DE2000737B2 - Verfahren zum Herstellen von geschäumten Kunststoffen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von geschäumten Kunststoffen

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Description

nach Anprsuch 1 oder , .durch
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem haltigen Kunststoff vor dem Erhitzen und Ausschäumen ein Formling, eine Platte oder eine Folie geformt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine ocer auf beide Seiten des Kunststoffs vor dem Erhitzet, und Ausschäumen ein 1 lächengebilde aufbringt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen zwei oder mehreren Kunststoff lagen und oder Formungen vor dem Erhitzen und Ausschäumen ο in oder mehrere Flächengebilde einbringt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß man es kontinuierlich durchführt.
innen aι
S AL^LS Verfahren zur Herstellung von Struk-
"'ΐ-"Truhen stets von expandicrfähigen Kunslturschaunui. gehen sUL I Druc(. jn ^
stoffschmel/en aus d » ornnverkzeuge gpsprit/t entsprechenden g^.Uiit J" , der ExpansjOn keine 7d7 Tt °7 meihoSfraum herausgedrückt
""Γ drV£r bekt.': * den Nachteil. Oberflächengüte des geschäumten ·— —
Die Erfindung betrifft ein Verfahren /um Herstellen von geschäumten Kunststoff gegenständen mit einseitig dichter Oberfläche durch Mischen son Kunststoff mit festen Treibmitteln, gegebenenfalls Vernet/ungsmittcin vnd anderen Zusätzen, und anschließendes Erhitzen der Mischung.
Sollen derartige geschäumte Kunststoffe eine geschlossene Außenhaut erhalten, so ist es erforderlich, den I im mholilraum vor dem Schäumen mit treib-"".^ielfreicm Kunststoff auszugießen, der sich nach dem Schäumvorgang innig nvt dem Schaumstoff \ei bindet. (D. Homann. Kunststoff-Schaumstoffe. 196(S. S. 47). Auch durch eine Nachbehandlung des fertigen Schaumstoffes mit Lacken oder durch Nachspritzen von Polyurethanen kann du: Oberfläche verfestigt weiden. (R. Vieweg und A. llöchtlen. Kuiv.;-ioff-Ihmdbuch. Band VlI. »Pol>urethane«. 19W), S. W)4
In letzter Zeit ist man bestrebt. Schäume herzustellen, bei denen Zellkern und geschlossene Haut ein Ganzes bilden und die auf einem rationelleren Wege hergestellt werden können.
Zur Herstellung solcher Stnikturschaunistoffe ist es bekannt. Formenhohlrai.mc· teilweise mit expandier-
mnvike^"Expansion der einströmenden Schmelze
<5 i)clsp,elswe.se bei der M Schmelzabsaugung
vergrößerung und -\ ;t Mcm vcndcn_ njescr muB
üblich, einen <'^»l'ri£K f , dcs Wärmcentzuges
so lange andauerη ^ h m-nrcichend verfes.ig.e
durch die: gekuhU Fo ^ ^ ^ da
"aut fcb"^Lt "'"■ Mcthodc der Schmelzabsaugung Schmelze he. derJlet ο ricschwindipkcit und muß nut gen.u n, vu a ium. Ajien Mcthodcn isl
m.ttcls beheizter K an. u c-b ' d ch7uführcn sind, gemeinsam, daß s.emhte a ^ ^ /u
und es ^"^^ Apparatur. erhalten S.e erfordern c.nc P umJ auf.
genaue überwachung unt. u
wcndip.
Der !-.Hindu., 1,1 _d
Verfahre, /u s,h. ^ ^- ··
stofl^ irm ^
können
Dies Λ
lost, daß ma
abe zugrunde, ein geschäumte Kunstkompakten hergestellt werden
crfindunf^gemäß dadurch gc-,,^ (icnlisch auf einer ^ ^ cr; ;;;/t. die über dem
.reirh des Kunststoffs liegt, dabei ausu e'^ vcrnct/(. wahrc„d man
häumt und gcgencnc.
die andere Seite auf einer Temperatur T. hält, die unter 3er Temperatur liegt, bei der der Kunststoff au,-
S einer .eueren Ausgestaltung der Erfindung .eht man so vor, daß man eine Seite auf eine Tempe-Fig. 2 eine Einrichtung zur ^™™^ rierstellung einse.t.g d.chterSchaumstoeraeugn.sse.
Fig. 3 eine Seitenansicht eines leils der Hg. _, Fig. 4 eine Anlage zur ^^ra^rU^ Her" stellang anse.tig dichter S1 hau™st0^e™Uf^
Es i>. ferne, mög,ich daß „™ ei™ Se,,, auf eine Temperatur T1 erhitzt, die über dem Schmelzbereich Ts des Kunststoffes liegt, während man die andere Seite aufcinerTeniperaturr.hälUdiegleichoderetwaglcich Sem Schmelzbereich T, des Kunststoffes ist.
Vorzugsweise wird im Rahmen der Erfindung die andere Seite gekühlt. Die Kühlung kann dabei durch Flüssigkeiten, die einen Teil der Wärme abführen, oder durch Gase. z. B. durch Luft, erfolgen. In den meisten Fallen eenügt zum Kühlen Luft oder Wasser, d.e auf ,ie erne Seife des Kunststoffes aufgeblasen oder auf- 1Xi demthuzen und Ausschäumen kann der ,reibffitcelenthahende Kunststoff zu einem Formling. Platte, Folie. Tafel oder Profil verformt werden. Es ist aber genausoeut möglich, den Kunststoff in Form eines »5 Lon ^r grobkörnigen PuUers. in dünnen oder
sich thermoplaste,
dje
Im,. 5 d« k»Wcmnch'»S;
In Fig.- be"tUl" """ ^ ..^,u...,,« kammer, 3 das Kuhlband, 4 das »^^ lufteintnttssch uze 6 die ^
und 8 die He.ßlufteintnits- bzw. den Kunststoff-Formlmg. 10 das ge Stofferzeugnis Aus_
η hg. 3 bedjtet 11 de*Lm . u tritt fur d« kuhIl 13 den E ra und 14 den Austritt iur Uκ■ "«
Kuhl- ^ 7
9 Kun
Casfasef^webe 2 .
Walze. 4 das tre-brn,
5 d.e Schjnelzwa "
Umlenkwalze 8 das
G as asergewe e.^
^ S^n. ,3 den Küh.lu^UriU.tutze,
? elIie beschichtete
,4 Ver-
Butadien-Stvrol. haben sich als geeigne, erwiesen. Die Kunststoffe können übliche Zusätze enthalten, wie Füllmittel. Pigmente, feuerhemmende Mittel. Zur Herstellung '.ernetzter Schäume ist der Zusatz ν on Vernctzuncsmittcln. z. B. organischen Peroxiden. möglich. "
Das Treibmittel wird, in entsprechender Doiserung. vorzugsweise dem pulverisieren Kunststorf zugegeben. Im Prinzip können sowohl gasformige als auch flüssi«e Treibmittel verwendet werden. Vorzugsweise werden JCd1Kh feste Treibmittel, insbesondere solche. welclie indifferente Gase wie Stickstoff oder Kohlendioxid abspalten, verwendet.
y.jxh einer Weiterbildung der Erfindung kann man auf eine oder auf beide Seiten des Kunststoffs vor dem Erhitzen und Ausschäumen ein lläclicngebilde aufbringeii Fs ist ferner möelich. zwischen /«ei oder mehreren Kunststofflagcn und oder Formlinge.) vor dem Frhit/en und Ausschäumen eine oder mehrere I lächcngebilde einzubringen.
Diese Fläi-lu-ngebilde können zu dekorativen Zwekken oder zur Verstärkung dienen.
Die Fläch.ngebilde können aus Fasern oder l-äden bestehen, regelmäßige Struktur haben oder auch aus sogenannten Wirrvliesen bestehen. Sie können aus organischen Stoffen, z. B. Kunststoffen, oder aus anorganischen Stoffen, wie Glasfasern oder Metallfäden. bettehen. Geeignet sind auch FMen aus Kohlenstoff oder Graphit. Das crfindungsgcmiiBc Verfahren ,st sowohl diilontinuieriich als auch kont.iunerl.ch durch-
fUn?earFrfindung is, beispielsweise an Hand der schematichen Zeichnungen und der folgenden Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es ze.g.
Fig. ! .ine Errichtung zur diskontinur.ruchen Herstellu,,g einseitig dichter Schannistorieiveugnisse.
20 ,lie
führung
d.e
, m Cicmisch ;lUs 100 Gewichtstcilen HocndruckpolväthvlenpuKer mit einem Erweichungspunkt von 120 C, einer Dichte von 0.92 g cm=· und einer Knsta,-ljnitüt von 75" . 3 Gcwichtste.len 1 orolor Aue.y ,BAYER) und 0.5 Gewichtsteilcn Zinkoxid wird na«.η ljg , zwischen zwei Aluminiuinplatten 2 und 2 η Ji Teflon-beschichteter Oberfläche 3 und 3' eingebracht. Ourdi blitzen auf 220 C wird das I1UIvCr an üer oberfläche zunächst verschmolzen. Dann wiui_ u«. untere Plane 2' mittels einer Heizplatte 1 aul ~\ ^ cr|iiizt. Die obere Alumuiiuniplatte 2 wird mittels emcr Kühlvorrichtung 5 aiii einer Temperatur von ^ igehalten. Nach ,4 Minuten konnte cine Mruklurschaumplatte entnommen werden, deren Obcrtlai.nc /u ^ gckühlten platte hu: hoch verdichtet war. während der übrige Teil eine fempoiige Struktur au.-
wies.
Beispiel 2
Aus einem ^1^^ druckpolyatΊ,> en nut
110 bis 118 L und
40 Gew,einstellen
Dichte von 0 % g^ ^
bis 131 C. 2 Gewc ts e I
we: den gepreßte Platten η
herge ^^
Dieses Gebilde wird ^^ ^ benen Alum.n.umpla cn "JP; f ^^f ^f 240 C und aufgesc:haum De m tu^e^Plata w ·> ait
die obere·\'latte auf y-J ^1 rschaumpIaUe mit
betragt IS mm. Fs wird cmc Stnikturscn ι
jc|1tsteilen Hochbercich von
o,.,, gcnr'. ■ eincr
von 127
^ ADCM (BAYER) orofo ADCM (
c "cr lJl^e ffplaUcn einlegt.
verstärkender Einlage und hoher Obcrflächcndichte erhalten.
Beispiel 3
Eine nach Beispiel 2 durch Pressen hergestellte Kunststoffplatte wird auf ihrer Oberfläche mit einer dünnen Aluminiumfolie auf der Unterseite mit einem Glasfaservlies versehen und nach Beispiel Z erhitzt und aufgeschäumt.
Es wird ein Struktursehaumstoff erhalten, dessen eine Fläche eine metallische Oberfläche aufweist. Diese Obcriäche zeichnet sich durch hohe Druck- und Biegefestigkeit aus. Die andere Seite erhielt dunJ' das Vlies ebenfalls eine große mechanische Festigkeit und ein dekoratives Aussehen.
Beispiel 4
Eine Mischung aus 100 Gcwichtsteilen Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzbcreich von 105 bis 117 C, einer Dichte von 0.92 g'cnv1. 2 Gewitntsteilen Porofor ADCM (BAYER). 0.5 Gcwichtsteilen Zinkoxid und 0,3 Gewichtsteilen Dicumolperoxid. wird nach Beispiel I und Fig. I zwischen >/.vei Aiuminiumplattfii 2, 2' eingebracht, erhitzt, aufgeschäumt und 2S vernetzt Die untere Platte Z wird auf eine Temperatur von 23O1C, die obere Plaite 2 mitteis der Kühleinrichtung S auf einci Temperatur \on 70 C gehalten. Die Heizzeit beträgt 20 min. Es wird ein Strvkturr.chaumstoff aus vernetzten"! Polyäthylen, dessen Oberfläche sehr dicht und hart ist und cine Iu-IiC mechanische Festigkeit aufweist, erhalten.
Beispiel 5
Eine 2,0 mm starke Platte aus Poiyundecanamid (Polyamid-!!) mit einem Schmelzpunkt von 189 C und einer Dichte von 1.04 g/cm3, die einen Zusatz von 3 Gewichtsprozent Natriumhydrogencarbonat enthält, wird nach Fig. I und Beispiel 1 zwischen zwei Aluminiumpiattcn 2. 2' gebracht, erhitzt und aufgeschäumt. Die Temperatur der unteren Platte 2' beträgt 280 C, die der oberen Platte 2 170X. Nach 20 min wird ein Strukturschaum mit einer stabilen und glatten, außerordentlich harten Außenschicht erhalten. 4S
Beispiel 6
Eine Hochdruckpolyäthylenfoiie 9 aus Polyäthylen einer Dichte von 0,92 g/cm3 und einem Schmelzbereich von 108 bis I16°C, die 1,5 Gewichtsprozent Porofor ADCM (BAYER) enthielt, wird nach Fig. 2 zwischen ein endloses Kühlband 3 und ein endloses Heizband 4 gebracht.
Das Heiz- bzw. Kühlband befindet sich in einem Kammersystem, das aus einer Heizkammer 2 und einer Kühlkammer 1 besteht.
Das Heizband 4 wird durch bei 7 eintretende und bei 8 austretende Heißluft auf eine Temperatur von 235 C und das Kühlband 3 durch bei 5 eintretende und bei 6 austretende gekühlte Luft auf eine Temperatur von 85 GC gehalten. Die Geschwindigkeit beider Bänder ist so eingestellt, da3 nach 10 min am Austritt des Kammersystems ein fertiger Strukturschaum 10 erhalten wird. Es wird auf diese Weise kontinuierlich ein Strukturschaum mit hoher Oberflächendichtc. großer mechanischer Festigkeit und einer Shorc-Härtc von 85 erhalten.
Beispiel 7
Fs wird kontinuierlich ein Verbundstoff durch Doublieren folgenden Aufbaues hergestellt:
a)eine 2.5 mm starke Hochdruckpolyäthylen-Platte aus Polyäthylen mit einer Dichte von 0.92 g cnv1 und einem Erwcichungsbercich vun 10* hi*, lld C. die 2 Gewichtsprozent Porofor AOCM (BANIR) enthielt.
b) ein weitmaschiges Glasfasergewebe mit einem Gewicht von 100 g/m2,
c) eine 2.0 mm starke Hochdruckpolyäthylen-Platte aus Polyäthylen gemäß Punkt a). die 2.5 Gewichtsprozent Porofor ADCM (BANFR) und 0.5 Gewichtsprozent Zinkoxid enthielt.
Der aui diese Weise hergestellte Verbundstoff wird nach Beispiel 6, Fig. 2, kontinuierlich in das Kammersystem eingeführt, erhitzt und aufgeschäumt. Am Auslaß wird ein Strukturschaum 10 mit festhaltender Vcrstürkcrcinlagc und einer Oberfläche hoher Dichte mit hohem Glan/ und hoher Druck- und Biegefestigkeit erhalten.
Beispiel K
Von der Rolle 1 wird ein Glasfasergewebe mit Mischen von etwa 8 mm Durchmesser abgewickelt und über die UmlenkroHc 2 zu einer auf 180 C beheizten Walze 3 geführt. Über den Fülltrichter 4 wird ein Hochdruckpolyäthylenpulver mit einer Körnung von 100 bis 300 μ einem Schmclzbercieh von IOS bi^ 117 C. einem Kristallinitätsgrad von 76",,. dem 2 Gewichtsprozent Porofor ADCM (BAYER) zugemischt sind, auf ein Schmetewalzenpaar 5 mit einer Temperatur von 160 C aufgegeben. Das geschmolzene Kunststoffpulver wird in einer Schichtstärke! von 0.5 mm mittels der Auftragswalze 6 auf das Glasfasergewebe aufgebracht und über die Anpreß- und Umlenkwalze 1 zu dem Verbundstoff 8 vereinigt, der in den Schaumofen 17 geführt wirJ Dort er durch Überführen aul die Heizwalze 9 einseitig auf die Schäumtemperatui von 240 C gebracht. Die andere Seite des Verbundstoifes wird durch Kaltwasser, das bei 19 zugeführt und aus Vernebelungsdüsen 14 austritt und durch bei 20 zugeführte, mittels Stutzen 13 in die Kammer 1" eintretende Kühlluft, die bei 15 wieder austritt, au! 50 C gekühlt. Der Verbundstoff 8 wird durch Druck- und Glättwalzen 16 an die Heiztrommcl 9 leicht angedrückt, wodurch gleichzeitig ein gleichmäßiges und einwandfreies Schäumen gewährleistet wird. Die geschäumte Bahn läuft dann über eine Umlenkrolle K zur Kühlwalze 11, wo sie unter leichtem Druck erzeugt durch die Anpreßwalze 12 gekühlt und geglättet wird Aus der Schäumkammer 17 tritt eine geschäumte Kunststoffplatte 18 mit einseitig glatter Oberfläche vor 2 mm Dicke, hoher Steifigkeit und einseitig versehenerr Glasfasergewebe, hoher Festigkeit, aus.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile besteher insbesondere darin, daß es nunmehr möglich ist, aul einfache und wirtschaftliche Weise Schaumstoffe mil einseitig verdichteter und kompakter Oberfläche herzustellen. Da die Herstellung dieser Schaumstoffe weilgehend drucklos oder nur mit geringem Druck erfolgt, sind keine besonderen Anforderungen ar Material und Werkzeuge zu stellen. Insbesondere erfordert das Verfahren keine hohen Trcibmittelmengen, was wegen des hohen Preises dieser Mittel zu einci großen Ersparnis führt. Die zur Ausübung des erfin-
dungsgemälkn Verfahrens erforderliche Apparatur ist leicht zu bedienen und erfordert keinen besonderen Aufwand an Bedienung und Wartung. Hs werden stets reproduzierbare Ergebnisse erhalten, wobei ein großer Vorteil dann liegt, dall das Verfahren kontinuierlich und mit hohen Produktionsleistungen durchgeführt werden kann.
Die mit Hilfe des Verfahrens erhaltenen Schaumstoffe besitzen eine harte, außerordentlich feste Oberfläche, die sich durch eine hervorragende Güte. Glätte und teilweise hohen Glanz auszeichnet. Durch die Art und Intensität der Kühlung kann die Dicke der harten
Deckschicht in weiten Grenzen verändert werden. Das Verfahren erlaubt die Herstellung verstärkter Schaumstoffe, die für Spezialzwecke, z. B. für Karosserie'.eile von Kraftfahrzeugen, Stoßstangen u. dgl. oder in der Bauindustrie, verwendet werden können. Die einseitig \ erdichteten Schauinstofferzeugnisse können ferner /ur Herstellung von Tischplatten in der Möbelindustrie und als tragende Konstruktionsteile eingesetzt werden Sie lassen sich nageln, bohren, sägen und sonst wif ίο Holz verarbeiten. Halbzeuge aus diesem Material sine infolgedessen vielseitig in der Technik und im HauMial1 verwendbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. fläche durch Mischen von Kunststoff mit festen Treibmitteln gegebenenfalls Vernetzungsmitteln und anderen Zusätzen, und anschließendes Erhitzen der Mischung dadurch gekennzeichn e t, daß man das aufschäumbare Gemisch auf einer Seite auf eine Temperatur T1 erhitzt, die Ober dem Schmelzbereich 7", des Kunststoffs liegt, dabei ausschäumt und gegebenenfalls vernetzt, während man die andere Seite auf einer Temperatur L1 hält, die unter der Temperatur liegt, bei der der Kunststoff ausschäumt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennoberfiächenlichen Haut führt.
    Methode der teilweisen Formfullung u r Methode der Formenhohlraumverwird auch die M«h^e d Schmelzabsaugung
    8rö?.™nLUn^dder Methode der Formenhoh.raumder Formenhohlraum vollständig KunsBtüffschmelze gefüllt. Die Außenhaut wird infolge der Kühlwirkung PhMrtpi Durch Senken einer Formwand der horm gebildet. £"rc" wodurch sie im
    Wird die ^'Beibd,« deSmpakten Außenhaut.
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