DE1813350A1

DE1813350A1 - Strangpressduese und Verfahren zum Strangpressen

Info

Publication number: DE1813350A1
Application number: DE19681813350
Authority: DE
Inventors: Rodman John Frederick; Bremner Alexander Mccoll
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1967-12-08
Filing date: 1968-12-07
Publication date: 1969-08-14
Also published as: DE6810374U; FR1594210A; NL6817172A; GB1230978A; BE725038A

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 5.12.1968 Pu/Ax

The British Petroleum Company Limited, Britannic House, Moor Lane, London, E.C.2 (England).

Strangpreßdüse und Verfahren zum Strangpressen

Die Erfindung bezieht sioh auf das Strangpressen von geschäumten Thermoplasten und eine ne-uartige Düse für das Strangpressen.

Eine große Zahl verschiedener -thermoplastischer Schaumstoffe wird für eine noch größere Zahl verschiedener Anwendungen gebraucht. Die harten Schaumstoffe sind wegen ihrer Wärmeisoliereigensohaften und ihrer Leichtigkeit und ihrer leichten Verarbeitung und Bearbeitung besonders wertvoll. Der Schaumstoff wird gewöhnlich aus dem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, indem der thermoplastische Kunststoff mit einem Gas oder mit Dämpfen unter Druok gemischt und der Druck dann entspannt wird, wodurch das Gas sich ausdehnen und der Kunststoff ausschäumen kann»

Im allgemeinen werden große Formteile durch Ausschäumen von Formen hergestellt. Häufig ist es jedoch zweckmäßiger, den Schaumstoff durch Strangpressen herzustellen, da das Ausschäumen des thermoplastischen Kunststoffs und die Bildung des Profils gleichzeitig stattfinden können. Der Druck in der Strangpressaaschine und in der Düse wird über

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dem Druck gehalten, bei dem die Ausschäumung stattfindet, aber sobald das Material aus der Düse· austritt, dehnt es sioh aus und fließt unter Ausfüllung einer geeigneten Form zusammen. Dieses Verfahren ist jedoch für die Herstellung von Schaumstoffplatten und Blockware nicht sehr befriedigend, da die Platten stark gefurchte oder gewellte Oberflächen haben und sich häufig verwerfen.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, thermoplastische Schaumstoffe mit verbesserter Oberflächenbeschaffenheit durch Strangpressen.herzustellen, wenn eine Düse mit mehreren Öffnungen verwendet wird, deren Öffnungen eine bestimmte Form haben.

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung demgemäß eine Düse zum Strangpressen von schäumbaren Thermoplasten, die ein Treibmittel enthalten. Die Düse ist gekennzeichnet durch eine Anzahl von Öffnungen, von denen jede im Querschnitt die Form von zwei oder mehr verschiedenen übereinandergelegten Kreuzen hat, oder durch zwei oder mehr Öffnungen in Form von Kreuzen, die in einer oder mehreren Reihen angeordnet und durch Verlängerung eines oder mehrerer Arme benachbarter Kreuze oder durch einen Querschlitz miteinander verbunden sind.

Die miteinander verbundenen Kreuze sind vorzugsweise liegende Kreuze (Andreaskreuze), da aufrechte Kreuze (griechisehe Kreuze) Wellen in der Oberfläche der Platten- oder Blockware zu bilden pflegen, obwohl die Wellen schwächer sind als die mit einer entsprechenden Schlitzdüse gebildeten Wellen.

Die Öffnungen sind vorzugsweise in zwei oder mehr Reihen angeordnet, die so versetzt sind, daß die Öffnungen in einer Reihe den Zwischenräumen in der benachbarten Reihe oder in den benachbarten Reihen entsprechen.

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Eine besonders bevorzugte Öffnung hat im Querschnitt die Form eines aufrechten Kreuzes, auf das ein liegendes Kreuz so gelegt ist, daß die Arme beider Kreuze den gleichen Schnittpunkt haben, wobei die Arme des liegenden Kreuzes länger sind als die des aufrechten Kreuzes.

Die Öffnungen können so verteilt werden, daß eine Plattenoder Blockware der gewünschten Form erhalten wird. Vorzugsweise sind die Öffnungen in einer geraden Linie angeordnet, wobei eine flache Platte erhalten wird, jedoch können sie auch auf einer Kurve oder auch im Kreis, wobei sich ein f Rohr ergibt, oder in beliebiger anderer Weise angeordnet sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Herstellung von Schaumstoffen durch Strangpressen nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen durch Wärme erweichten, schäumbaren thermoplastischen Kunststoff und ein Treibmittel unter einem Druck, der die Ausschäumung verhindert, durch eine Düse der vorstehend beschriebenen Art führt und den Druck am Austritt der Düse auf einen Wert senkt, bei dem die Ausschäumung stattfinden kann, worauf man den thermoplastischen Kunststoff ausschäumen und zusammenfließen läßt. (

Als thermoplastischer Kunststoff wird zweckmäßig ein Polymeres oder Copolymeres eines äthylenisch ungesättigten Monomeren, vorzugsweise eines Kohlenwasserstoffs, wie Äthylen, Propylen, 4-Methylpenten-1 oder Styrol, oder eines substituierten Monomeren, wie Acrylnitril, Vinylchlorid, Vinylacetat oder Methylmethacrylat, verwendet. Besonders bevorzugt wird Polystyrol.

Das Treibmittel sollte unter normalen Bedingungen vorzugsweise gasförmig sein, jedoch sind auch flüchtige Flüssigkeiten geeignet. Sehr häufig genügt der Druck in der Strangpresse, um ein Treibmittel, das unter Normalbedingungen gasförmig ist, zu verflüssigen.

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Als Schaummittel oder Treibmittel eignen sioh "beispielsweise niedere aliphatisohe' Kohlenwasserstoffe, z.B. Äthan, Propan, Butan und Pentan, niedere Alkylhalogenide, insbesondere hoohsubstituierte, z.B. Chloroform, und anorganische Gase, wie Stickstoff oder Kohlendioxyd. Bevorzugt werden die niederen aliphatischen Kohlenwasserstoffe, insbesondere Pentan.

Es ist auch möglich, ein chemisches Treibmittel, das ein Gas in situ bildet, als Schaummittel zu verwenden. Geeignet sind beispielsweise Bicarbonate, wie Natriumbioarbonat, oder eine organische Stickstoffverbindung, die durch Erhitzen Stickstoff abgTbt, z.B. Dinitrosopentamethylendiamin oder Bariumazodicarboxylat«

Die verwendete Menge des Schaummittels liegt zweckmäßig zwischen 3 und 30 Gew.-$ des thermoplastischen Kunststoffs. Bei Verwendung von Pentan als Treibmittel für Polystyrol wird eine Menge von 10 bis 15 Gew.-$ besonders bevorzugt.

Die Temperatur in der Düse hängt von dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Kunststoffs ab. Dieser liegt gewöhnlioh zwischen 90 und 180⁰C. Für Polystyrol wird eine Temperatur zwischen 130 und 160⁰C bevorzugt»

Um zu verhindern, daß der thermoplastische Kunststoff vor dem Austritt aus der Düse schäumt, muß bei einem Druck gearbeitet werden, der höher ist als der Druok des gesättigten Dampfes des Treibmittels, Dieser liegt gewöhnlich über 17»5 atü. Es ist natürlich erwünscht, einen möglichst niedrigen Druck anzuwenden, jedoch kann es erforderlich sein, einen Druck bis etwa 70 atü innerhalb der Düse aufrecht zu erhalten.

Die gemäß der Erfindung hergestellte Platten- oder Blockware hat normalerweise eine Dicke von etwa 13 bis 76 mm.

Die Erfindung wird durch Fig.1 bis 5 verschaulicht, die Stirnansichten der Düsenplatten gemäß der Erfindung dar-

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stellen·

Fig,1 zeigt eine reohtecklge Düsenplatte 1 mit drei Öffnungen 2. Jede öffnung "besteht aus einem schrägen oder liegenden Kreuz 3, das auf ein aufrechtes Kreuz 4 gelegt ist, dessen Arme ein Viertel der Länge der Arme des liegenden Kreuzes 3 haben.

Fig.2 zeigt eine rechteckige Düsenplatte 5, die zwei Reihen von öffnungen aufweist, die jeweils aus zwei aufrechten Kreuzen 6 bestehen, die durch einen Querschlitz oder Steg 7 λ verbunden sind.

Fig,3 zeigt eine rechteckige Düsenplatte mit mehreren Öffnungen, von denen jede aus zwei liegenden Kreuzen 8 besteht, die duroh eine Verlängerung 9 eines der Arme des Kreuzes miteinander verbunden sind.

Figο4 zeigt eine Düsenplatte, die als Öffnungen zwei Reihen von liegenden Kreuzen 10 aufweist, die durch einen Querschlitz oder Steg 11 parallel zu der langen Seite der Düsenplatte miteinander verbunden sind.

Fig.5 zeigt eine Düsenplatte mit zwei Reihen von Öffnungen in Form von schrägen Kreuzen 12, die paarweise durch einen { Quersohlitz 13 verbunden sind, wobei die beiden Reihen durch eine Reihe von aufrechten Kreuzen 14 getrennt sind, die paarweise duroh eine Verlängerung eines Balkens jedes Kreuzes 15 verbunden sind.

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Claims

181335Q - 6 Patentansprüche

1.)]Düse zum Strangpressen von Treibmittel enthaltenden ' schäumbaren Thermoplasten, gekennzeichnet durch mindestens eine Strangpreßöffnung, deren Querschnitt die Form von zwei oder mehr verschiedenen Ubereinandergelegten Kreuzen hat, oder durch Strangpreßöffnungen, bestehend aus zwei oder mehr in einer oder mehreren Reihen angeordneten Kreuzen, die durch Verlängerung eines oder mehrerer Kreuzarme öder durch einen Steg miteinander verbunden sind.

2.) Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Kreuze liegende Kreuze (Andreaskreuze) sind.

3·) Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßöffnungen in zwei oder mehr Reihen derart versetzt angeordnet sind, daß die öffnungen der einen Reihe den Zwischenräumen benachbarter Reihen entsprechen.

4.) Düse nach Anspruch 1 bis J, gekennzeichnet durch mindestens eine Strangpreßöffnung, deren Querschnitt die Form eines aufrechten Kreuzes hat, auf das ein liegendes Kreuz so gelegt ist, daß die Kreuzarme den gleichen Schnittpunkt haben, und wobei die Arme des liegenden Kreuzes länger sind als die des aufrechten Kreuzes.

5.) Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen durch Strangpressen unter Verwendung einer Düse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen durch Wärme erweichten, schäumbaren thermoplastischen Kunststoff und ein Treibmittel unter einem das Ausschäumen verhindernden Druck durch die Düse stranggepreßt und den Druck am Düsenaustritt auf einen das Ausschäumen bewirkenden Druck senkt.

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6.) Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß man als thermoplastischen Kunststoff Polymere und/oder Copolymere äthylenisch ungesättigter Monomerer verwendet.

7.) Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man 3 bis J5O Gew.# Treibmittel, bezogen auf den thermoplastischen Kunststoff verwendet.

8.) Verfahren nach Anspruch 5 bis 7* daduroh gekennzeichnet, daß man Polystyrol zusammen mit 10 bis 15 Gew.# Pentan " als Treibmittel bei einer DUsentemperatur im Bereich zwischen lj50° und 16O°C strangpreßt.

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