erhalten werden kann, um die ge-ftwünschten Eigenschaften zu erhalten. Die sich schließlich einstellende Zellen- oder Bläschengröße hängt in erster Linie vom Betrag des gelösten Gases und von der Anzahl der erzeugten Blasen ab und zusätzlich von der konkurrierenden Wechselwirkung des Gases mit den inneren, von den Blasen erzeugten Oberflächen und der äußeren Oberfläche des extrudierten Materials.-Bei der beschriebenen Situation werden durch die par-.,ikeIf örmige Substanz sehr viele Blasen in der extrudierten Substanz erzeugt und das Verhältnis der

1098 3 1 /1603 - -- - — <

BADORiOlNAL

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gesainten, erzeugten inneren Oberflächezur äußeren Oberfläche ist groß und daher günstiger für eine Zurückhaltung und bessere Ausnutzung des gelösten Gases» Die lixistenz eines derart günstigen Oberflächengebietes resultiert in

. einem größeren Wirkungsgrad , da sieh ein proportional größerer Gasbetrag aus der flüssigen Phase durch Diffusion zu den Blaschenoberflaken abscheidet unddaher der . Betag des durch Diffusion zur äußeren Oberfläche verlorenen Gases

.kleiner ist_o -■. / " .:

Die zur Durchführung der Erfindung speziell verwendete ■ partiKelförmige Substanz ist im Polymer nicht löslich und besitzt eine Wärmeleitfähigkeit, die zwischen 0,01 und 1,0 cal/sec»cm„⁰G liegt und.eine spezifische Wärme- die zwischen 0,03 und 0,3 cal/g liegtoHierfür geeignete Elemente sind Metalle, z.B_o Blei, Silber, Zink, Zinn, Quecksilber, Aluminium, Kupfer, Palladium, Wismut usw<> AlsMjegierungven können beispielsweise die.Wood'sehe Metallegierung, Molybdän-Permalloy usw» verwendet werden_e Alternativ hierzu kann es in bestim.it en Fällen, wünschenswert sein,, eine He tall— verbindung zu verwenden, die sich-zur Bildung.eines elementaren Metalles zersetzt» Für diese Zwecke brauchbare Verbindungen sind z.Bo bestimmte Metallazetatej —Halogenide, -Oxalate usw. ■ -.'"-"""/

In allen untersuchten Fällen wurde gefunden, daß eine überlegene Keim- oder Bläschenbildung und des eingeführten Gases auftritt, wenn eine ,partikelformige Substanz·, z.B₀ ein Metall oder eine legierung, auf einer temperatur gehalten wird, die oberhalb des Schmelzpunktes desselben liegt. Eine Keim- oder Bläs'chenbildung durch das gelöste Gas mit Hilfe der partikelförmigen Substanz, gleichgültig, ob diese nun flüssig, oder fest ist, ermöglicht eine Temperatur— Unabhängigkeit beim Durchführen des Verfahrens^ ein Umstand, der vom Fertigungsstandpunkt aus gesehen,äußerst vorteilhaft ist· ; ■-.■■■-■ ■-■-■■;■ ."■■■'■■;-:> ■■-;

Obgleich die Partikelgröße der partikelförmigeh Substanz nicht als kritisch anzusehen ist, werden allgemein feine

109831/1B03 ^^^i^

Partikel vorgezogen» Es wurde gefunden, daß eine Substanz mit einer kleineren als 177 Mikron großen Körnung befrie- digend ist, die Partikel aufweist, deren mittlere Korngröße von kleiner als 0,01 Mikron bis mehr als.80 Mikron reicht.

Das partikelförmige Material wird im allgemeinen in einer Menge zugesetzt-, die zwischen. 0,005 bis 10 Cfewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polymers, ist. Ein ν bevorzugter Bereich liegt etwa zwischen 0,1 bis 3,5^c/o. Der Einsatz von Mengen,die wesentlich kleiner sind als die angegebene Mindestmenge, erzeugt einen weniger befriedigenden Keimoder Bläschenbildungsgrad,' wohingegen der Einsatz von wesentlich oberhalb der angegebenen maximalen i-Ienge liegenden Mengen dazu tendiert, die dielektrischen Eigenschaften nachteilig zu beeinflussen» Aus diesem Grunde werden diese hohen Zumischungsmengen als weniger zweckmäßig erachtet» '

I¹Ur die Zwecke der Erfindung brauchbare Polymere können
alle normalerweise festen Polymere oder Mischungen von
Polymeren- sein, die durch Polymerisieren oder C.opolymerisieren aliphatischer Olefine, Z₀B₀ Äthylen, Propylen oder Mischungen hiervon,, halogenisierter aliphatischer Olifine, z.Bο Vinylchlorid, ungesättigter aromatischer Konlenwasserstoffe, ζ „Β». Styrol, ungesättigter Ester, Z₀Bo
Methylmethacrylat, usw., erhalten- werden»

Das. zur Durchführung der Erfindung verwendete Gas muß' im Polymer löslich sein, und zwar unter den in der Yerfahrensanlage herrschenden Druck- und-temperaturbedin— gung, weniger löslich im Polymer^Sein, nachdem dieses die Verfährensanlage verlassen hat, und muß in der Lage sein, mit einer Geschwindigkeit zu Bläsclienoberflachen diffundieren-zu könne, die mit der Erzeugung der Blasen durch Keimbildung vergleichbar ist» Alle gewöhnlichen ■ Gase erfüllen diese Bedingungen» Für diesen Zweck geeignet sind die Gase Argon, Stickstoff, .-elium, luft, Ivohlendioxyd Das zu- verwendende Gas wird unter einem Druck zwischen

etwa 35 bis 176 kg/cm² (500 bis 2500 psi.) und unter Bedingungen zugemischt _s so daß das geschmolzene, thermoplastische Material sich im wesentli&en mit dem Gas "slättigt. Nachs-tehenc^

.(•109831/1603:

wird eine Zusammenfassungder hierin beschriebenen Methoden sowie der Bereiche der Betriebsparametergegeben.

Beim Dur c hf uhr en der Erfindung, wird eine Dispersion der partikelförmigen Substanz im Polymer erhalten durch Eingeben der Bestandteile in eine, geeignete Mischvorrichtung, ZoBo in einen Paifbmischer usw_o und durch einige Minuten lang hierin erfolgendes Mischen« Nachdem die Mischung oder die Dispersion erhalten-ist, wird diese direkt dem Besohilckungstrichter eines Extruders, der beispielsweise von der in der Figo 1 dargestellten Art sein kann, zugeführt_o

Die 1-iischung wird dann zunächst dem Zylinder des Extruders zugeführt, der auf eine etwas oberhalb der Erweichungstemperatur des Polymeres liegende Temperatur vorgeheizt ist, ζ.Β«*auf 100 bis 150⁰O für ein Polyolefin, beispielsweise Polyäthylen. Im Zylinder wird es dann mit Hilfe der Förderschnecke durchgeAvalkt und längs der Förderstrecke bewegt. Die -temperatureη können vom Erweichungspunkt des Polymers bis zur Zersetzungstemperatur desselben schwankeno Es ist daher ein großer Bereich in der Auswahl der Betriebsbedingungen mögliche Ferner ist das Verfahren von einer Standzeit (residence time) unabhängig und praktische Erwägungen bestimmen die Auswahl. Nachdem die Hasse etwa 1/4 der Zylinderlänge- des Zylinders 13 durchquert hat, ist sie geschmolzen«, Die ge'schmolzene Mischung wir d dann durch den Zylinder weitergefÖrÄert und erhält, wenn sie das ventil 17 erreicht, ein geeignetes, im Polymer lösliches Gas unter Druck zugeführte. Anschließend -wird die Mischung gegen die Brechplatte gefördert, die ihren Fluß besc.· rankt und einen Staudrück (back pressure) erzeugte Die liröße dieses Staudruckes liegt typischerweise zwischen etwa 70 und etwa 422 kg/cm² (1000 bis 6000 psi). Hierdurch wird das injizierte Gas am Expandieren gehinderte Nachdem diö Masse die Brechplatte passiert hat-, wird sie einem formenden Teil zugeführt, der einen Ziehkopf aufweist und nachfolgend tritt die Masse über eine Austragsmündung in ein Gebiet reduzierten Druckes ein, üblicherweise in die Atmosphäre, in dem bzw ο in der die Desorption des_: gelösten 109831 /1603 "

.Gases und die Expansion des Polymers auftreten..

In bestimmten Fällen ist es "bequem, den Ziehkörper und die Extruderdüse so anzuordnen, daß die extrudiertea Masse den Extruder in einer senkrecht zur Achse der Förderschnecke© gelegenen Richtung verläßt und dort abgenommen wird_D Diese Sxtruderbauart ist als kreuzkopf bekannt und wird bei Verfahren verwendet, bei denen es erwünscht ist, eine kontinuierlich zugeführter Materialseele, z_oB₀ einen Draht, zu ummanteln» ■ "

In der Fig. 2 ist ein Querschnitt eines typischen Drahtgmmantelungs-Kreuzkopfes dargestellt, wie er in diesen Anwendungsfällen verwendet wird« In der Figur ist die Brechplattenanordnung 21" gezeigt, ferner der l-raht 22, eig,e Drahtzuführung 23 und die Drahtzuführungsdüse 24» Bei diesem Vorrichtungstyp wird das geschmolzene thermoplastische Material durch die Brechplatte hindurchgedrückt und zur Drahtführungsdüse 24 hingeleitet, die so gefamt ist, daß oie Masse die Draht zuführy.ngs düse 24 von allen Seiten umströmt und sich auf der stromabwärtigen Seite wieder te vereinigte Dieser ringförmige Materialfluß fließt dann in jxichtung auf die Ummantelungsduse und umströmt schließlich den zu ummantelnden Draht. Auf diese Weise wird ein Kunststoffmantel auf den Draht aufgebracht, der sich durch den Kreuzkopf kontinuierlich -hindurch bewegt und als eine innere Formdüse wirkte ,""'■"

Die folgenden Beispiele erläutern die beschriebene Methode im einzelnen.

Beispiel I

(a) 1000 g Polyäthylengranulat einer Dichte von /0,92 g/cm⁵ bei 20⁰O und eines Sohmelzindexes bei 190⁰C von 0,2 bis 0,4 sowie 10 g Bleipulver einer mittleren Korngröße von etwa 5 bis 10 Mikron wurden in einen Farbmischer gegeben und gründlich vermischt» Die resultierende Mischung

10 9 8 31/16 0 3 bad original*

wurde dann dem Trichter eines Schneckenextruders der der Pig ο 1 dargestellten Art.. 3Ugeführt. Der Zylinder des Extruders wurde auf eine Temperatur vorgewärmt, die in der Gegend des Eesehickungstricnters etwa 2TO⁰G, in der Gegend des Gas^einlasses etwa 250⁰CS und in der Gegenader Brechplatte etwa 26Q°C 'betrug. Durch den Gaseinlaß wurde Argon unter einem Druck vom 56,25 kg/cm zugeführt» Die am Austragungsende des E'xtruderzylinders angeordnete Brechplatte wurde dazu: verwendet, den Flug der gelöstes Argon haltigen Polyäthylenmisehung einzuschränken, so daß ein Staudruck von etwa 168,74 kg/cm erzeugt wurde_o !Danach passierte'die geschmolzene Polyäthylenmasse den Eopf und die Düse des Extruders und/aanmt eanschließend durch eine Mündung hindurch, in die Atmosphäre aus, in der sie zur Bildung einer Zellen-Masse expandierte₀ Das erhaltene Polyäthylen zeigte eine, gleichförmige Verteilung feiner Zellen oder Bläschen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 381 Mikron, ^: ' .

(b) Die Prozedur des-Beispiel»I (a) wurde mit der

Ausnahme wiederholt, daß Stickstoff unter einen Druck von

ρ
42,19 kg/em zugeführt und der Extruder auf !Temperaturen gehalten wurde, die von 300⁰C am hinteren Ende Ms 35O⁰C am Kopf reichte, sp^ daß die Temperaturen hoher warenj, als der Schmelzpunkt, von BIeI₀ Das resultierende Polyäthylen zeigte eine gleichförmige Verteilung feiner Zellen oder Bläschen, die einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 16,2 Mikron besassen« .

(c) Zu Vergleichszwecken wurde die Prozedur des ' Beispieles I(a) wiederholt bei Abwesenheit des ; Bleipulvers. Das resultierend^ Polyäthylen war kaum expandiert .und zeigte eine zufällige Verteilung von Blasen und nicht von Zelleno Diese Blasen hatten exnen;-."durchschnittlichen"Durchmesser, von annähernd 1778 -Hiicron. ' ■ ν ^ -

Beispiel II ~ ^: ■-·-.-"

(a) 1000 g Polyäthylen einer Dichte von0,92 g/em bei 20° und eines SchmelzindexeB bei- ΐ90^ρσ vpn 0,2 bis 0,4 und 35 g Silberoxalat einer durchschnittlichen Parteikel

10 98317160 3 _BAD ^

-1O-

größe von etwa 20 Mikron- wurden einem Parbmischer eingegeben und gründlich miteinander vermischt,. Die resultierende Mischung wurde dann dem Trichter eines Schneckenextruders der in der 3Pig< > 1 dargestellten," Art zugeführt» Der Zylinder des Extruders ist dabei auf eine Temperatur vorgewärmt worden» die in der Gegend des Beschickungstrichters etwa 210 G, in der Gegend des Gaseinlasses etwgc 26O⁰G und in der Gegend der Brechplatte 27O⁰C betrug» Dem Gaseinlass wurde Argon unter einem Druck von 70,31 kg/em zugeführt,» Die eingestellten Temperaturen reichten aus, um eine Zersetzung des Silberoxalates zu bewirken« Die Brechplatte , die am Austragungsende des Bxtruderzylinders angeordnet war, wurde zur Strömungsbegrenzung der argonhaltigen Polyäthylenmischung in der Weise verwendet, daß ein Staudruck· von 125,15 kg/cm erzeugt wurde· Danach passierte die geschmolzene Polyäthylenmasse den Kopf und die Düse des Extruders und anschließend eine Mündung, wonach sie in die Atmosphäre austrat und dort zur Bildung einer Zellen-Masse expandierte ο Das resultierende Polyäthylen zeigte eine gleichförmige Verteilung feiner Zellen oder Bläschen mit einem mittleren Durchmesser von weniger als 127 Mikron»

(b) Zu YergleichsHwecken wurde die· Prozedur des Befep-ieles II(a) wiederholt, aber bei Abwesenheit von Silberoxalatjdas resultierende Polyäthylen war von blasiger Beschaffenheit und nur sehr weniges» aber sehr große Zellen waren vorhanden* -

Der Einfachheit halber sind die nachfolgenden ₁ in Tabellenform angegebene S.de Datengruppe repräsentiert ein unabhängiges Beispiel, bei dem nach der allgemeinen, oben beschriebenen Prozedur verfahren wurde_o

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Tabelle χ

Beispiel ΐ Jaerrao ρ Ia-,, stisches. Material (S)

Keimbildner (g)

(fan

k^/crn

ru rn² Romperaturen

Q , ' ■, am Kopf.

Hinten- Mitte,, Kopf kg/cm

.Druck . Bemez'kungen

,4

5 6

Polyäthylen Hg₉Ql₉ ¹⁰⁰⁰ δ το _g

Argon 42,19 297

29b 116,01

Polyäthylen	keiner ·.	Argon	42,19
1QQO g _:/.
Polyäthylen	; Hg₂Gi₂.;: ..■;■■,■	;,rgon· ■.	4.2,! 19
looo g , ..'■.'	IQ g¹' '',; '
Polyäthylen .	Ag Staub ■',	Argon	; ,,56,2,5
IOQO g ,	,/',"1,'ΰ g/ ".		-
Polyäthylen	keiner;	Argon	56,25
1000 g
Polyäthylen , iOQO g ,	Zn-Staub ,	' fjtick- stoff,	42,19
Polyäthylen , looo g/ ^:;;'	kexiaer-¹'¹·;·:; .'■.	/Stick stoff	/42,19
pOlyäthylen 1000 £	^T>',^röpd'öcheB Metall 5 g , , ,	,Stick- " stoff	'70,31

15d	176	225,70
ί 55	. 174	;217,96
252'	• 257,;	■16ö,74

252	,257	16U,74
2o3	294,	,70,31
2'6ü' ■	/■;■■.■ 294;".	' TÖ_f3t
250 ..	^: 23B ;	^:70.31

C-leichf.Verteilung fein»Zellen mit Eii 111. Dur chme a R er v.203,2-254 Mikron

Venige Zellen, mit iaittl.rurc;iin,. von· ■. 1219,2 Eiikron

Viele Kleine Zellen Ei.mittlDurcMi*v« 254-304,·ϋ Mikron

Gleiclif .Ve.rteilg.: feih.Sellen^; m.mittl, v.,JoA iiikron

lleni&e , Zeil,m.mittl, Dur ohm .v. i 270.-17 78 , Mikron

Sieichf,Verteil^» fein,Zellen m.mitti, Y. 121-203,2

g
^;,Durchiii.Y.T27Ö^: Mikroi

Gleichf.Verteilg, fein.Zellen m.mittl Durciim. von 76,2 Mikron

tSLBZSl

Tabelle 1 Port set e ling

Beispiel Thermopl,
Mat eri al

(g)

Keimbildner (6)

Gas Gasdruck Temperaturen 0 Druck

kg/cm^ hinten Mitte Kopf am Kopf

kg/cm^

Bea?merkungen

cn
O
co

Ί1
12

13

16

ι ■·.;

Polyäthylen keiner . ^:- Stick- 70,31 , , 1000 g. , stoff.

Polyäthylen Mo- ■ ', Stick- 123,04 ¹¹. 1000. g... Permalloy at off ,

81 ^b Ui . . , "

2fr Ko "

... ''7/έ Pe'

.. Polytretra- Pb pulver Stick- ⁵⁶>'²⁵ ■./,,. fluoräthyien 5 g ' .,., ,stoff, ' ■■■: J¹BP-KUn tthar ζ ■', . , ,, .■■'■■' ■■■. ■

Sticks'toff ,

-Polytreta-,
fluoräthylen.,
' FEP-KunethMr

1000 ig ■:

Polystyrol Ch Pulver ■ Stick- , 59,76. ^: 1000 g -10 g ■ /stoff , ■

Polystyrol keiner, 1000 g ■■ ■.;■

Stick- 61,89 stoff 230 230 70,31
•199 244 199 .84,37

-350

186

-370 -175,78

-350 _r37O -370 4 75,73,

202 59/76

212/ 202, 61,87

Polymethylmethacrylat
1000 ;j

:³ulver ::tick- 59,76 183 222 216 63,2

Polymethyl- keiner methacrylat
1000 g

r;toff

3tick- , 59,76 tff 222

63,28

Wenige Zell.m.mittl. . I)urehm. ν. 101 6 Mikron

G-leichf .Yerteilg. feiner Zellen m.mittl.Durchm. v. 25,4-50,8 Mikron

Gleichf.Yertäilg.feiner Zellen m.mittl.Durchm. v.,76,2-152,4 Mikron

Wenige'Zell.m.mittl» Durehm.v. 331 Mikron ,

GIeichf.Yerteilg.feiner Zellen m.mittl.Durchm. v.76,2-177,8 Mikron

Wenige sqhle.cht. ausgebiläete Zellen mit mittl Durchmesser v.762-1016' Mikron

G-leichf .Yerteilg. fein Zeil.m.mittl.Durchm.v. 76,2-177,8 Mikrmn

Sehr ¹Wenige schlecht' ausgebildete Zellen mit einem inittl."Durchmesser von 762-1.016 Mikron

ZSLBZBi

Die in den vorstehenden Beispielen beschriebene Prozedur wurde, mit der Ausnahme wiederholt$ daß ein Drahtummantelungs-iixtruderkreuzkopf der in der Pig* 2 besehriebenen Art verwendet wurde, wobei ein 1 fäer>- (19 gauge):Kupferdraht mit einem Durchmesser von 254 Mikron mit;untersciiiedlichen Geschwindigkeiten zugeführt wurdöö Der Einfächhei"fc und Kürze halber sind die hierbei erhaltenen Ergebnisse in der nachstehemen Tabelleangeführt, in der jede Dätengruppe ein unabhängiges Beispiel repräsentierte . :

109831/1603

Tabelle II Beispiel

Thermopl,

Materiell

Keimbildner Gas (g) Gasdruck Temperatur C Druck
kg/cm² Mitte Brech- Kopf am Kopf

Platte kg/cm^

Drahtvorschub em/sec.

Ergebnisse

Polyäthylen dichte = , 0,92 g cin^ bei '23 0 1000 g

Polyäthylen Dichte = ■, 0,92 gcnr³ · bei 23 G 1000 g

Polyäthylen Dichte = ., 0,92 g cw?' bei 23 G 1000 g

Polyäthylen Dichte ■= -z 0,92 g_Qcm^;> bei 23 C . 1000 g

Polyäthylen Dichte ~ , 0,92 gcia³ bei 23 0 1.000 g

Polyäthylen Dichte = ^ "0,92 g₀dübei 23 ⁰C 1000 g

Pb Pulver ilrgon 126,56

10 g 2ί3 -.- 179 165,23 36,1

Pb Pulver Helium 126,56 10 g

Hg₂Gl, 10 g

Stick- 126,56 stoff

Wood'sches Argon 126,56 Metall ' ' 10 g ■

Zn Staub Argon 126,56 10 g

Sn

10 g 213 180 179,29 37,6

[79 212 176 177,88 25,4

213 179 172,96 55,9

214 179 Ui5,62 31

Argon 126,56 179 .214 179 179,29 32,5

Gleichf.yertlg m.einem mittl. Dur ehm. v. 152,4-203,2 Mikron Expansion 20,0 ?i

GIe ichf.Vert eilg m. mittl.Durchm. v.152,4-228,6' Mikron
Expansion 22,5$

Gleichf.Verteilg m.Mitti.Durehm. v.-25,4-50,ο Mikron
Expansion 34,2ⁱ/J

Gleichf. Verteil m. mit 11. Dur ohia. v.50,3-76,2 MIKr Expansion 32,5;i,

Gleichf-.Verteii m.mittl.Durehm. v. 127-1.77,0 Mikron
Expansion 27,5/"--

Gleichf.Verteil, in. mi 111. Dur ohm-, ν.203,2 Mikron Expans ion 25, "Sfi

Tabelle'. II For ^Jc cot a Lm₁

Beispiel \ Thermopl. Keimbildner Gas; Gasdruck '^% Material ' kg/cm² !temperatur 0

"Mitte Brack-* Kopf am Kopf schab

Brück Drahtvor- Ergebnisse

ρlütte kg/crcr cm/sec.

O CO OO CJ

Polyäthylen Dichte = , 0,92 g_cnr bei 23 C- „1000 g	log'- ,	Argon	1'I9,53	. 253	240
Polyäthylen Dichte = , 0,92 g cm⁵ bei\,2 3°0 IpÖO g	?·^β':::	.•'■rgon	122,45"	1 80 .	214
Polyäthylen Dichte =. , 0,92 gem^J bei 23⁰C 1000 g, ■■;■.	Silber-, oxalat '	- i-jtick- st off	12,1,64	■ ■■..;■. 17 V...-	2Ö0,
Polyäthylen' Dichte ~ ■· ■ 0,92 gcnr⁵ , bei 23⁰O ■■■■■■ I000 g.	Queck- silber- azetat : 10 s ■■■..■	Stick stoff	140,62	260	207
Marlex: 5000 Dichte =, 0,96 g cm· 1000 g , ■	on , 10 g ,, ,	Argon	45,70,	258 ,	, 240

I75,7« 30

179,29 . ■' 32

173

202. 137,10

32

224,99 ,, 32

7,62,

G-leichf .Yert.ei lang ra^mittli J)UrQhHu v. 50,2 Hikron Expansion 31,"

Gleichf.Terteilg.m.jraittl, Durehm. y. 152,4-203,2 ' Mikron, , , ; gxpansion 26,J

Q-Ie ichf ,
m. mit ti. Dur chi 5.0,8-101 ,6 Hi] iSxpans.- ;,

G-le ic hf .Vert I₁ ni·. mit ti..Durch] 50,8-101,6 Mikron "'

Gleichf.Yerte lung fein.ZeI len m.mittl.

Dur ehm., 25,4-50,8 Mirkon Sxpan.28,7'^

Tabelle TI Fortsetzung

,ο

Beispiel Thermppl. Keimbildner " G.s Gasdruck, Temperatur G Druck Drahtyor-

Material (g) ■ kg/cm , Mitte Brech- Kopf am Kopf ,'schub

'■'. , '',; '':.)&) ^:\- .'^₁ ■ ■■' platte , ;kg/cm2 te/ "

Ergebnisse

,27,

OO
CaJ

Polyvinyl-V/öod' sches Sticte- 1,30,07

cJalbrid ,, Metall stoff

Dich'te = 3 -1Og-

1,„31 g Cm₁ ■ , .:■· .' ■

IQO(Kg ■■ ■■■■

,Po-Iypropy- , w)ueck- len .'.. ,■ * ■ silbex-,Dichte i:\; oxalät 0,91 s cm,· 10 g ■ 1000 ;g -, ,,

Stickstoff 99

' 141, 175,78, 31

98,43/209 220, . '1-9Q." HO,62 25,4

Gleiciif .yerteiig, feiner Zellen mit mittIDurchm.ύ. 2 5,4-50,8, Mikron,

Gleichf.Yerteiig. feiner Zellen m, mittlDurchm. 25,4-5,0,8 Mikron

Claims

IV Verfahren zum Herstellen von Zellen-lisststoff auf. Thermoplast-Basis durchwärmen des thermoplastisehen ' Materials, dem partikelförmige Substanz zugemischt ist, auf eine oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastisehen Materials liegende temperatur» und zwar unter Druck eines hierin lösliehen Gases bis zur prak« tischen Sättigung Jenes mit diesem, und durch Extrudieren der resultierenden·Mischung in eine Zone niedrigeren Druckes unter Bedingungen, die sicherstellen» daß -die Mischung mit Bezugs auf das gelöste Gas übersättigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß:die partikelförmige Substanz eine Wärmeleitfähigleit zwischen.0,001 und 1,0 cal/sec« Cm₀ ⁰G und eine spezifische Wärme zwischen 0,003 und 0,3 cal/g besitzt, so daß das Gas an den Stellen der Partikel aus der lösung unter'Keimbildung austritt«;

. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekehnzeichnet, daß die partikelförmige Substanz in einer Menge dem thermoplastisehen Material zugemischt wird» die zwischen 0,005 und 10$, bezogen auf das Gewicht des thermoplastisehen Materials, liegt« ,".-"."

. Verfahren nach Anspruch 2,; daturch gekennzeichnet, daß die partikelfÖrmige Substanz in einer zwischen Q»1 und 3,5$ liegenden M'enge zügemischt wird _ο _:

, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die partikelfÖrmige Substanz bei der Erwärmungstemperatur des thermöplästiscJaen Materials in flüssiger Poiifai vorliegte :

109831/1603

Ί629763

5_β · Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 4, dadurch gekennzeichst, daß als partikelförmige Substanz ein " in Partikelfiirm vorliegendes elementares Metall verwendet wird,

6ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4» dadurch gekennzeichnet daß als partikelförmigee Substanz eine in Partiicelform vorliegende Legierung verwendet •wird«,

7ο Yerfahren nach einem der.Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als partikelförmige Substanz
eine in Partikelform vorliegende metallische Verbindung verwendet wird, die sich zum Srhalt des
Metalles während des Erwärmens des thermoplastischen Materials zersetzte

8t Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7_? dadurch

gekennzeichnet, daß die Größe der Partikel kleiner als 177 Mikron ist, und daß aie mittlere Korngüöße der Partiekl vorzugsweise zwischen 0,01 und 80 Mikron
liegt»

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zeil-Kunststoff auf Shermpplast-Basis direkt auf einen elektrischen
Leiter extrudiert wird«

BAD

109 83 1/1603