DE1947589A1

DE1947589A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von geschaeumtem Bahnmaterial

Info

Publication number: DE1947589A1
Application number: DE19691947589
Authority: DE
Inventors: Teiji Matumura; Shinsaku Nakata; Norio Sagane; Hiroshi Ueda
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1969-09-16
Filing date: 1969-09-19
Publication date: 1971-04-29
Also published as: DE1947589B2; FR2064640A5; CH505681A; NL7013706A; US3711584A; GB1275089A

Description

« V E .\ί Y A η VV h L T E

Dr. D. Thomsen Dipl.-Chem.

H. Tiedtke

Dipl.-Ing.

G. Bi

Dipl.-Chem.

8000 MÜNCHEN 2

TAL 33

TELEFON 0811/226894

TELEGRAMMADRESSE: THOPATENT

MÖNCHEN 19. Sept. I969

case K-21 (SK)/MS - T 3307

Sekisui Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Osaka, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von geschäumtem Bahnmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Herstellung von geschäumtem Bahnmaterial aus Äthylenharz sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Bahnmaterials aus /ithylenharzjbei dem ein ebener oder schlauchförmiger, bahnartig geformter Gegenstand aus vernetztem .Xthylenharz ir.it einem Gehalt an normalerweise festem organischen Troib-

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ORIGINAL

mittel für das Schäumen des Gegenstandes erwärmt, sowie auf eine Vorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, ein geschäumtes Polyäthylen-Bahnmaterial dadurch herzustellen, daß man ein Polyäthylen-Bahnmaterial, welches ein normalerweise festes organisches Treibmittel enthält, einer ionisierenden Strahlung, zum Beispiel beschleunigte Elektronen ,unterzieht oder es einer Vernetzungsbehandlung mit einem Vernetzungsmittel, zum Beispiel organische Peroxyde, unterwirft,wonach das vernetzte Polyäthylen- -Bahnmaterial zur Bewirkung seiner Schäumung erhitzt wird. Eine dsrartig©^Vernetzungsbehandlung führt dazu,· daß während des Erhitzens das Fließverhalten des Polyäthylens mit seiner Ausdehnung durch die Gase, die durch Zersetzung des organischen Blähmittels freigesetzt werden, gut ausbalanciert ist, so daß das Polyäthylen-Bahnmaterial gleichmäßig geschäumt wird und nicht anschließend schrumpft. Somit kann ein Polyäthylen-Bahnmaterial erhalten werden, das in einem hohen Verhältnis geschäumt ist.

Bei der vorgenannten herkömmlichen Herstellung von geschäumtem Bahnmaterial vrcrden für das Schäumen durch Erhitzen drei Arbeitsweisen in der Hauptsache angewendet. Eine dieser Arbeitsweisen besteht darin, daß man ein unseschäumtes

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Bahn-odcr Flachmaterial in eine geschlossene Hohlform legt, es erhitzt und dann durch öffnen der Form das geschäumte Bahnmaterial herausnimmt. Durch die Verwendung einer Form kann diese Arbeitsweise nur stückweise praktiziert werden, so daß die Produktivität niedrig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch diese Arbeitsweise kein langer Streifen ausgeschäumtem Bahnmaterial hergestellt werden kann und daß die Oberfläche des geschäumten Bahnmaterials rauh wird.

Eine weitere Arbeitsweise des · Warmschäumens besteht darin, daß man ein ungeschäumtes Bahnmaterial während der Beförderung auf einem Förderband erhitzt. Dieses Verfahren ist insofern von Vorteil, als fortlaufend ein langer Streifen aus₌₌__₌₌₌₌ Bahnmaterial erhalten werden kann. Diese ÄrbeTTsweise hat jedoch den Nachteil, daß das Bahnmaterial während der Ausdehnung eines ungeschäumten Bahnmaterials klebrig wird und an das Förderband anklebt, so daß eine freie Ausdehnung des Bahnmaterials verhindert wird und ein geschäumtes Bahnmaterial erhalten wird, welches eine unglexchförmige Dicke und viele Falten hat. Darüber hinaus besteht ein Unterschied zwischen der Oberflächengestaltung zwischen Ober seite und Unterseite des erhaltenen geschäumten Erzeugnisses, so daß der Handelswert des Erzeugnisses herabgesetzt wird.

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BAD ORiGINAL

Die letzte der drei Arbeitsweisen besteht darin, ■ daß man ein ungeschäumtes Bahnmaterial auf einem zum Beispiel aus Äthylenglykol bestehenden und auf die Schäumungstemperatur erhitzten Flüssigkeitsbad schwimmen läßt und mit.Hilfe von .Infrarotstrahlen oder dergleichen von oben erhitzt. Diese Arbeitsweise ist dort anwendbar., wo es -erwünscht ist, einen langen Streifen aus geschäumtem Bahnmaterial kontinuierlich herzustellen. Es ergeben sich doch erhebliche Schwierigkeiten

* in flinsieht auf den Transport eines ungeschäumten Bahnmaterials schwimmend auf einem Flüssigkeitsbad. Die freie dreidimensionale Ausdehnung ist unvollständig, so daß das sich ergebende geschäumte Erzeugnis eine ungleichförmige Dicke und viele Kräuselungen besitzt und eine unterschiedliche Oberflächenausbildung zwischen Oberseite und Unterseite hat. Darüber hinaus besteht die Tendenz, daß das geschäumte Bahnmaterial durch Absetzung der Flüssigkeit entfärbt wird, so daß es nötwendig wird, eine weitere Verfahrensstufe turn Entfernen der auf dem geschäumten Bahnmaterial· abge- lagerten Flüssigkeit anzuschließen.

Diese herkömmlichen Warmschäumverfahren haben neben diesen zahlreichen Nachteilen den weiteren Nachteil, daß die erhaltenen geschäumten Bahnmäterialien eine ungleichförmige iei^lst-ruktur besitzen, bei der neben großen Zellen kleine Zellen vorliegen; die geschäumten Bahnmaterialien haben daher gestörte

physikalische Eigenschaften im Bezug auf Wärmeisolierungseigenschaften und Elastizität j so daß ihr Handelswert herabgesetzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist ein geschäumtes. Bahnmaterial aus einem Äthylenharz, welches eine sehr genaue gleichförmige Dicke und eine von Falten freie glatte Oberfläche besitzt. Dabei soll das Bahnmaterial in einem hohen Verhältnis geschäumt sein und eine sehr gleichförmige Feinzellstruktur besitzen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen langen Streifen aus geschäumten Bahnmaterial aus einem Äthylenharz in wirkungsvoller Weise und kontinuierlich industriell herzustellen.

Diese Aufgabe kann dadurch gelöst werden,daß man einen Streifen eines bahnähnlich geformten Gegenstandes aus vernetztem Äthylenharz, welches ein normalerweise festes organisches Blähmittel enthält, daß bei Zersetzung unter Hitze Gase freigeben kann, abwärtsfallen läßt und in der Fallrichtung kontinuierlich fördert, daß man diesen bahnähnlich geformten Gegenstand beim Transport auf eine über der Erweichungstemperatur des vernetzten Äthylenharzes und über der Zersetzungstemperatur des organischen Blähmittels - liegernie==P€mperatur erwärmt, um dadurch diesen Gegenstand zu schäumen_r -wofee-i=d=a¥ Erhitzen derart gesteuert wird, daß die Ausgangsstelle des Schäume η η in Broitenrichtung des Gegenstandes nach oben und unten so

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wenig wie möglich fluktuiert und daß man den geschäumten Gegenstand in Breitenrichtung in einem Verhältnis streckt, das der Ausdehnung des geschäumten Gegenstand in seiner Breitenrichtung entspricht, um dadurch während des Schäumens in Breitenrichtung des Gegenstandes auftretende wellige Kräuselungen zu entfernen.

Das wesentlichste Merkmal der Erfindung besteht darin, daß man den bahnförmig geformten Gegenstand abwärts fallen läßt W und die Erhitzung dieses Gegenstandes so steuert, daß die Ausgangsstelle der Schäumung in Breitenrichtung des Gegenstandes sowenig wie möglich nach oben oder unten fluktuiert.

Wird ein bahnmaterialähnlich" geformter Gegenstand aus Äthylenharz beim Abwärtsfallen waringeschäumt, werden beide Oberflächen des bahnmaterialar.tigen Gegenstands gleichförmig in einer Umgebung aus heißer Luft ohne Berührung mit der Stützvorrichtung erhitzt und geschäumt. Dementsprechend . wird die dreiminensionale Ausdehnung des Gegenstandes überhaupt nicht behindert, wobei die Oberfläche des geschäumten bahnmaterialähnlichen Gegenstandes dadurch, daß sie der HeißluftUmgebung ausgesetzt wird, glatt upd-aöhön ist. Wenn weiterhin das ,BahHiRat^r±aT"beiin Abwärtsfallen warmgeschäumt wird, fluktuiert die Ausgangsstelle des Schäumens, die in Breitenrichtung dos Bahnmaterials verläuft, stark nach oben und unten,so daß sich eine ungleichförmige Dicke im erhaltenen geschäumten bahn-

materialähnlichen Gegenstand ergibt. Wird diese Stelle soweit wie möglich durch Steuerung der Erhitzung stationär gemacht, erhält der erhaltene geschäumte bahnähnliche Gegenstand eine sehr gute gleichförmige Dicke.

Versuche haben bestätigt, daß dann, wenn die Ausgangsstelle des Schäumens um eine Strecke von 30 cm nach oben und unten fluktuiert, die Fluktuation in der Dicke des erhaltenen geschäumten bahnmaterialahnlichen Gegenstandes bei etwa +20 % liegt, so daß bei der Verwendung des geschäumten bahnmaterialahnlichen Gegenstandes für praktische Zwecke keine Probleme auftreten. Es wurde ferner festgestellt, daß man durch sehr genaue Steuerung der Erwärmungstemperatur die Ausgangsstelle des Schäumens ohne jegliche mit dem Auge wahrnehmbare Fluktuation fixieren kann, so daß die Dicke des geschäumten bahnmaterialahnlichen Gegenstandes außerordentlich gleichförmig gemacht werden kann.

Wenn ein bahnähnlich geformter Gegenstand aus einem Äthylenharz beim Herabfallen warmgeschäumt wird, besteht die*---.. Wahrscheinlichkeit, daß er'übermäßig verlängert wird oder sogar reißt. Es wurde jedoch

der bahnähnliche Gegenstand angenähert vernetzt ist, eine derartige übermäßige Verlängerung oder Bruch nicht auftritt und daher die Arbeitsweise vereinfacht wird.

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Es wurde durch die Erfindung erstmalig festgestellt, daß dann, wenn man einen bahnähnlich geformten Gegenstand aus vernetzten! Äthylenharz mit einem organischen Blähmittel bei abwärtsfallender Bewegung warmschäumt und während dieser Zeit die· Erwärmung-derart steuert, daß die Ausgangsstelle des Schäumens in Breitenrichtung des bahnähnlichen Gegenstandes nicht nach oben und unten fluktuiert, ein geschäumter bahnähnlich geformter Gegenstand mit einer gleichförmigen Dicke erhalten ™ wird.

Die Erwärmungstemperatur wird vorzugsweise durch eine Vorwärmkammer und eine Schäumungskammer gesteuert, die beide mit Sbrahlungserhitzem. zum Beispiel Infraroterhitzem ausgerüstet sind. In die Vorwärmkammer und in die Schäumungskammer wird unabhängig voneinander Heißluft eingeführt. Der bahnähnliche Gegenstand wird in der Vorwärmkammer auf eine unterhalb der Schäumungstemperatur liegende Temperatur vor- . ) gewärmt; dann wird der vertikal in die Wärmkammer fallende Gegenstand schnell auf die erwünschte Schäumungstemperatur, erhitzt. Das Erwärmen wird ferner genauestens durch den Strahlungserhitzer ,zum Beispiel Infraroterhitzer so gesteuert, daß Fluktuation der Ausgangsstelle nach oben und unten soweit wie möglich Vermieden, wird.

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Der so erhaltene geschäumte bahnähnlich geformte Gegenstand besitzt Falten, die durch Ausdehnen in Breitenrichtung verursacht werden. Diese Palten werden erfindungsgemäß dadurch entfernt, daß man die Breite des bahnähnlichen Gegenstands in dem Verhältnis vergrößert, das, der Ausdehnung in Breitenrichtung entspricht. Sofern der geschäumte Gegenstand eine flache Bahn ist, kann für die Breitenvergrößerung oder Ausdehnung ein Tuchführer oder Spannrahmen verwendet werden. Es besteht jedoch die Gefahr, daß die durch den Tuchführer oder Spannrahmen gehaltenen Seitenabschnitte der geschäumten Bahn verdorben werden und daher beschnitten werden müssen. Aus diesem Grunde wird vorgezogen, ein pneumatisches System anzuwenden, daß bei diesem Ausbreitungsvorgang die Saugkraft von Luft benutzt. Das pneumatische System wird später näher beschrieben. Ist der erhaltene Gegenstand eine schlauchförmige Bahn, kann diese durch in die schlauchförmige Bahn eingeführte Druckluft ausgedehnt werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es nicht einfach ist, die geschäumte schlauchförmige Bahn in ihren Dimensionen stabil zu halten. Es wird daher vorgezogen, ein pneumatsiches System zu verwenden, welches einen Dorn verwendet, der später näher beschrieben wird. Die Erfindung schlägt erstmals vor, für den vorgenannten Zweck derartige pneumatische Systeme zu verwenden, die ein wesentliches Merkmal der Erfindung bedeuten.

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BAB OWQINAL

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Wird ein geschäumter bahnähnlicher geformter Gegenstand erfindungsgemäß in Breitenrichtung verlängert oder verbreitert, so wird er mit etwa gleichförmigen v/elligen Palten überführt oder befördert, da die nach oben und unten gerichtete Fluktuation der Ausgangsstelle des Schäumens in Breitenrichtung des bahnähnlichen Gegenstandes auf ein Minimum reduziert ist. Dementsprechend ist es möglich, daß Verbreitern ^ stets unter vorbestimmten Bedingungen durchzuführen und die in Querrichtung verlaufenden welligen Palten vollständig zu entfernen.

Man läßt die geschäumte Bahn, bei der die welligen Palten durch Verbreitern entfernt worden sind, dadurch abkühlen, daß man sie bei der Umgebungstemperatur verweilen läßt, oder daß man sie zwangskühlt; anschließend wird die Bahn durch eine Aufnahmevorrichtung aufgenommen und allgemein in Rollenform aufgewickelt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Aufnahmegeschwindigkeit der Aufnahmevorrichtung allgemein gleich der Fördergeschwindigkeit des ungeschäumten bahnähnlich geformten Gegenstandes zuzüglich einer Geschwindigkeit, die der Ausdehnung des bahnähnlichen Gegenstandes in seiner Längsrichtung entspricht oder die etwas höher als diese Geschwindigkeit ist.

Die vernetzten oder quervernetzten Äthylenharze, die

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das normalerweise feste organische Blähmittel enthalten, welches bei Erhitzen durch Zersetzung Gase freiläßt, werden durch die folgenden beiden Verfahren hergestellt :

Das eine Verfahren besteht darin, daß man einem Kthylenharz ein organisches Blähmittel zugibt, welches eine über der Schmelztemperatur dieses Harzes liegende Zersetzungstemperatur hat, daß man diese Teile mit Hilfe beispielsweise eines 3andmischers oder eines Gummikneters gleichförmig vermischt, dann die sich ergebende Mischung durch einen Extruder oder eine Kalanderwalze bei einer Temperatur schmilzt und knetet, bei der das organische Blähmittel nicht vollständig zersetzt ist, wodurch die Mischung in Bahnform gebracht wird; anschließend wird der bahnähnliche Gegenstand einer ionisierenden Strahlung unterworfen, wodurch das den bahnähnlichen Gegenstand bildende Äthylenharz vernetzt oder quervernetzt vrird. Das andere Verfahren besteht darin, daß man einem Äthylenharz ein organisches Blähmittel mi-t einer über der Schmelztemperatur des Harzes liegenden Zersetzungstemperatur sowie ein organisches Peroxyd zugibt, welches eine unter der Zersetzungstemperatur · des organischen Blähmittels und über der Schmelztemperatur des Harzes liegende Zersetzungstemperatur besitzt, daß man diese Teile durch einen Bandmischer oder einen Gummikneter gleichförmig vermischt, die erhaltene Mischung durch einen Extruder oder eine Kalanderwalze bei einer Temperatur schmilzt und knetet, bei der das organische Peroxyd unwesentlich zersetzt ist, so daß

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die Mischung in Bahriform gebracht wird, daß man den bahnähnlichen Gegenstand auf eine Temperatur erwärmt, bei der das organische Peroxyd im wesentlichen zersetzt wird und bei der das organische Blähmittel im wesentlichen unzersetzt ist, wodurch das Äthylenharz, welches den bahnähnlichen Gegenstand bildet, vernetzt wird.

Zu den in dieser Beschreibung verwendeten Äthylenharzen gehören Homopolymere von Äthylen wie Polyäthylene niedriger Dichte, Polyäthylene mittlerer Dichte - und Polyäthylene hoher Dichte ,sowie Mischpolymere aus Äthylen wie ein Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymeres, ein Äthylen/Propylen-Mischpolymeres, ein Äthylen/Butadien-Mischpolymeres., ein Äthylen/Buten-l-Mischpolymeres und Äthylen/Vinylchlorid-Mischpolymeres. Die Äthylenharze haben vorzugsweise ein mittleres Molekulargewicht von 10.000 .bis 100.000.

Die Knet- und Schmelztemperatur liegt etwas höher als die Schmelzpunkte der Äthylenharze und beträgt gewöhnlich 12o bis l4o C, Bei diesen Temperaturen sind die bei der Erfindung verwendeten organischen Blähmittel und organischen Peroxyde unwesentlich zersetzt. '

Die bei der Erfindung verwendeten Äthylenharze können eine Kautschuksubstanz wie Naturkautschuk, Butadienkautschuk, Isobutylenkautschuk, ein Acrylnitril/Butadien-Mischpolymer-

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Kautschuk und ein Styrol/Butadien-Mischpolymer-Kautsehuk enthalten. Wird eine derartige Kautschuksubstanζ in die Äthylenharze eingegliedert, se wird die Zugfestigkeit und die Elastizität des erhaltenen geschäumten Bahnmaterials . aus Äthylenharz verbessert.

Mit Rücksicht auf die Schmelztemperaturen der Äthylenharze werden als normalerweise feste organische Blähmittel, die bei Zersetzung durch Erhitzung Gase freisetzten, Λ-zodicarbonamid (Z'eüsetzungstemperatur etv/a 190⁰C), N,N¹-Dinitrosopentamethylentetramin (Zersetzungstemperatür etwa 204⁰C) und p,p^f-Oxybis (Benzolsulfonylhydrazid) (Zersetzungstomparatur etwa 164 ⁰C) mit guten Ergebnis verwendet. Die Mengen dieser Blähmittel bestimmen sich in Abhängigkeit vom Schäumungsverhältnis der geschäumten Bahn. Die Blähmittelmengen betragen grob 1/2 des Schäumungsverhältnisses (ausgedrückt in Gewichtsteilen) pro 100 Gewichtsteilen Äthylenharz. Wenn es zum Beispiel erwünscht ist, ein Schäumungsverhältnis von 30 zu erhalten, wird das organische Blähmittel in einer Menge von etwa 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Äthylenharz zugegeben. Unter diesen organischen Bläh mitteln wird insbesondere Azodicarbonamid bevorzugt, da es ohne Gefahr für Verfärbung und Explosion schnell zersetzt wird, wobei die Knet- und Schmelztemperaturen eines dieses

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Blähmittel enthaltenden Äthylenharzes mit der Schäumungstemperatur gut ausgeglichen sind, wobei eine geschäumte Bahn mit sehr feinen Zellen erhalten wird.

Wenn Azodicärbonamid als organisches Blähmittel und ein Metallsalz einer Fettsäure wie Zinkstearat, Calziumstearat, Bariumstearat, Magnesiumstearat, A3uminiummonostearat, Äluminiumdistearat, Aluminiumpalmitat und Aluminiumoctat einen pulvrigen Polyäthylen niedriger Dichte zugegeben werden, wird das Azodicärbonamid in dem ganzen Polyäthylen niedriger Dichte gleichfärmig verteilt und schnell zersetzt. Aus dieser Kombination wird eine besser geschäumte Bahn erhalten. Vorzugsweise betragen die Mengen an Fettsäuremetallsalzen 0,5.bis 3 Gewichtsteile auf der Basis von 100 Gew.ichtsteilen Polyäthylen niedriger Dichte.

Die zum Vernetzen der Äthylenharze zu verwendenden, ionisierenden Strahlungen sind ß-Strahlen, ^-Strahlen, Neutronen und Elektronen. Wird ein bahnähnlich geformter Gegenstand aus einem Äthylenharz einer ionosierenden Strahlung ausgesetzt, erfolgt eine Quervernetzung zwischen den Molekülen dos Äthylenharzes. Dies führt zu einer Erhöhung der, Erweichungstemperatur des Harzes und führt zu Viskositätseigenschaften, die für das Ausdehnen bei Erhitzung geeignet. ,._: sind.

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Ist-die Dosis dieser ionisierenden Strahlen kleiner als 0,5 Mrad, so hat das erhaltene Vxelzellenerzeugnis ein geringes Schäumungsverhaltnis und ungleichförmige Zellen. Wenn darüber hinaus das ungeschäumte bahnähnliche Material während des Warmschäumens durch Fallen transportiert wird, wird das bahnähnliche Material aufgrund seines eigenen Gewichts beträchtlich verlängert, so daß es unmöglich ist, das bahnähnliche Material gut zu schäumen. Beträgt andererseits die Dosis mehr als 20 Mrad. so erhält man eine übermässige Vernetzung,, so daß das bahnähnliche Material schlecht geschäumt wird. Aus diesem Grunde liegt die Dosis der ionisierenden Strahlung vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Mrad. Vom industriellen Gesichtspunkt aus ist bei der Erfindung die Verwendung von Elektronenstrahlen als die ionisierende Strahlung zu bevorzugen. Um eine gleichmäßige Bestrahlung zu erreichen, werden zweckmäßig Elektronenstrahlen gleicher Dosis auf der Oberseite und auf der Unterseite des bahnähnlich geformten Materials angewendet.

Sofern organische Peroxyde für das Vernetzen der Äthylenharze verwendet werden, werden mit guten Ergebnissen Verbindungen wie Dicumylperoxyd (Zersetzungstemperatur etwa l6o°C) 2,5-Dimethyl-2,5~di(tert-.peroxyd)-hexan (Zersetzungstemperatur etwa 157°C) und di-tert.-Butyl-perterephthalat (Zersetzungstemperatur etwa 1*14 C) verwendet. Die organischen Peroxyde haben

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vorteilhaft eine Zersetzungstemparatur, die wenigstens etwa 20⁰C niedriger als die Zerset'zungstemparatur des organischen Blähmittels ist. Beste Ergebnisse werden mit· einer Kombination» aus Azodicarbonamid als organisches Blähmittel und Dicumylperoxyd als organisches Peroxyd erzielt >

Die Wärmezersetzung der organischen Peroxyde erbringt freie Radikale und führt zur Bildung einer Vernetzung zwischen den Molekülen des Äthylenharzes, das den bahnähnlich geformten Gegenstandes .bildet. Vorteilhaft sind die Mengen der.organischen Peroxyde derart daß die Gelfraktion des vernetzten'Äthylenharzes in heißem Xylol 30-45 gew. % beträgt.

Wird eine Mischung aus dem Äthylenharz und dem organischen Blähmittel oder eine Mischung aus dem Äthylenharz, dem organischen Blähmittel und dem organischen Peroxyd geknetet und geschmolzen., und in bahnform gebracht, nachdem die in der Mischung enthaltene Luft so weit wie möglich entfernt worden ist, v/erden die Zellen der erhaltenen geschäumten Bahn außergewöhnlich gleichförmig und fein. Wenn ein bahnähnlich geformter Gegenstand, der Luft enthält,durch Erwärmen geschäumt wird, enthält die geschäumte Bahn sowohl große Zellen infolge Ausdehnung der Luft als auch kleine Zellen infolge der Zersetzungsgase des organischen Blähmittels. Wird dagegen der bahnähnlich geformte Gegenstand nach dem Entfernen der Luft yrarmgeschiiur.t,

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verbleibt kaum ein Einfluß der Luft, so daß eine geschäumte Bahn mit außergewöhnlich gleichförmigen und feinen Zellen erhalten wird.

Erfindurigsgemäß wird erstmalig bei der Herstellung einer geschäumten Bahn mit gutem Ergebnis eine Technik des Kneter.s und Extrudierens einer Mischung nach den vorherigen bestmöglichen Entfernen der darin enthaltenen Luft vorgeschlagen; dies bildet ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung.

Um das Entfernen der Luft zu verwirklichen, wird ■-;ewähnlich ein Verfahren angewendet, bei dem man die Mischung in einen Vakuumtrichter an einem Zufuhrmaterialeinlaß einer Schneckenpresse einführt, um die in der Mischung enthaltene Luft abzusaugen und zu entfernen, wobei man die Mischung unter Kneten und Schmelzen in dem Extruder in Bahnform extrudiort; ferner wird ein Verfahren angewendet, bei dem man die in der Mischung enthaltene Luft aus einer in einen Extruder der Schneckenbauart vorgesehenen öffnung absaugt und entfernt und gleichzeitig die Mischung knetet und schmilzt und in Bahnform extrudiert. Das erste Verfahren wird insbesondere in Hinsicht auf Arbeitsweise und Wirkung bevorzugt.

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Extruder, die mit einem Vakuumtrichtei* oder einer Entlüftungsöffnung versehen sind, sind bekannt und werden daher nicht erläutert.

Wenn gemäß Versuchen eine Mischung aus 100 Gewichtsteilen gepulverten Polyäthy&ns mit einem Schraelzindex von 4,0 bei einem spezifischen Gewicht von O_s922 (Durchgang durch ein lQ-Maschensieb) sowie aus 10 Gewichtsteilen Azodicarbonamid in einem Extruder bei 135°C geknetet und geschmolzen wird, ohne daß die in der Mischung enthaltene Luft entfernt wird und dann in eine Bahnforra extrudiert wird, enthält man eine Bahn mit einem spezifischen Gewicht von 0,82; wird die erhaltene Bahn einer Bestrahlung von 3 Mrad Elektronenstrahlen ausgesetzt und bei 200 C warmgeschäumt, so wird die um das 20-fache ausgedehnt, wobei eine geschäumte Bahn mit einem Zellendurchmesser von etwa 0,5 mm erhalten wirdJiird hingegen ein Extruder -mit einem Vakuumtrichter oder Vakuumbehälter verwendet ₉ und zur Entfernung von Luft aus der Mischung der Drucic in Talvir£r ter auf 350 mmHg, 450 mmHg und 550 mmHg unter dea iifeDs druck herabgesetzt und die Mischung nach dam. 'Ent £&

in dieser enthaltenen Luft bei 135°C mit Hilfe eisses Extruders geknetet und geschmolzen und anschließend gefojreife^ s© man eine Bahn mit einem spezifischen Gewicht won O_s86 0,90 bzw. 0,93; wird diese Bahn einer Bestralilnrag cms trpnenstrahlen von 3 Mrad ausgesetzt und auf 2ßO°

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SAD ORfQlNAL

20...-"O e-rh^^u, so wird sie um etwa das 20-fache ausgedehnt j .nan erhält dann eine Bahn mit Zellen mit e.inem Durchmesser von etwa 0,3 mm bzw. 0,2 ram 0,1 mm.

^T.'.^rie sich aus diesen Versuchen ergibt, ist es bei -,•;ei^estehender Entfernung der in der Mischung enthaltenen Luft nögiich, die Abmessungen der Zellen des erhaltenen geschäumten Bahnmaterials beträchtlich zu verrringern. Die Erfindung wird im folgenden anhand s_—aatischer Zeichnungen näher erläutert :

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung rcir das Herste Ilen des erfindungsg....v=..Sen Bahnmaterials;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das-Bestrahlen des Bahnma^erials mit qescr.lsunigten Elektronen;

Fig. 3 iöu eine teilweise weggebrochen dargestellte Schnittansicht einer Vorrichtung für das Schäumen eines flachen Bahnmaterials;

Fig. 4 ist eine vergrößerte, teilweise weggebroch^ne dargestellte Ansicrr des verbreiterten Teilt ^s Βο-λπ nach Fig. 3,

?ig. 5 ^eigt in teilweise weggebroeho.-.^n Zustand eine vergrößerte Schnittansicr^ längs der

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Linie IV-IV in. Pig. 4;

Fig. 6 ist eine schaubildliche, teilweise weggebrochene Darstellung einer Vorrichtung für das Schäumen eines schlauchförmigen Bahnmaterials.

Gemäß ist Fig. 1 ist ein mit 50 bezeichneter Extruder der Schneckenbauart an seinem Zufuhrmaterialeinlaß 51 mit einem Vakuumtrichter 52 versehen. Der Vakuumtrichter 52 ist in eine

™ erste Kammer 53 und eine zweite Kammer 5^ unterteilt, wobei für das Trennen ein Ventil 55 verwendet ist. Das Ventil 55 wird mit Hilfe eines Luftzylinders 56 auf und ab bewegt, um die beiden Kammern 53 und 5²J zu schließen und zu öffnen. Der Vakkumtrichter 52 besitzt ferner eine MaterialeinwurfÖffnung 57, ein Saugrohr 58 für das Verringern des Drucks in der ersten Kämmer 53, sowie ein Saugrohr 59 für das Verringern des Drucks in der zweiten Kammer 5¹J, Am Kopfende des Extruders 50 ist eine T-Matrize 60 befestigt. Das Bezugszeichen 61 zeigt eine Aufnahmevorrieh-

\ tung, die aus einem.Paar von Klemmrollen besteht, sowie eine Aufwickelvorrichtung 62.

In der Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 63 eine Kammer für das Ausstrahlen beschleunigter Elektronen:sie enthält Generatoren 64 und 65 für beschleunigte Elektronen. Das Bezugszeichen 66 bezeichnet eine Führungsrolle, 61 eine Aufnahmevorrichtung aus einem Paar von Klemmrollen, 68 eine Aufwickel-

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Vorrichtung und 69 eine Abgabevorrichtung.

In der Fig. 3 ist bei 2 eine Vorwärmkammer gezeigt und bei 3 eine an die Vorwärmkammer 2 angeschlossene Schäumungskammer. Die Vorwärmkammer 2 und die Schäumungskammer 3 bestehen beide aus Wärmeisolierten Wänden. Die Oberwand der Vorwärmkammer 2, die Grenzwand zwischen der Vorwärmkammer 2 und der Schäumkammer 3 sowie die untere Wand der Schäumungskammer

3 enthalten jeweils eine Öffnung 4 bzw. 5 bzw. 6 für den Durchgang einer Bahn oder eines Bahnmaterials. Oberhalb der Öffnung

4 der Vorwärmkammer 2 befindet sich eine Stützvorrichtung 7 für die Bahn. Die Stützvorrichtung 7 besteht aus einem Paar Klemmrollen für das Zuführen der Bahn, so daß die Bahn unter Stützung durch diese Klemmrollen in die Vorwärmkammer 2 eingeführt wird. In der Vorwärmkammer 2 und in der Schäumungskammer 3 ist eine Anzahl von Infrarot-Erhitzern 8 und 9 angeordnet, die parallel zur Breitenrichtung der Bahn und in bestimmten Abständen auf beiden Seiten der Bahn symetrisch angeordnet sind. An den unteren Abschnitten der Vorwärmkammer 2 und der Schäumungskammer 3 sind Heißlufteinläße 10 bzw. 11 vorgesehen; an den oberen Abschnitten der Vorwärmkammer 2 und der Schäumungskammer 3 befinden sich Heißluftausläße 12 Und 13.Die durch die Heißlufteinläße 10 bzw. 11 in die Vorwärmkammer 2 bzw. die Schäumungskammer 3 eingeleitete Heißluft steigt entlang beider Oberflächen der Bahn auf und wird

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aus den LuftausBßen .12 und 13 abgeführt.

Durch die Trennung der Vorwärmkammer 2 von der Schäumungskammer .3 durch die Trennwand kann die Temepratur der Vorwärmkammer 2 und der Schäumungskammer 3 unabhängig gesteuert werden.

Das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Verbreiterungs-™ vorrichtung, 15 eine Gruppe von Kühlwalzen oder Kühlrollen und 16 eine Aufnahmevorrichtung aus einem Paar von Bahnaufnahmerollen. Dieses Paar Klemmrollen 16 kann mit der Zuführgeschwindigkeit des ungeschäumten bahnähnlich geformten Gegenstandes zuzüglich einer Geschwindigkeit gedreht werden, die der Ausdehnung des b,ahnähnlichen Gegenstandes in seiner Längsrichtung entspricht oder die etwas höher als diese ist.

Die Einzelheiten der Bahnverbreiterungsvorrichtung 14 ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt. In den Pig. ²J und 5 bezeichnen die Bezugszeichen Ik und lV zvrei Verbreitungsvorrichtungen gleicher Konstruktionen. Diese liegen einander symetrisch in einem Abstand gegenüber, der einer Breite der ausgedehnten Bahn entspricht. Die Bezugszeichen 17 und 17' bezeichnen Saugvorri 3htungen, wobei zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen jeder Saugvorrichtung 17 oder 17' Bahnführungsnuten 18. und l8^f vorgesehen sind.

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Der Boden jeder Führungsnut 18 und 18' besitzt eine Anzahl von Sauglöchern 19 und 19', die jeweils zu den Druckreduzierkammern 20 und 20* im inneren der Saugvorrichtung 17 und 17' führen. Die Sauglöcher 19 und 19' sind-so ausgelegt, daß sie die Außenluft mit Heftigkeit ansaugen, indem die in den Druckreduzierkammern 20 und 20^f enthaltenen Luft mit Hilfe einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt)" aus den Absaugrohren 21 und 21' abgezogen wird.■

Der Spalt jeder der Führungsnuten 18 und 18' bestimmt sich nach der Dicke der zu spannenden Bahn und beträgt allgemein etwa das 1,5 bis 3-fache der Dicke der Bahn.

Am Boden der Bahnführungsnuten 18 und Iß' sind Förderbänder 22 und 22' mit einer Anzahl von Luftlöchern vorgesehen, so daß sie über dem Boden der Nuten in Berührung mit diesen gleiten können. Die sich bewegenden Förderbänder 22 und 22' sitzen auf Antriebsrollen 23 und 23' sowie auf Führungsrollen 24 und 2h' und werden durch die Antriebsrollen 23 und 23' mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt, wie die Bahn aufgenommen wird. Die Förderbänder 22 und 22' können aus Tuch oder aus Gummi bestehen und sind mit einer Anzahl von kleinen Löchern versehen.

Es wird nunmehr ein Beispiel für das Schäumen einer

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flachen Bahn mit Hilfe der in Fig. 1 bis 5 beschriebenen Vorrichtung erläutert.

In einem Bandmischer werden für 20 Minuten bei Raumtemperatur 100 Gewichtsteile gepulverten Polyäthylens (Durchgang durch ein 10-Maschensieb) mit einem Schmelzindex von ^,0 und einem spezifischen Gewicht von 0,922, 15 Gewichtsteile Azodicarbonamid und 2 Gewichtsteile Zinkstearat gemischt;

™ Die erhaltene Mischung wird durch die MaterialeinwurfÖffnung 57 des Vakuumtrichters 53 bis au dessen halber Höhe in die zweite Kammer 5^ eingefüllt. Dann wird der Luftzylinder 56 betätigt, um die zweite Kammer 53 mit Hilfe des Ventils 55 zu verschließen. Außerdem wird die Mischung bis zur halben Höhe in die erste Kammer 53 eingeführt. Die EinwurfÖffnung 57 wird dann geschlossen, wonach der Druck in der ersten Kammer 53 und in der zweiten Kammer 5¹* mit Hilfe der Saugrohre 58 und 5 9 ^au^ 550 mmHg unter Atmosphärendruck vermin- dert wirdj wodurch die in der Mischung enthaltene Luft entfernt wird. Bei geöffnetem Ventil 55 wird die Mischung der zweiten Kammer 5^ in den Zufuhrmaterialeirlaß 5I des Extruders 50 geführt. Befindet sich in der ersten Kammer 53 keine Mischung» wird das Ventil 55 geschlossen und die Mischung in die "erste Kammer 53 eingebracht. Es wird dann der Druck in der ersten Kammer 53 auf 55° mmHg unterhalb Atmosphärendruck verringert. Die Mischung · wird in dem Extruder bei einer Tempe-

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ratur von etwa 135°C geknetet und geschmolzen und in Form einer Flachbahn aus einer T-Matriae 60 extrudiert. Die Bahn wird mit Hilfe der aus einem Paar von Klemmrollen bestehenden Aufnahmevorrichtung 61 aufgenommen, wodurch man eine flache Bahn S-I,die das Schäumungsmittel enthält und eine Dicke von 2,5 mm und eine Breite von ^oo mm hat, erhält; diese Bahn wird dann auf die Aufwickelvorrichtung aufgewickelt.

Die erhaltene flache Bahn S-I wird auf die Abgabevorrichtung 69 gemäß Fig. 2 gesetzt und dann mit Hilfe der in der Bestrahlungslamma* 63 enthaltenen Generatoren SH und 65 für beschleunigte Elektronen auf der Oberseite und auf der Unterseite mit einer Gesamtdosis von 3 Mr.ad von beschleunigten Elektronen bestrahlt. Dieser Vorgang führt zu einer vernetzten flachen Bahn S-2, die dann durch eine Aufnahmevorrichtung 6? aufgenommen wird, die aus einem Paar von Klemmrollen besteht; anschließend wird die Bahn durch die Wickelvorrichtung 68 aufgewickelt.

Die so erhaltene flache Polyäthylenbahn S-2 mit einer Dicke von 2,2 mm und einer Breite von 400 mm wird dann durch die öffnung H der Vorrichtung gemäß Fig_a 3 geführt und dabei durch die Stützvorrichtung 7 gestütst, die aus einem Paar Klemmrollen besteht, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 2m/min, umlaufen; dabei fällt die Bahn vertikal in die Vorwärmkammer 2, dis bei einer Temperatur von etwa

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200 ⁰C gehalten wird. Dort wird die flache Bahn S-2 auf etwa l6o ⁰C vorgewärmt; sie trifft dann durch die Öffnung 5 und fällt vertikal in die Schäumungskammer 3, die bei einer Tem-" paratur von etwa 280 ⁰C gehalten wird. In der Yorwännkanoaer wird die flache Bahn S-2 auf etwa 200⁰C erwärmt. Da das die flache Bahn S-2 bildende Polyäthylenharz vernetzt ist, wird die Bahn durch ihr eigenes Gewicht weder übermäßig verlängert noch reißt sie₃ selbst wenn sie auf eine Temperatur im Bareich

^ von l6o bis 200 ⁰C in der Vorwärmkammer Z bzw. der Schäumungs-

kammer 3 erhitzt wird. Die Temperatur der in der Sehäumungskamraer 3 auf etwa 200 oc erhitzten flachen Bahn S-2 wird in Breitenrichtung durch in der Schäumungskammer 3 enthaltene Jhftarcfcerhitaer 9 genauestens gesteuert. Durch diese genaue Temperatursteuerung mit Hilfe der Infraroterhitzer 9 liegt die Ausgangsstelle der Schäumung der flachen Bahn S-2 im wesentlich konstant auf einer Linie in Breitenrichtung und fluktuiert kaum nach oben oder unten. Die flache Bahn S-2 wird auf diese Weise schnell und scharf entlang einer Linie A in Brsitenrichtung etwa um das 3ö-faehe dreidi^än.£io2ii*i ausgedehnt«, Mit Rücksicht auf die schnelle Ausdehnung entstehen au diesem Zeitpunkt wellige Falten W in Breitenrichtung.der flachen Bahn S-3. Diese Falten ändern kaum ihr© Wellenform, da die Ausgangsstelle der Schäumung nicht nach ooen aaerunten fluktuiert. Aus diesem Grunde ist das nachfolgende Verbreitern oder Verlängere oder Äusei?isM©:rsle^T7er ssfc?

einfach durchzuführen.

Aus der Schäumungskammer 3 wird die geschäumte flache Bahn S-3 durch die Öffnung 6 herausgeführt und mit Hilfe der Verbreitungsvorrichtung in einem Verhältnis auf die endgütlgige Breite von 1200 mm gestreckt, daß der Ausdehnung der flachen ' Bahn S-2 entspricht. Auf diese Weise werden die beim Schäumen auftretenden Falten vollständig entfernt.

Das Verbreitern der geschäumten flachen Bahn S-3 durch die Spannvorrichtung Ik wird im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben.

Der Abstand zwischen den Spannvorrichtungen lh und 14' wird entsprechend dem Spannverhältnis in Breitenrichtung der flachen Bahn S-2 gewählt, das heißt auf 1200 mm in diesem Fall eingestellt. B"eide Seiten der sich vertikal bewegenden geschäumten flachen Bahn S~3 werden in die Führungsnuten 18 und l8^f der Saugvorrichtungen 17 und 17' eingesetzt. Wird die in den Druckreduzierkammern 20 und 20^f enthaltene Luft mit Hilfe einer Vakuumpumpe durch die Auslaßrohre 21 und 21' abgesaugt, tritt die Aussenluft durch einen Spalt zwischen den Inne/ Endflächen der Führungsnuten 18 und l8.^f und beiden Oberflächenseiten der geschäumten flachen Bahn S-3 sowie ferner durch die Sauglöchor 19 und 19' am Boden der Führungsnut 18 und

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18· hindurch und wird in die Druckreduzierkammer 20 und 20' eingesaugt* Dementsprechend stehen die Bahnführungsnuten 18 und 18* unter vermindertem Druck, so daß die beiden Seitenflächen der geschäumten flachen Bahn S-3 gegen die sich bewegenden Förderbänder oder Gurte 22 und 22' gesaugt werden, die in inniger Berührung mit den Bodenflächen der Führungsnuten 18 und 1.8^f gleiten. In diesem Zustand wird die flache Bahn S-3 in Bewegungsrichtung der Bänder 22 und 22' gefördert-

w Die Laufgeschwindigkeit der Bänder 22 und 22' ist. gleich der Ziehgesehwindigkeit der flachen Bahn S-3· Die flache Bahn S-3 wird dann durch, die 'Kühlwalzen oder Kühlrollen 15 gekühlt und durch die Aufnahmevorrichtung 16 aufgenommen, die aus einem Paar Klemmrollen besteht, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 8 m/min umlaufen. Da die flache Bahn S-3 nach dem Verlassen der Schäumungskammer 3 durch die Aussenluft erheblich abgekühlt worden ist, wird die Oberfläche der flachen Bahn S-3 bei Berührung mit den Flächen der Kühlrollen 15 nicht beschä-

k digt.

Die so erhaltene geschäumte flache Bahn S-3 mit einer Dicke von 5 mm und einer Breite von 1200 mm besitzt eine gleichförmige und feine Zellstruktur mit einer hübschen glatten Außenfläche, wobei das Ausdehnungsverhältnis etwa 30 beträgt und die Zellen einen Durchmesser von etwa 0,1 mm besitzen. Außerdem hat die erhaltene geschäumte flache Bahn eine gleichförmige Dicke und ist frei von Falten.

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Im folgenden wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform für das Schäumen einer schlauchförmigen Bahn mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung erläutert.

In der Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 25 eine Vorwärmkammer und 26 eine Schäumungskarniner, die an die Vorwärmkammer 25 angeschlossen ist. Die Vorwärmkamiaer 25 und die Schaumungskammer 26 bestehen aus wärmeisolierenden Wänden. Die Oberwand der Vorwärmkammer 25 besitst eine öffnung 27 für den Durchgang einer schlauchförmigen flachgelegten Bahn. An einer Trennwand zwischen der Vorwärmkammer 25 und der Schaumungskammer 26 sowie in einer unteren Wand der- Schaumungskammer 26 sind Ringöffnungen 28 und 29 für den Durchgang der schlauchförmigen Bahn vorgesehen, Oberhalb der öffnung 27 der Vorwärsnkammer 25 befindet sich eine StützvGrriehtung 30 für die flachgelegte schlauchförmige Bahn. Diese Stützvorrichtung 30 besteht aus einem Paar Klemmrollen, so daß die Bahn beim Einführen in die Vorwärmkammer 25 durch diese Klemmrollen gestützt wird. Die Vorwärmkammer 25 besitzt drei ringförmige Infraroterhitzer 31, während die Schaumungskammer 26 drei ringförmige Infraroterhitzer 32 hat. Diese Erhitzer sind in vorbestimmten Abständen angeordnet und umgeben die schlauehförmige Bahn. An den Bodenabschnitten der Vorwärmkammer und der Schäusnungskammer¹ 25 sind Keißlufteinfläße 33 bzw. 3*1 vorgesehen» während an den oberen Abschnitten der Vorwärmkammer 25 und der Schaumungskammer 2β

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Heißluftausläße 35 bzw. 3β angeordnet sind. Die durch, die Heißlufteinläße 33 und 34 in die Vorwärmkammer 25 bzw. die Schäumungskammer 26 eingeleitete Heißluft steigt entlang der Oberfläche der schlauehförmigen Bahn auf und wird durch die Heißluftausläße 35 und 36 abgeführt.

Durch die Trennung der Vorwärmkammer 25 ^on. der Schäumungskammer 26 mit Hilfe einer Trennwand kann die Temperatur der Vorwärmkammer 25 und die Temperatur der Schäumungskammer 26 unabhängig gesteuert werden. Bei 37 ist eine Ausweltoder Ausbreitvorrichtung gezeigt, die aus einem .Dorn 3^ mit einem zylindrischen Abschnitt besteht _s dessen Durchmesser deia Verhältnis der Breitenausdehnung der geschäumten schlauehförmigen Bahn entspricht, das heißt 68o mm beträgt. "Ferner hat diese Vorrichtung ein Gaseinlaßrohr 39_s das angenähert durch die Mitte des Dorns 38 hindurch tritt, eine Flaehlegevorriciitung 40 i eine Schneidvorrichtung 4l und eine Dornstüt ζ vorrichtung 42. Das Bezugszeichen 43 bezeichnet öle Elnlaäofimcg des Gaseinlaßrohrs 39 und 44 die Auslaßöffnung« Innerhalb äes zylindrischen Abschnitts des Borns 38 ist ein .KüisXmantel, 45 vorgesehen. Das Bezugszeichen kS bezeichnet eine Aufiiafeiseitoprichtungs die aus einem Paar Klemmrollen bestellt; die zeichen 4? und 48 bezeichnen Führungsrolle!* v:^£ d&s zeichen 49 eine Aufwickelvorrichtung.

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Die T-Matrize der Vorrichtung gemäß Pig. I ist durch eine Rundmatrize ersetzt. In einem Extruder wird eine Mischung aus 100 Gewichtsteilen gepulverten Polyäthylens (Durchgang durch ein 10-Masehensieb) mit einem Schmelzindex von I₃O und einenu spezifischen Gewicht von O₃920, 13 Gewichtsteilen Azodicarbonamid, 0,7 Gewichtsteilen Zinkstearat und 0,3 Gewichtsteilen Zinkoxyd eingeführt _a nachdem die in dem Gemisch enthaltene Luft durch Verringerung des Drucks innerhalb des Vakuumtrichters gemäß Fig. 1 auf 450 mmHg unter Atmosphärendruck entfernt worden war. Die Mischung wird bei 130⁰C geknetet und geschmolzen und im Aufbla.sverfahren in Schlauchform extrudiert, um eine schlauehförmige Bahn S-Il mit einer Dicke von 1,1 mm und einer Breite von 330 mm im flachgelegten Zustand zu erhalten. Im abgeflachten Zustand wird die Bahn auf Oberseite und Unterseite einer Bestrahlung aus beschleunigten Elektronen ausgesetzt und zwar mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung» um eine vernetzte schlauehförmige Bahn S-22 zu erhalten. Die Gesamtdosis beträgt 2.4 Mrad.

Die so erhaltene vernetzte schlauehförmige Polyäthylen·^— bahn S-22 mit einer Dicke von 1,1 mm und einer Breite im Flachzustand von 330 mm wird durch die öffnung 27 geführt und dabei durch die Stützvorrichtung 30 gestützt, die aus einem Paar Klemmrollen be&^ht, welche mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 1 Meter, pro Minute· umlaufen, wobei die Bahn vertikal in die Vor-

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wärmkammer 25 fällt. Mit Hilfe der Heißluft und der Infraroterhitzer 31 wird die sehlauchfömige.Bahn S-22 auf etwa l6o°C erhitzt j dann durch die Ringöffnung 28 geführt,worauf sie vertikal in die Schäumungskammer 26 fällt. Mit einem Druck von etwa 10 mm Wassersäule wird ein Gas, zum Beispiel Luft vom Einlaß 43 sum Auß]aß> 44 des Gaseinlaßrohrs 39 geschickt und in die schlauchfömige Bahn S-22 eingeführt, wodurch die flachgelegte schlauchförmige Bahn S-22 in Schlauchform gehalten wird. Die schlauchförmige Bahn S-22 wird durch die Heißluft auf etwa 200⁰C erwärmt j wobei die Temperatur der- schlauchförmigen Bahn S-22 in Breitenrichtung genauestens durch die Infraroterhitzer 32 gesteuert wird. Wird in dieser Weise erwäfamt, wird die Ausgangsstelle der Schäumung der schlauchförmigen Bahn S-22 im wesentlichen, in Breitenrichtung der schlauchförmigen Bahn S-22 festgelegt und fluktuiert weder nach unten noch nach oben. Somit wird die schlauchförmige Bahn S-22 schnell und scharf entlang der Linie A in Breitenriehtung auf etwa das 25-fache dreidimensional ausgedehnt. Zu diesem Zeitpunkt entstehen infolge der schnellen Ausdehnung in Breitenriehtung an der geschäumten schlauchförmigen Bahn S-33 wellige Palten W. Diese welligen Falten werden jedoch dadurch vollständig entfernt, daß die geschäumte schlauchförmige Bahn S-33 sofort in Breitenriehtung entsprechend der Breitenausdehming der schlauchförmigen Bahn S-22 infolge des Drucks des in die schlauchförmige Bahn S-22 eingeführten Gases,z.B.Luft,gestreckt wird.

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Die von Palten vollständig freie geschäumte schlauchförmige Bahn S-33 wird über dem Dorn 38 nach unten gezogen, wobei eine sehr dünne Luft- oder Gasschicht zwischen der Innenfläche der geschäumten schlauchform!gen Bahn und der Oberfläche des zylindrischen Abschnitts des Dorns 38 vorliegt. Beim Lauf über den Dorn 38 wird die geschäumte schlauchförmige Bahn S-33 gekühlt. Die geschäumte schlauchförmige Bahn S-33 wird dann durch die Flachlegevorrichtung 40 abgeflacht, wobei beide Endender geschäumten schlauchförmigen Bahn fortlaufend mit Hilfe der Schneidvorrichtung 4l in Längsrichtung durehtrennt werden, so daß zwei geschäumte Bahnen erhalten werden.. Die Bahnen werden über eine Führungsrolle 4? geführt, durch eine Aufnahmevorrichtung 46 aus einem Paar Klemmrollen aufgenommen* die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 3·3 Metern pro Minute umlauf en;, und dann über eine Führungsrolle 48 auf eine Aufwickelvorrichtung 49 aufgewickelt.

Die Verwendung des Drucks eines Gases wie Luft und eines Dorns führt zu einer einfachen Entfernung welliger Falten der geschäumten schlauchförmigen Bahn S-33_a die in Breitenrichtung aufgetreten sind. Durch die Wirkung des Dorns wird die Breitenausdehnung der geschäumten schlauchförmigen Bahn S-33 sehr gut reguliert. Da ein Teil des Gases wie Luft etwa in der Mitte des Dorns eingeführt wird und zwischen der Innenfläche der geschäumten schlauchförmigen

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Bahn S-33 und der Oberfläche des zylindrischen Abschnitts des Dorns durchläuft- und spontan zwischen den in Längsrichtung durchtrennten geschäumten Bahnen in die Umgebungsluft austritt, kommt die Innenfläche der* geschäumten sehlauchförmigen Bahn S-33 nicht mit der Oberfläche des Dorns in unmittelbare Berührung und wird dadurch überhaupt nicht beschädigt.

Die so erhaltenen geschäumten Bahnen mit einer Dicke " von 2,4 mm und einer Breite von Io5o mm haben eine gleichförmige und feine Zellsfcru&fcin· mit einer schönen glatten Oberfläche bei einem Ausdetmungsverhältnis von etwa 25 und einem Zelldurchmesser von 0,2 mm . Außerdem haben die Bahnen eine •gleichförmige Dicke und sind frei von Falten.

Claims

Patentansprüche

Ij Verfahren zur Herstellung einer geschäumten Bahn aus einem Äthylenharz, dadurch gekennzeichnet, daß man einen langen Streifen aus eine® -bahnähnlieh geformten Gegenstand, der aus einem vernetzten Äthylenharz besteht, welches ein normalerweise festes organisches und bei Zersetzung infolge Erhitzung Gas abgebendes Blähmittel enthält, abwärts fallen läßt und in Fallrichtung kontinuierlich führt, daß man den bahnähnlich geformten Gegenstand beim Lauf auf eine oberhalb der Erweichungstemperatur* des vernetzten Äthylens und oberhalb der Zersetzungsteaiperatur des organischen Blähmittels liegende Temperatur erhitzt_sum dadurch den bahnähnlich geformten Gegenstand zu sehäumen₃ wobei die Erwärmung der art gesteuert wird, daß die Ausgangsstelle der Schäumung in Breitenrichtung des bahnähnlichen Gegenstandsso wenig wie Höglieh nach oben oder unten fluktuiert,und daß man den geschäumten bahnähnlichon Gegenstand in Breitenrichtung in einem Maß verbreitert, das öer Ausdehnung des geschäumten bahnähnliei-^n Gegenstands in Breitenrichtiing entspricht,um auf diese Weise die in Breitenrichtung des Gegenstands während des Schäü-aens auftretenden welligen Falten zu entfernen.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bahnähnlich geformte Gegenstand aus einem Äthylenharz durch Kneten und Extruieren einer Mischung aus. einem Äthylenharz und einem organischen Blähmittel mit einer oberhalb der Schmelztemperatur des Äthylenharzes liegenden Zersetzungstem— peratur bei einer Temperatur hergestellt wird, bei der das organische Blähmittel im wesentlichen unzersetzt ist, während diese Mischung im wesentlichen frei von Luft ist und daß man den geformten bahnähnlichen Gegenstand einer ionisierenden Strahlung aussetzt, um auf diese Weise das den bahnähnlichen Gegenstand bildende Äthylenharz zu vernetzen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den bahnähnlich geformten Gegenstand aus" einem Äthylenharz durch Kneten und Extruieren einer Mischung aus einem Äthylenharz, einem organischen Blähmittel mit einer über der Schmelztemperatur des Harzes liegenden Zersetzungstemperatur und einem organischen Peroxyd mit einer unter der Zersetzungstem.peratur des organischen Blähmittels liegenden Zersetzungstemperatur bei einer Temperatur herstellt,'bei der das organische Peroxyd im wesentlichen unzersetzt ist, während die Mischung .im wesentlichen frei von eingeschlossener Luft ist, und daß man den erhaltenen bahnähnlich geformten Gegenstand auf eine Temperatur erwärmt, bei dor das organische Peroxyd im wesentlichen zersetzt ist, bei der jedoch das organische Blähmittel im wesentlichen unzersetzt ist, um auf diese Weise das den bahnähnlich

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geformten Gegenstand bildende Äthylenharz zu vernetzten.

H. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylenharz ein Polyäthylen niedriger Dichte und das organische Blähmittel ein Azodicarbonaraid ist. -

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylenharz ein Polyäthylen niedriger Dichte, das organische Blähmittel ein Azodieaibonamid und das organische Peroxyd ein Dicumylperoxyd ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylenharz ein gepulvertes Polyäthylen niedriger Dichte, das organische Blähmittel Azodicarbonamid ist und daß Metallsalze von Fettsäuren ferner zugegeben werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Erwärmung durch Vorwärmen des bahnähnlich geformten Gegenstandes und durch schnelles Erwärmen des vorgewärmten bahnähnlich geformten Gegenstandes vorgenommen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneckenextruder an seinem Zufuhrmaterialeinlaß mit einen Vakuumtrichter vorgesehen wird und nach dem Einfüllen

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der Mischung in den Vakuumtriehter die in der Mischung enthaltene Luft abgesaugt und entfernt und dann die Mischung in dem Extruder geknetet und geschmolzen und anschließend extrudiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Entlüftungsöffnung versehener Schneckenextruder verwendet wird, wobei während des Absaugens und Entfeinens vcn jnder Mischung enthaltener Luft durch die Entlüftungsöffnung die Mischung in dem Extruder geknetet und geschmolzen und dann extruiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9_S dadurch gekennzeichnet, daß der bahnähnlich geformte Gegenstand eine flache Bahn ist und die Verbreiterung der geschäumten flachen Bahn in Breitenrichtung durch Einsetzen beider Seiten der geschäumten flachen Bahn in zwei einander gegenüberliegende Nuten erfolgt, die in einem der Breite der ausgedehnten flachen Bahn in Breitenrichtung entsprechenden Abstand voneinander stehen, wobei diese Führungsnuten am Boden Sauglöcher besitzen und ein Förderband an dem Boden luftdurchlässige Löcher hat, wobei in den Führungsnuten enthaltene Luft durch die Sauglöcher abgesaugt wird und die geschäumte flache Bahn unter Anlage an beiden Seiten an die Förderbänder unter der Saugkraft weitergeführt wird.

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11, Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bahnähnliche geformte Gegenstand eine schlauchförmige Bahn ist und die Verbreiterung in Breitenrichtung der geschäumten schlauch'förmigen Bahn dadurch bewirkt wird, daß man die geschäumte schlauchförmige Bahn nach dem Durchgang durch eine Stützeinrichtung.aus einem Paar von Klemmrollen über einen Dorn mit einem zylindrischen Abschnitt mit einem der Breite der ausgedehnten Bahn in Breitenrichtung entsprechenden Durchmesser führt, daß man die Bahn entlang dem zylindrischen Abschnitt des Dornes führt und dabei Gas in die zwischen der Stützeinrichtung und dem Dorn befindliche geschäumte Bahn einführt, und zwar üeer ein Loch in dem Dorn,und daß man die Bahn unter Aufschneiden in Längsrichtung weiterfördert.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet,durch eine Stützeinrichtung (7) für eine ungeschäumte flache Bahn (S-2), eine Warmschäumkammer (3) unterhalb der Stützeinrichtung für das Schäumen der ungeschäumten Bahn durch Erwärmen die einen Heißlufteinlaß (11), einen Heißluftauslaß (13), Strahlungserhitzer (9),einen Einlaß (5) für die ungeschäumte flache Bahn am oberen Ende und einen Auslaß (6) für die geschäumte flache Bahn am unteren Ende aufweist, eine Ausbreitungsvorrichtung (1*0 unterhalb der Warmschäumkammer für das Ausbreiten oder Strecken

. ^₁, OWQlNAt

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der geschäumten flachen Bahn, trobei diese Ausbreitvorrichtung aus zwei im Abstand in Breitenrichtung einander gegenüberliegenden Saugeinrichtungen(17, 17') besteht, sowie fernera»s Führungsnut en (18, 18') für die geschäumte flache Bahn, die einander gegenüberliegen, wobei die Bodenfläche jeder«Führungsnut mehrere zu einer auf der Innenseite der Saugeinrichtung vorgesehenen Druckreduzierkammer (20, 20') führende Sauglöcher (19, 19')besitzt und wobei am Boden jeder Führungsnut ein Förderband (22, P 22') vorgesehen ist, das in Gleitkontakt mit der Bodenfläche der Nut steht, und durch eine Aufnahmevorrichtung (16), die unterhalb der Ausbreitvorrichtung (14) liegt, und für das Aufnehmen der geschäumten flachen Bahn (S-3) dient.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmschäumkammer durch eine Trennwand unterteilt ist, in der sich eine öffnung für den Durchgang der ungeschäumten flachen Bahn befindet, wobei das obere Abteil (2) als Vorvrärmkammer und das untere Abteil (3) als Schäumungskammer verwendet wird.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Stützeinrichtung (30) für eine ungeschäumte schlauchförmige Bahn (S-22), eine unterhalb der Stützvorrichtung vorgesehene Warmschäumkammer (26) für das Schäumen der Bahn durch Erhitzen, wobei die Warmschäumkammer einen Heißlufteinlaß (34), einen Keißluftauslaß (36),

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Strahlungserhitzer (32), einen Einlaß für die ungeschäumte schlauchförmige Bahn am oberen Ende und einen Auslaß für die geschäumte schlauchförmige Bahn am unteren Ende besitzt, durch eine unterhalb der Warmschäumkammer vorgesehene Ausbreitvorrichtung für das Aufweiten oder Ausbreiten der geschäumten schlauchförmigen Bahn, wobei diese Ausbreit- oder Aufweitvorrichtung noch einen Dorn (38) mit einem zylindrischen Abschnitt aufweist, ferner ein etwa durch die Mitte des Dorns durchtretendes Gaseinlaßrohr (39), eine Abflachvorrichtung (40), eine Schneidvorrichtung (41) und eine Dornstütz vorrichtung (42)aufweist., sowie durch eine unterhalb der Ausbreitvorrichtung angeordnete Aufnahmevorrichtung (46,47, 48,49) für die geschäumten flachen Bahnen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmschäumkammer durch eine Trennwand mit einer Ringöffnung für den Durchgang der ungeschäumten schlauchförmigen Bahn unterteilt ist, wobei das obere Abteil (25) als eine Vorwärmkammer und das untere Abteil (26) als eine Schäumungskammer verwendet wird.

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