DE1952753C3 - Verfahren zum Herstellen eines langgestreckten Schaumstofformlings mit einer ungeschäumten Außenschicht und einem geschäumten Kern - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines langgestreckten Schaumstofformlings mit einer ungeschäumten Außenschicht und einem geschäumten KernInfo
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Description
bewegt werden, die die Deckschicht bildenden Stränge von außen her bis zur vollständigen oder
nahezu vollständigen Verfestigung abgekühlt wer-
kes aufgeschäumt wird und sodinn sämtliche
Stränge miteinander vereinigt werden.
Verfahren zum Herstellen eines langgestreckten Schaumstofformlmgs mit einer ungeschäumten
Außenschicht und einem geschäumten Kern,
wobei ein geschmolzenes aufschäumfähiges Harz
in mehreren Strängen extrudiert wird, welche sodann miteinander vereinigt werden, dadurch .
wobei ein geschmolzenes aufschäumfähiges Harz
in mehreren Strängen extrudiert wird, welche sodann miteinander vereinigt werden, dadurch .
gekennzeichnet, daß die Stränge unter io die Deckschicht bildenden Strange yon außen her
einem das Aufschäumen verhindernden Druck bis zur vollständigen oder nahezu vollständigen Verfestigung
abgekühlt werden und anschließend der den geschäumten Kern bildende Strang in einer
7one verringerten Druckes aufgeschäumt wird und den und anschließend der den geschäumten Kern 15 sodann sämtliche Stränge miteinander vereinigt
bildende Strang in einer Zone verringerten Druk- werden.
Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbare Fortschritt besteht darin, daß zur Herstellung
eines eine ungeschäumte harte Deckschicht und einen 20 geschäumten Kern aufweisenden Schaumstofformlings
lediglich ein Extruder und nur ein einziges aufschäumfähiges Harz erforderlich sind. Die Ausbildung
des geschäumten Kerns und der ungeschäumten Deckschicht kann dabei durch entspre-Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- 25 chende Regelung der Abkühlgeschwindigkeit frei
stellen eines lancgestreckten Schaumstofformlings gewählt werden, so daß mit der Erfindung ein äußerst
zufriedenstellendes und wirtschaftlich arbeitendes Verfahren geschaffen wird. Dieses Verfahren ermöglicht
somit die fortlaufende Herstellung eines Schaumstofformlings heterogener Struktur, dessen
Oberfläche aus nicht geschäumtem Material besteht oder eine größere Dichte als der übrige Teil des
Formlings aufweist, oder eines Schaumstofformlings, der als innere Schicht einen nicht aufgeschäumten
der bereits aufgeschäumten Stränge "gekühlt, um die 35 Abschnitt bzw. einen Abschnitt mit anderer Dichte
Zellenwandungen des Schaumes teilweise zum Zu- als der übrige Teil aufweist, beispielsweise eines
ringförmigen oder kernartigen oder eines aus Schichten bestehenden Formlings oder selbst eines Schaumstofformlings
mit beliebig kompliziertem oder beliebig großem Querschnitt.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen von zur Durchführung des Verfahrens gemäß
der Erfindung geeigneten Gießvorrichtungen dargestellt, welche im folgenden näher erläutert werden.
zu erhöhen. Ein solches Beschichten wurde mit einem 45 Die Vorrichtung ist nicht Gegenstand des Schutz-Verfahren
durchgeführt, bei dem die Oberfläche begehrens. Es zeigen
eines bereits fertigen Schaumstofformlings mit einer vorher gefertigten Schicht aus nicht aufgeschäumtem
Material durch Aufkleben od. dgl. abgedeckt wird, oder mit einem Verfahren, bei dem aufgeschäumtes
Material in einen von einem nicht aufgeschäumten plattenartigcn Material umgebenen Raum eingefüllt
wird. Diese bekannten Verfahren erfordern jedoch eine große 2Lahl von Verfahrensschriüen, und es ist
schwierig, mit diesen bekannten Verfahren einen Formling komplizierter Gestalt herzustellen.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1154 264 ist
auch bereits eine Vorrichtung bekannt, welche zwei Extruder aufweist, wobei ein aufschäumfähiges Harz
und ein nicht aufschäumfähiges Harz für die Deck- 60 höher gemacht werden kann als in einem Durchlaß 2,
schicht aus den beiden getrennten Extrudern extru- indem der Querschnittsbereich des Durchlasses 1
diert wird, um einen eine harte Deckschicht und einen geschäumten Kern aufweisenden SchaumstofT-formling
herzustellen. Zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens werden demzufolge zwei Extruder
und zwei verschiedene Harze benötigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht,
mit einer ungeschäumten Außenschicht und einem geschäumten Kern, wobei ein geschmolzenes aufschäumfähiges
Harz in mehreren Strängen extrudiert wird, welche sodann miteinander vereinigt werden.
Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der deutschen Auslegeschrift 1 269 333 bekannt. Bei diesem
bekannten Verfahren wird aber nur die Oberfläche des Schaumsi of formlings nach erfolgter Vereinigung
sammenfallen zu bringen und dadurch eine glatte Oberfläche zu erhalten. Auf diese Weise läßt sich
jedoch nur eine verhältnismäßig dünne ungeschäumte hautartige Außenschicht erzielen.
Es ist auch bereits versucht worden, die Oberfläche eines Schaumstofformlings mit einer ungeschäumten
Masse zu beschichten, um das Aussehen zu verschönern oder um die mechanische Festigkeit
Fig. 1, 2 und 3 Schnitt- und Stirnansichten von verschiedenen Ausführungsformen der am Extruder
befestigten Gießvorrichtung,
F i g. 4 eine Schnittansicht eines gemäß der Erfindung erhaltenen Schaumstofformlings,
Fig. 5 eine Stirnansicht des Auslaßteils der Gießvorrichtung
zur Herstellung des in F i g. 4 dargestellten Formlings,
F i g, 6 eine Schnittansicht quer zur Strangpreßrichtung einer Strangpreß-Gießvorrichtung,
Fig. 7 und 8 Schnittansichten von erfindungsgemäß
hergestellten Schaumstofformlingen.
F i g. 1 zeigt, daß ein Druck in einem Durchlaß 1
zum Auslaß dieses Durchlasses hin verkleinert wird, während der Querschnittsbereich des Durchlasses 2
zum AusSaß dieses Durchlasses hin vergrößert wird. Fig. 2 zeigt ferner, daß der Polymerdruck in
Durchlässen 4 und 5 dadurch verschieden gemacht werden kann, daß man die Größe und die Anzahl
von Einlassen 7 und 8 zum Einführen des Polymeren
in die einzelnen Durchlässe oder die Länge oder die Querschnittsbereiche der einzelnen Durchlässe verändert,
auch wenn die Querschnittsbereiche der Durchlässe 4 und 5 am Auslaß und am Einlaß eine
bestimmte Größe aufweisen.
Fig. 3 zeigt, daß das Ziel der Erfindung auch erreicht
werden kann, wenn am Ende eines Durchlasses 5a ähnlich wie bei der in Fig. 2 dargestellten
Gießvorrichtung kleine Löcher 8a vorgesehen sind, ohne daß der in F i g. 2 gezeigte Einlaß 8 für das
Polymere vorhanden ist.
In diesem Fall werden die Teile mit unterschiedlichem Aufschäumungsgrad nicht auf Grund unterschiedlichen
inneren Drucks in den Durchlässen 4 a und 5 α gebildet, sondern die Teile mit unterschiedlichem
Auischäumungsgrad entstehen direkt an der Außenseite der Auslässe der Durchlässe Aa und 5 a
durch Schaffung eines Unterschieds in der Aufschäumungsfähigkeit zwischen dem durch den Durchlaß
4 α und dem durch den Durchlaß 5 α fließenden Polymeren, und zwar befindet sich das den Durchlaß Aa
durchfließende Polymere in zusammengepreßtem Zustand und wird von außen gekühlt, wodurch es seine
Aufschäumungsfähigkeit verliert oder eine geringere Aufschäumungsfähigkeit erhält. Andererseits befindet
sich das den Durchlaß 5 α durchfließende Polymere ebenfalls in zusammengedrücktem Zustand, ist
jedoch nicht aufgeschäumt und ist trotzdem fließfähig, und zwar besitzt es noch eine genügende Aufschäumungsfähigkeit.
Deshalb beginnt es Blasen zu bilden, nachdem es die kleinen Löcher 8 a passiert hat, und wird so in einen Abschnitt mit einem höheren
Aufschäumungsgrad als dem des aus dem Durchlaß 4α austretenden Polymeren verwandelt.
Die Kühlung des Durchlasses für das Polymere, das in einen Abschnitt höherer Dichte verwandelt
werden soll, bewirkt die Ausbildung eines nicht aufgeschäumten Teils bzw. eines Teils größerer Dichte
als der übrige Teil an der Oberflächenschicht des Formlings. In diesem Fall muß die Kühlung in der
Nähe des Auslasses und nicht in der Nähe des Einlasses der Gießvorrichtung erfolgen, da das in die
Gießvorrichtung eingeführte Polymere in einer gewissen Fließfähigkeit gehalten werden muß, damit
die durch die Träger zum Halten der den Durchlaß bildenden Wände in der Gießvorrichtung gebildete
Nahtlinic vollständig verschwindet. Wenn die Umgebung des Ausgangs des Durchlasses für das einen
Teil großer Dichte bildende Polymere so weit abgekühlt wird, daß das Polymere an dieser Stelle seine
Fließfähigkeit verliert und eine formbildende Eigenschaft erhält, kann der Druckverlust in diesem
Durchlaß durch Verändern der Austrittsgeschwindigkeit des Formlings verändert werden. Infolgedessen
kann der Innendruck eingestellt werden. Demnach werden der Grad der Aufschäumung bei dem Teil,
der aus dem den jeweiligen Durchlaß durchfließenden Polymeren hergestellt wird, lediglich durch Einstellen
der Austrittsgeschwindigkeit des Formlings eingestellt werden. Dies ist eine sehr zweckmäßige
Maßnahme. Zum Verringern der Aufschäumungsfähigkeit des Polymeren im Durchlaß kann der Gasgehalt
im Vergleich zum anderen Durchlaß verringert werden, indem durch eine beliebige Maßnahme
das durch den Durchlaß fließende Polymere zur Bildung eines Teils großer Dichte entgast wird.
Das Entgasen kann dadurch bewirkt werden, daß fp.ine Poren in den den Durchlaß für das Vermindern
der Aufschäumungsfähigkeit umgebenden Wänden vorgesehen sind, durch die das Gas, jedoch nicht
die Polymere austreten können, und daß diese Poren mit einem Bereich niedrigeren Drucks als im Durchlaß
in Verbindung stehen. Solche Poren können durch gesintertes Metall erzielt werden.
Die Größe bzw. Anordnung der Vielzahl durch Trennwände abgeteilter Durchlässe der Gießvorrichtung
hängt von der gewünschten Querschnittsform
ίο des Schaumstofformlings oder von der Form oder
Lage des nicht aufgeschäumten Teils bzw. des Teils mit großer Dichte im Querschnitt des Schaumstofiformlings
ab. Jedoch darf der Auslaß einer Gruppe von Durchlässen der Gießvorrichtung nicht größer.
aber auch nicht wesentlich kleiner sein als die Querschnittsform des gewünschten Formlings, sondern er
soll im wesentlichen etwa mit der Querschnittsform des Schaumstofformlings übereinstimmen. Wenn der
unaufgeschäumte Teil bzw. der Teil größerer Dichte
ao an der Oberfläche des Formlings liegen soll, sind
zwei Durchlässe erforderlich: In Fig. 1 ist beispielsweise
der eine ein Durchlaß mit einem sehr engen Auslaß, der nicht über den Umfang der Querschnittsform
des Formlings hinausragt, und der andere Durchlaß hat einen Auslaß in einer Form,
die man erhält, wenn der sehr enge Auslaß und die ihn bildenden Wände in der Querschnittsgestalt des
Formlings weggelassen werden. Das aus dem ersten Durchlaß austretende Polymere bildet einen Teil
größerer Dichte als der aufgeschäumte Teil aus dem aus dem zweiten Durchlaß austretenden Polymeren.
F i g. 4 zeigt eine Schnittansicht eines gemäß der
Erfindung hergestellten Schaumstofformlings, bei dem ein Abschnitt 10 eine größere Dichte aufweist
als die Abschnitte 9 und ?1.
Fig. 5 zeigt einen Auslaß einer Gruppe von
Durchlässen zum Herstellen eines Schaumstofformlings mit dem in F i g. 4 dargestellten Querschnitt.
Die aus den Ausgängen von Durchlässen 12 und 14 austretenden Polymere bilden die Abschnitte 9 und
11 in F i g. 4. Der Ausgang des Durchlasses 13 liefert das Polymere, das den Abschnitt 10 in F i g. 4 bildet.
Wände 15, 16 und 17 begrenzen die betreffenden Durchlässe.
Es ist notwendig, daß der größte Teil der Begrenzungen der einzelnen Durchlässe der Gießvorrichtung
für den Extruder durch Trennwände gebildet werden. Es ist jedoch nicht immer notwendig, daß die
einzelnen Durchlässe durch vollständig durchgehende Trennwände voneinander getrennt sind. Manchmal
kann die Trennwand teilweise weggeschnitten sein, damit ein Durchlaß mit einem anderen in Verbindung
steht, wie in F i g. 6 dargestellt. Die den einen Durchlaß vom anderen trennenden Wände werden
durch Träger 3 gehalten, die in der Nähe des Durchlasses vorgesehen sind, wie F i g. 1 zeigt, oder durch
eine durchlöcherte Platte 6, wie in F i g. 2 dargestellt. Die Träger sind so angeordnet, daß sie so nahe wie
möglich am Durchlaßeingang der Gießvorrichtung liegen, um zu verhindern, daß der Formling auf
Grund der Träger bleibende Nahtlinien aufweist. Die Länge der Durchlässe muß im Hinblick auf die Art
des Polymeren, die Temperatur des Polymeren bzw. die hohe Dichte oder den Grad der Expansion des
Formlings experimentell festgestellt werden. Es genügt jedoch ein Durchlaß, der nur so lang ist, daß
die Aufschäumungsfähigkeit bzw. der Aufschäumungsgrad des einen ihn durchfließenden Polymeren
von dem übrigen Teil unterschiedlich gemacht wird. Längere Durchlässe sind jedoch auch zulässig.
Das durch den Ausgang der voneinander getrennten Durchlässe der Gießvorrichtung austretende
Polymere wird unmittelbar in eine Form eingeführt, die die gleiche Querschnittsgestalt wie der gewünschte
Formling hat und die an einem Ende offen ist. Ferner wird die Form von außen gekühlt, jedoch sind
die Temperatur oder die Länge der Form nicht begrenzt. Es genügt, wenn die Oberfläche so weit verfestigt
werden kann, daß der Formling seine Gestalt beibehalten kann. Infolgedessen ist es nicht immer
notwendig, daß der Formling die Form durchläuft, wenn sich der die getrennten Durchlässe der Gießvorrichtung
verlassende Formling bereits in einem die Form haltenden Zustand befindet. Die die Durchlässe
verlassenden Polymere weisen, wenn sie die Form passieren, riirch die Wände der abgeteilten
Durchlässe gebildete Zwischenräume auf. Diese Zwischenräume werden mit den Polymeren ausgefüllt,
die sich noch in fließfähigem Zustand befinden und den Abschnitt geringer Dichte bilden, wodurch ein
einheitlicher Formling erzielt werden kann.
Zu den Schaumstofformlingen, die gemäß der Erfindung hergestellt werden können, gehören Zylinder,
die an ihrer Oberfläche eine größere Dichte aufweisen als im Inneren. Sie werden unter Verwendung einer
Gießvorrichtung mit einer Gruppe von Durchlässen hergestellt, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt
ist. Ferner können rohrförmige oder hohle Formlinge hergestellt werden, die an der Innen- oder an der
Außenseite eine Schicht großer Dichte aufweisen, sowie Formlinge mit ringförmigen Abschnitten großer
Dichte in ihrem Inneren, wie in Fig. 4 dargestellt. Ferner können mit Durchlässen eines Querschnitts,
wie ihn F i g. 6 zeigt, plattenartige Formlinge hergestellt werden, die oben und an den Seitenflächen
Abschnitte hoher Dichte aufweisen. Ferner kann man Formlinge mit schichtartigem Aufbau erzielen,
die, wie Fi g. 7 zeigt, im Querschnitt verschiedener
Dichte aufweisen. Außerdem können Formlinge mit rinnenförmigem Querschnitt und einer
Oberflächenschicht mit hoher Dichte hergestellt werden, wie in Fi g. 8 dargestellt. In den Fi g. 4, 7 und 8
bezeichnen die schraffierten Teile die Abschnitte mit hoher Dichte. Gemäß der Erfindung kann auch jeder
beliebige Formling mit kompliziertem Querschnitt hergestellt werden.
Die Erfindung wird noch an Hand von Beispielen erläutert.
100 Gewichtsteile im Niederdruckverfahren hergestellter Polyäthylentabletten (MI = 0,5; Dichte
= 0,958) wurden mit 0,5 Gewichtsteilen Azodikarbonamid als blasenbildendes Mittel in einem
Mischgerät gemischt und dann einem 40-mm-Extruder und weiter bei 1800C einer am Auslaß des Extruders
vorgesehenen und in F i g. 2 dargestellter Gießvorrichtung zugeführt. Die Breite des Durch-
lasses 4 der Gießvorrichtung betrug 3 mm, und der Innendurchmesser des Durchlasses 5 betrug 35 mm.
Die Gießvorrichtung hatte eine Gesamtlänge vor 10 cm, und ein 5 cm langer Abschnitt des Auslasses
der Gießvorrichtung wurde von außen mit Wasser
ίο gekühlt. Der so erhaltene Formling war ein Zylinder
mit einem Durchmesser von 4,8 cm, dessen Oberfläche sehr glänzend war. Ein 2,5 mm tief von der
Oberfläche nach innen reichender Abschnitt wies überhaupt keine Aufschäumung auf. Die Dichte
betrug 0,51 g/cm;1.
Ein aus 100 Gewichtsteilen Polystyrol, 20 Gewichtsteilen 8 Gewichtsprozent n-Pentan enthalten-
dem Polystyrolkügelchen und 0,5 Gewichtsteilen Talkum bestehendes Gemisch wurde aus der gleichen
Vorrichtung wie in Beispiel 1 bei einer Polymertemperatur von 1500C an einer Stelle genau vor der
Gießvorrichtung herausgepreßt, wodurch man einen
as zylinderartigen Formling mit einem Durchmesser von
5 cm erhielt, der eine nicht aufgeschäumte Oberflächenschicht von 3 mm Tiefe und einen guten
Glanz an der Oberfläche aufwies. Die Dichte des Formlings betrug 0,43 g/cm3.
100 Gewichtsteile Polyäthylen großer Dichte (MI = 3,6; Dichte = 0,954) und 1,0 Gewichtsteil
4,4'-oxy-bis-benzol-sulfonyl-hydrazid wurden miteinander
vermischt und einem 40-mm-Extruder und dann einer am Auslaß des Extruders vorgesehenen
Gießvorrichtung der in F i g. 3 gezeigten Art bei einer Polymertemperatur von 180" C zugeführt Die Gesamtlänge
der Gießvorrichtung betrug 8 cm, der Durchlaß Aa war 4 mm breit, und der Außendurchmesser
dieses Durchlasses betrug 6 cm. Ein 3 cm langer Bereich vom Auslaß der Gießvorrichtung wurde
mit Wasser gekühlt, jedoch war das aus der Gießvorrichtung durch den Durchlaß Aa austretende
Polymere noch nicht so weit verfestigt, daß es seine Form genügend halten konnte. Deshalb war am Auslaß
der Gießvorrichtung eine zylindrische Form vorgesehen, deren Außenseite mit Wasser gekühlt wurde
und die einen Innendurchmesser von 6 cm und eine Gesamtlänge von 10 cm aufwies. Das aus der Gießvorrichtung
austretende Polymere wurde durch diese Form geführt. Der auf diese Weise hergestellte Formling
hatte einen Durchmesser von 5,8 cm und eine nicht aufgeschäumte Oberflächenschicht von 1,0 mm
Tiefe. Die Dichte betrug 0,48 g/cm3.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:mittels eines einzigen Extruders und unter Verwendung eines einzigen aufschäumfähigen Harzes einen eine harte Außenschicht und einen geschäumten Kern aufweisenden langgestreckten Schaumstoffformling kontinuierlich herzustellen.Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Stränge unter einem das Aufschäumen verhindernden Druck bewegt werden, die
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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DE1952753A1 DE1952753A1 (de) | 1970-05-21 |
DE1952753B2 DE1952753B2 (de) | 1973-04-19 |
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ID=13594445
Family Applications (1)
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Country Status (3)
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-
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- 1969-10-13 GB GB1289863D patent/GB1289863A/en not_active Expired
- 1969-10-20 DE DE1952753A patent/DE1952753C3/de not_active Expired
- 1969-10-21 FR FR6936016A patent/FR2021162A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
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FR2021162A1 (de) | 1970-07-17 |
GB1289863A (de) | 1972-09-20 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |