DE2021423A1 - Verstaerkte geschaeumte thermoplastische Materialien - Google Patents

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PATENTANWÄLTE	202U23
Dipi.-chem. Dr. D. Thomsen Dipi.-mg. H. Tiedtke > Dipi.-chem. G. Bühling	MÜNCHEN 2 TAL 33 TEL. 0611/226894 295051 CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT
Dipi.-mg. W.Weinkauff	FRANKFURT (MAIN) 50 FUCHSHOHL 71 TEL. 0β11/β146Μ

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8000 München 2 30. April 1970 case P. 21880 / T 3608

Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien

Verstärkte geschäumte thermoplastische Materialien

Die Erfindung bezieht sich auf verstärkte oder bewehrte geschäumte thermoplastische Materialien sowie auf ein Verfahren für deren Herstellung.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, geschäumtes thermoplastisches Material durch herkömmliches ftotatdonsfamen herzusteLlm oder durch Einführen einer schäumbaren thermoplastischen Masse in eine Form und Erhitzen der Form auf eine Temperatur

oberhalb des Schmelzpunkts des thermoplastischen Material,. bei dem dae Schäumen eintritt. Bei diesen Arbeitsweisen, insbesondere bei der Herstellung von großen Formungen besteht das Problem, daß es schwierig ist, der Form genügend Hitze

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zuzuführen, um vollständiges Schäumen ohne nachträgliches Beeinträchtigen des thermoplastischen Materials neben den Wänden der Form zu bewirken. Dies rührt daher, daß der Wärmedurchgang durch das Material innerhalb der Form insbesondere beim Schäumen der äußeren Schichten des Materials schlecht ist; daraus ergibt sich, daß die Temperatur an der Außenseite viel höher ist, wenn die Temperatur in der Mitte der Form diejenige ist, die für das Herstellen des gewünschten Schaumaufbaus erforderlieh ist. Die Zellstruktur an der Außenseite wird dann sehr grob, wobei in manchen Fällen das thermoplastische Material neben den Formwänden zur Zersetzung neigt.

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren für das Herstellen von geschäumten thermoplastischen Materialien, bei dem dem thermoplastischen Material aus dem Inneren der Form Wärme zugeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren für das Herstellen von 'verstärktem ''geschäumten thermoplastischen Materialien vorgeschlagen, das darin besteht, daß man eine schäumbare thermoplastische Masse aus einem thermoplastischen Material und einem Blähmittel in eine Form eingibt, durch die sich wenigstens ein Hohlkörper erstreckt und daß man die thermoplastische Masse auf eine Temperatur bei oder oberhalb der Aktivierungstemperatur des ßlähmittels erhitzt, so daß sie schäumt und den Teil des Hohlkörpers innerhalb der Form umschließt, in der wenig-

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s tens ein Teil der der Form zugeführten Wärme aus dem Hohlkörper geliefert wird.

Die Hohlkörper, die sich durch die Form erstrecken und wenigstens einen Teil der Hitze oder Wärme liefern, die die thermoplastische Masse zum Schäumen bringt, können jede geeignete Größe und Form haben. Die gewählten Abmessungen hängen von der Verwendung des geschäumten Gegenstands ab. In gleicher Weise können die Hohlkörper nach Bedarf starr oder flexibel sein. Die Erfindung ist jedoch insbesondere für die Herstellung von Paletten für Gabelstapler geeignet, indem die sich durch die Form erstreckenden Hohlkörper die Kanäle in der Palette liefern, in die die Gabeln des Gabelstaplers eingeschoben werden können. Bei dieser Ausführungsform sollten sich selbstverständlich wenigstens zwei Hohlkörper durch die Form erstrecken, die im Abstand voneinander stehen, um die Gabeln aufzunehmen, wobei die Hohlkörper starr sein sollten, um die Festigkeit der Palette zu verbessern.

Das Erhitzen der Form während des Verfahrens nach der Erfindung kann vollständig durch Wärme aus dem Inneren der Hohlkörper erfolgen oder es kann die Form sowohl außen als auch innen erwärmt werden. Die Wahl der anzuwendenden Technik bestimmt sich aus der Natur des herzustellenden Gegenstands, der Abmessung des Gegenstands und dem Verwendungszweck. Es sollte Jedoch die gewählte Technik gleichförmiges Erhitzen des Ma-

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terials innerhalb der Form in Übereinstimmung mit den drei obengenannten Kriterien gewährleisten. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei vollständiger Lieferung der Wärme aus dem Inneren der Form die Möglichkeit besteht, Schalen aus niedrigschmelzenden Materialien zur Begrenzung des Formhohlraums zu verwenden. So kann zum Beispiel als die Form ^ eine durch Rotationspressen oder Blasformen hergestellte thermoplastische Schale verwendet werden, so daß das schäumbare Material nach dem Schäumen innerhalb der Schale diese füllt und an diese anklebt und somit einen Gegenstand liefert, der einen geschäumten Kern und eine ungeschäumte Außenhaut besitzt.

Bei einer weiteren Ausf(ihrungsform der Erfindung kann das • in der Form befindliche Material nach dem Schäumen dadurch &ekühlt werden, daß ein Kühlmittel durch die Hohlkörper geschickt wird. Dies hat den Vorteil schnellen Kühlens der Schaumstruk- w tür, wodurch die für den Formzyklus notwendige Zeit verkürzt wird; außerdem verfestigt das Kühlen die Schaumstruktur, so daß diese nicht zusammenfällt, wenn der Gegenstand aus der Form entnommen wirdj darüber hinaus wird durch das Kühlen des Formlinge die Zeit, über die die Formlinge auf ihrer erhöhten Temperatur gehalten werden, vermindert, wodurch die Zerfalltendenz der thermoplastischen Materialien vermindert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die Herstellung von verstärktem thermoplastischem Schaum aus jedem beliebigen

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thermoplastischem Material und insbesondere aus gepulverten thermoplastischen Materialien geeignet. Die Menge an schäumbarer thermoplastischer Masse, die anfänglich in die Form eingebracht wird, hängt von der Art des thermoplastischen Materials und der endgültigen Schaumdichte ab, die erwünscht wird. Zum Beispiel kann die Form anfänglich mit einer Mischung aus einem gepulverten thermoplastischen Material und einem Blähmittel gefüllt und erhitzt werden, so daß beim Schmelzen des thermoplastischen Materials die durch das Blähmittel erzeugten Gase die Zwischenräume zwischen den Pulverp.artikeln ausfüllen und eine kohärente Schaumstruktur eräugen. Bei dieser Ausführungsform klebt das thermoplastische Material beim Schmelzen und Zusammenhaften zu einer Schaumstruktur an die Hohlkörper an, hüllt sie

ein und hält sie in der Schaumstruktur. Alternativ kann das Anfangsvolumen der thermoplastischen Masse kleiner als das Volumen der Form sein, so daß die Form beim Schäumen der Masse ge- '

füllt wird.

Die Wahl des thermoplastischen Materials hängt von der J

Art des herzustellenden Gegenstands ab. Sofern beispielsweise ^; ein starrer Gegenstand erwünscht ist, wird ein starres Material, j zum Beispiel ein Polymeres oder ein Mischpolymeres aus Propylen '

oder Jj-Methylpenten-l, starre Polymere aus Polyvinylchlorid ! oder eines der zahlreichen Polyarodebesonders geeignet. Sind hingegen flexible Formlinge erwünscht, werden zweckmäßig flexible Polymere und Mischpolymere aus Vinylchlorid oder Olefinmisch-

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polymeren wie Mischpolymeren aus Äthylen und Vinylacetat benutzt.

Die schäumbaren Materialien werden in der V/eise hergestellt, daß dem thermoplastischen Material ein geeignetes Blähmittel zugemischt wird. Geeignete Blähmittel sind Verbindungen, die beim Erhitzen Gas freigeben, daß das thermoplastische Material schäumt; diese Mittel können in zwei Hauptklassen unterteilt werden. Zu der ersten Klasse gehören die flüssigen Blähmittel, dia beim Erhitzen verflüchten und Gas erzeugen; Beispiele für derartige flüssige Blähmittel sind Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Halogenierte Kohlenwasserstoffe v/ie Methylchlorid sowie organische Polyhalogenverbindungen, insbesondere die verschiedenen "Arctons". Zur zweiten Klasse der Blähmittel gehören die Peststoffmaterialien, die sich beim Erhitzen zersetzen und Gas freigeben, das das Schäumen bewirkt; Beispiele für geeignete Feststoffmaterialien sind die Stickstoff freigebenden Materialien wie Azoverbindungen, Sulfohydrazide und die N-nitrosoverbindungen. Besonders geeignete Stickstoff freisetzende Materialien "sind Azodicarbonamid und N-D.initrosopentamethylentetramen. Eine andere Art geeigneter fester Blähmittel sind die Materialien» die Kohlendioxyd beim Erhitzen freigeben. Beispiele geeigneter Verbindungen sind Carbonate und Bicarbonate. Die Aktivierungstemperatur des Blähmittels ist die Temperatur, bei der das Gas_s daß ,das.thermoplastische Material schäumt, unter dem Druck freigegeben wird, dem die schäumbare Masse in der Form ausgesetzt wird.

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Die Abmessungen der Hohlkörper, die sich durch die verwendeten Formen bei der Erfindung erstrecken und die Anzahl der verwendeten Körper hängt von der Größe und der Art des hergestellten Gegenstands ab. Bei der Herstellung von Paletten für Gabelstapler zum Beispiel genügen zwei große Hohlkörper, die das Einführen der Gabeln gestatten. Alternativ können einige im Durchmesser kleine Rohre durch die Form gehen. Diese Rohre können flexibel oder starr sein, was von der Art des herzustellenden Gegenstands abhängt. Das am besten geeignete Verfahren für die Zuführung der Wärme zur Form besteht darin, daß man ein erhitztes Strömungsmittel entlang dem Hohlkörper durchführt. Dieses Strömungsmittel kam ein Gas oder eine Flüssigkeit sein; Beispiele für geeignete Strömungsmittel sind handelsübliche Wärmeaustauschströmungsmittel, wie sie zum Beispiel unter dem Warennamen "Dowtherm" vertrieben werden. Wird die Wärme in der Weise geliefert, daß man erhitztes Gas entlang dem Hohlkörper durchgehen läßt, kann das Rohr perforiert sein, damit das heiße Gas in die Form eindringen kann.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   k 1. Verfahren für das Hersteller, von verstärkten ceschäur.;-ten thermoplastischen Materialien, uadurch coker,nzeic'i:r.ct, dais man eine seh'ϊursl are thermoplastische Masse aus einen. ~r.err.Gpiastischen Material und einein Blähnittel in eine Forir· einbringt} durch die .1^:: wenigstens ein Hchlkürper erntreckt ur.d da.^ r.an die thermoplastische Masse auf eine Temperatur bei oder cherhalb der Akt ivieruncstemperatur des Blähr.ittels erhi'^t-j un. das therr.oplacs*. ir-che Material zu schäumen, so da^ es den Teil des
   Hohlkörpers ooer der Hohlkörper innerhalb der r'orrr. u;:.3 3hlie.lt, in der wenigstens ein Teil der Hitze aus derr. Hohlkörper oder

   w den Hohlkörpern zugeführt wird.

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