DE1907360C3

DE1907360C3 - Verfahren zum Herstellen eines strangförmigen Körpers aus Schaumpolystyrol

Info

Publication number: DE1907360C3
Application number: DE1907360A
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Arai; Hiroshi Kanagawa Asakura; Kanagawa Kamakura; Masaharu Kusaka; Koshi Takano
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK; Toyo Kagaku Co Ltd
Current assignee: Denka Co Ltd; Toyo Kagaku Co Ltd
Priority date: 1968-04-12
Filing date: 1969-02-14
Publication date: 1974-07-18
Also published as: US3795729A; FR2006111A1; DE1907360B2; FR2006111B1; DE1907360A1; GB1257051A

Description

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Als Treibmittel, die sich zur Extrusion von Schaum- schnittsform wesentlich von der obenerwähnten einpolystyrolstoffen eignen, seien Kohlenwasserstoffgase, fachen Öffnungsform abweichen, das Ausmaß der die zum Formen unter starker Schäumung verwendet erforderlichen Deformation unvermeidbar groß, werden, und feste Treibmittel genannt, die für Form- Es hat sich gezeigt, daß dieser Nachteil dadurch

körper aus Stoffen wie Gummi und Polyvinylchloriden 5 überwunden werden kann, daß man die Austriitsverwendet werden. öffnung der einfach konstruierten Düse in mehrere

feste 1 reibmittel werden für die Zwecke der Erfin- Austrittsöffnungen aufteilt.

dung bevorzugt, da sie bei der Speicherung und For- Hierzu werden beim Herstellen komplizierter Form-

mung gut zu handhaben sind. Beispiele für besonders körper, z. B. einer Rinne, eines L-Profils oder eines geeignete Treibmittel sind Azodicarbonamid, Toluol·· io Stranges im Querschnitt eines Polygons, mindestens VJlionydrazid, Benzol-l,3-disulfohydrazid, Diphenyl- zwei Düsen einfacher Form verwendet, wie in den oxy-4,4-disulfohydrazid, Ν,Ν'-Dinitrosopentainethy- Fig 3 bis 5 dargestellt ist. Die auf diese Weise extrulentetramine und Nitroharnstoff. _dierten Schaumstoffmassen verschmelzen in bekannter

Um zu erreichen, daß die Schaumkügelchen oder Weise (vgl. USA.-Patentschrift 3 121 130) beim Fort- -blasen gleichförmig sind und sich eine glatte Ober- 15 schreiten des Schäumungsprozesses und bilden dann llache ergibt, können auch Hilfstreibmittel verwendet ein einheitliches Gebilde mit einer Form, die der des werden. Beispiele für derartige Hilfstreibmittel sind erwünschten Formkörpers angenähert ist. Anschlie-Oxalsaure, Zitronensäure, Guanidiniumcarbonat, was- ßend wird dieses Gebilde durch das Formwerkzeug 3 serfreies Kaliumcarbonat, Zin'xhlorid, Bernsteinsäure, gedrückt.

Milchsäure, Orthophosphorsäure, Borax, Cadmium- 20 Außer dem angestreb'en Ziel, eine gleichmäßige oxid, Zinkstaub, Bariumstearat, Magnesiumoxyd, Alu- Schaumstruktur zu erreichen, bietet das Verfahrer, miniumstearat, Calciumcarbonat, Bleiacetat, Zinkoxid, nach der Erfindung noch folgende Vorteile: Calciumstearat, Aluminiumoxid, Harnstoffstearat und Der Aufschäumungsgrad der Masse und die Form

Zinklaurat. _des p_r0(]_ukte£, sind bei gleichbleibender Düse in weiten

Wegen der besonderen Betriebsweise, bei der die as Grenzen variabel.

Schäumung im Extruder 1 und in der Düse 2 auf die Es wird eine Massenproduktion von Schaurnpoly-

Bildung von Schaumkeimen beschränkt ist, jedoch ein styrolkörpern ermöglicht, ohne daß der Wirkungsgrad freies Schäumen zugelassen wird, wenn die Kunststoff- der Spritzgußmaschinen abnimmt, da die geschmolzene masse aus der Düse 2 ausgetreten ist, liegen die bevor- Schaumstorfmasse unter Bedingungen extrudiert wird, zugten Temperaturen des Extruderzylinders zwischen 30 die eine ungehinderte Strömung und damit eine hohe 120 und 230°C, die der Düse zwischen 110 und 170⁰C. Produktionsgeschwindigkeit durch eine oder mehrere Unabhängig von der Form des Schaumpolystyrol- Düsen einfacher Konstruktion zulassen. Eine Kühlung Korpers (quadratisch, rechteckig, dreieckig oder im der Düse ist nicht erforderlich, wodurch die Lebens-Falle einer Schiene T-förmig) wird in jedem Fall der dauer der Düse sich erhöht.

Öffnung der Düse 2 eine Form gegeben, die keine 35 Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, Unregelmäßigkeiten im Fluß der geschmolzenen Harz- daß die spezifischen Gewichte der fertigen Formmasse verursacht und die, um die Herstellung der Düse körper frei wählbar innerhalb eines Bereiches zwischen :m vereinfachen, von einfacher Bauweise ist. Beispiele 0,2 und 0,8 liegen und daß die fertigen Formkörper lür derartige einfache Formen der Düsenötfnung sind insbesondere scharfe Kanten und glatte Oberflächen kreisrunde, elliptische und zylindrische Düsenöffnun- 40 mit hohem Glanz aufweisen, gen, wobei die letztere zum Herstellen sowohl von . .

hohlen als auch von massiven Körpern verwendet wird. Beispiel

Erfindungsgemäß kann die durch die Düse 2 extru- Eine Mischung, die durch Zugabe von 0,5 Teilen

dierte Schaumstoffmasse direkt dem Fornwerkzeug 3 Azodicarbonamid zu 100 Teilen eines Polystyrols zugeführt werden. Soll ein Gegenstand mit kompli- 45 (Schmelzindex 0,58), hergestellt wird, wird in einem ziertem Querschnitt hergestellt werden oder weichen Extruder bei einer Zylindertemperatur von 181°C gedie Größen und/oder Formen der Düsenöffnung vom knetet und durch eine kreisförmige Düse mit einem Querschnitt des erwünschten Formkörpers stark ab, Durchmesser von 3,5 mm bei einer Temperatur von dann kann die Schaumstoffmasse zunächst mit Hilfe 129°C extrudiert. Der auf diese Weise hergestellte von Quetschrollen 5 vorgeformt werden, deren Profil 5° Schaumstoff wird dann, während er sich in einem der Querschnittsfläche des herzustellenden Gegen- Zustand befindet, in dem sich das Treibmittel noch Standes angepaßt ist. Hierdurch v.ird der Eintritt der zersetzt und expandiert, durch ein Formwerkzeug mit Schaumstoffmasse in bzw. der Durchgang desselben trapezförmigem Querschnitt gezwängt, dessen obere durch das Formwerkzeug 3 erleichtert. Seite 4 mm, dessen untere Seite 5 mm und dessen

Um erfindungsgemäß Formkörpers herstellen zu 55 Höhe 4 mm beträgt. Anschließend wird gekühlt und können, deren Oberflächen stark glänzen, wird der dabei gehärtet.

geschmolzene Schaumstoff durch eine Düse mit ein- Der fertige Formkörper besteht aus Schaumpoly-

facher Öffnungsform, beispielsweise einem Kreis oder styi\ ' mit einem spezifischen Gewicht von 0,41 und einer Ellipse, extrudiert, so daß keine Unregelmäßig- weist exakte Ecken, eine glatte Oberfläche und hohen keiten oder Ungleichförmigkeiten im Strom der Kunst- ⁶° Glanz auf.

stoffmasse entstehen können, gleichgültig, wie die ■ Für die vorrichtungstechnischen Maßnahmen, mit Querschnittsform des Endproduktes ist. Aus diesem denen das Verfahren gemäß der Erfindung durchge-Grund ist bei Spezialanfertigungen, die in ihrer Quer- führt wird, wird Schutz nicht begehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Aufgabe des Verfahrens nach der Erfindung ist es, Patentansprüche- zu erreichen, daß ohne Verzicht auf die exakte Au5- Pa pe. formung des vorbestimmten Strangquerschnitts di,-

1. Verfahren zum Herstellen eines strangförmigen Schaumstruktur über den gesamten^J^hmtt des Körpers aus Schaumpolystyrol durch Plastifizieren 5 Stranges sich S^hmaag austaUrt undder^rad £ der Polystyrolmasse unter Beigabe eines Treib- Aufschäumung im Formwerkzeug gesteuert wtra.n mittels in einem Extruder, Extrudieren dieses Ge- kann. w_tf»ht Harin daß au·; misches zu einem aufgeschäumten Hohlstrang Die Lösung dieser Aufga^bes*^h dan^ ^daß^ durch eine Ringdüse hindurch, deren Kern zum gehend von diesem bekannt en ^V™^en das Au, Abführen von überflüssigem Treibmittel einen Ver- i. schäumen des S/ranges im freien Raum zu toch η bindungskanal aus dem Inneren des sich bildenden dem Abführen des Treibmittels aus dem Hohlraum d.s Hohlstranges an die Atmosphäre aufweist, wobei Stranges nach dem Extrudieren erioigi.

der extrudierte Strang durch ein im Querschnitt In weiterer Bildung dieses Verfahrens ist es

dem Fertigprodukt entsprechendes Formwerkzeug mäßig, daß der Strang vor dem Hindurenpresse

hindurchgepreßt, dort zum Härten abgekühlt und 15 das Formwerkzeug im Querschnitt dem

beim Hindurchpressen unter Freisetzen redlichen angenähert wird. ..... A„r«4.5,nnen 7.1-

Treibmittels zum Zusammenfließen unter Ausbil- Zweckmäßigerwe.se wird bei dem Aufschäumen zu.

dung eines Vollstranges gebracht wird, dadurch Erzielung von Schaumkörpern unterschiedlicher Uicn*

gekennzeichnet, daßdas Aufschäumen des ein Aufschäumungsgrad von 1 5 bis o,D gewann.

Stranges im freien Raum zugleich mit dem Ab- 20 Die Durchführung des Verfahrens wird an Hanu

führen des Treibmittels aus dem Hohlraum des der Zeichnung nach den Fig. 1 bis 3 eriauieri.

Stranges nach dem Extrudieren erfolgt. Fig. I und 2 zeigen Vorrichtungen zur Durchfuh-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- rung des Verfahrens nach der brtindung

zeichnet, daß der Strang vor dem Hindurchpressen Fig. 3 und 4 zeigen in Seiten- bzw. in Vorderansicht

durch das Formwerkzeug im Querschnitt dem 35 eine abgewandelte Extruderdüse die aus einer uruppe Endprodukt angenähert wird. von acht parallelen Düsen besteht;

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen fertigen Schaumzeichnet, daß der Aufschäumungsgrad von 1,5 bis stoff körper, der mittels der in den l· ig. J und « aarge-6,5 gewählt wird. stellten Extruderdüsen hergestellt ist.

30 Es wird die mit einem Treibmittel vermischte Polystyrolmasse einem Extruder 1 zugeführt und in diesem

plastifiziert. Diese Masse wird dann durch eine Düse 2

extrudiert, die einfach konstruiert ist und eine derartige Form aufweist, daß sie keine Unregelmäßigkeiten in

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen 35 der Strömung der geschmolzenen Masse verursacht eines strangförmigen Körpers aus Schaumpolystyrol während die Aufschäumung derart unterdruckt ist, dall durch Plastifizieren der Polystyrolmasse unter Beigabe sich nur Schaumkerne bilden, was innerhalb des bxeines Treibmittels in einem Extruder, Extrudieren truders durch inneren Druck bedingt ist. dieses Gemisches zu einem aufgeschäumten Hohlstrang Wenn die Schaumstoffmasse auf diese Weise extru-

durch eine Ringdüse hindurch, deren Kern zum Ab- 40 diert wird und aus der Düse austritt, dann wird sie von führen von überflüssigem Treibmittel einen Verbin- dem im Extruder auf sie ausgeübten Druck Irei und dungskanal aus dem Inneren des sich bildenden Höh!- daher derart geschäumt, daß sich ihre Querschnittsstranges an die Atmosphäre aufweist, wobei der extru- fläche bis auf einen Maximalwert ausweitet, uie dierte Strang das durch eine im Querschnitt dem Schaumstoffmasse wird auf diese Weise zu einem roh-Fertigprodukt entsprechendes Formwerkzeug hin- 45 renförmigen Schlauch extrudiert. Währenddessen wird durchgepreßt und dort zum Härten abgekühlt und aus diesem das überschüssige Treibgas durch die uasbeim Hindurchpressen unter Freisetzen restlichen abströmungsöffnung 6 des Dorns 7 ausströmen geTreibmittels zum Zusammenfließen unter Ausbildung lassen.

eines Vollstranges gebracht wird. Das in Preßrichtung gesehen vorn gelegene bnde

Beim Strangpressen von aufschäumbaren Massen 50 des schlauchförmigen Schaumstoffgebildes wird dann tritt generell der Nachteil auf, daß die aus der Düse durch ein Formwerkzeug 3 gedrückt, das im Queraustretende Masse nachträglich unerwünscht sich ver- schnitt dem herzustellenden Strang entspricht. Dabei formt, und zwar deswegen, weil dann noch restliches wird die Masse durch den inneren restlichen Gasdruck Treibmittel freigesetzt wird. Dieser Nachteil ist zwar bis in alle Ecken des Formwerkzeuges aufgebläht, uer bei dem Verfahren, wie es die französische Patentschrift 55 auf diese Weise in seiner Große festgelegte bchaum-1 498 620 beschreibt, vermieden, weil der aus der Düse stoff körper wird dann in ein Kuhlbad 4 geleitet, wo austretende Strang unmittelbar nach dem Austreten er gekühlt und gehärtet wird.

aus der Düse veranlaßt wird, eine dichte und feste Das Formwerkzeug 3 kann im Querschnitt 1,5- bis

Oberflächenhaut zu bilden, und weiter veranlaßt wird 6,5ma1 größer als die der Düse 2 sein, um sicherzuallein in das Innere des Stranges aufzuschäumen, dabei 60 stellen, daß die Schaummasse bis m alle bcken des tritt allerdings der Nachteil der die mechanischen Formwerkzeuges 3 aufgebläht wird. Eigenschaften des Stranges einer beeinträchtigenden Unter dem Ausdruck Polystyrol werden hier zusatz-

Ungleichmäßigkeit in der Schaumstruktur auf. Außer- lieh zu Polystyrol-Homopolymerisaten alle Kunstdem bietet dieses Verfahren nur dann die Gewähr dafür, stoffmüssen verstanden, die durch Miscnpolymerisadaßder Strang die vorbestimmte Querschnittsform 65 tion von Monomeren, wie Acrylnitril und Hutadien exakt annimmt, wenn auf seine Außenhaut eine durch mit Styrol, entstehen, wie beispielsweise Acrylnitril/ Vakuum hervorgerufene Zugkraft wirken gelassen Styrol-Mischpolymensate, Acrylnitnl/Butadien/Myroiwird Mischpolymerisate und stoßfeste Polystyrolmassen.