DE2152018B2

DE2152018B2 - Method and apparatus for making a synthetic thermoplastic polymeric foam

Info

Publication number: DE2152018B2
Application number: DE19712152018
Authority: DE
Inventors: Brendan Gardens Welwyn Gallagher; Anthony Graham Marshall Welwyn Garden City Last
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1970-10-19
Filing date: 1971-10-19
Publication date: 1975-11-06
Also published as: NL7114343A; FR2111694A1; FR2111694B1; ES396145A1; CA963215A; DE2152018A1; JPS5513894B1; GB1328362A; AU3475771A; BE774164A

Description

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle für das zweite Blähmittel als Kapillarrohr ausgebildet ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the throttle point for the second Blowing agent is designed as a capillary tube.

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines •ynthetischen thermoplastischen polymeren Schaumstoffs durch Strangpressen eines geschmolzenen, ein Blähmittelsystem gelöst enthaltenden Polymers entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to the production of an aesthetic thermoplastic polymeric foam by extrusion molding of a molten polymer containing a blowing agent system in solution the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, synthetische, thermoplastische Schaumstoffe durch Strangpressen eines synthetischen thermoplastischen Polymeren, in welchem ein Zweikomponenten-Blähmittelsystem aufgelöst ist, herzustellen. Die eine Komponente des Blähmittels Ist mit dem geschmolzenen Thermoplasten bei der Extrusionstemperatur mischbar, während die andere eine kritische Temperatur unterhalb der Extrusionstemperatur besitzt und daher unter den im Extruder vorherrschenden Bedingungen in Form eines Gases vorliegt, welches in dem Gemisch aus geschmolzenen thermoplastischen Polymeren und dem ersten Blähmittel aufgelöst ist.It is known to produce synthetic thermoplastic foams by extruding a synthetic thermoplastic polymers in which a two-component blowing agent system is dissolved, to manufacture. One component of the blowing agent is with the molten thermoplastic in the process Extrusion temperature miscible, while the other a critical temperature below the extrusion temperature and therefore in the form of a gas under the conditions prevailing in the extruder which is present in the mixture of molten thermoplastic polymers and the first blowing agent is dissolved.

Hierbei tritt der Nachteil auf, daß insbesondere bei Verwendung relativ großer Mengen des ersten Blähmittels, d. h. mindestens 20 Gewichtsprozent, bezo-018 Here, the disadvantage occurs that, especially when using relatively large amounts of the first blowing agent, ie at least 20 weight percent, bezo- 018

een auf das Gewicht des thermoplastischen Polymeren die Blähmittel leicht aus der Matnzenform snritzen und daß im Extrudat örtlich Unregelmäßigkeiten eebildet werden. Außerdem kann das Extrudat unerwünscht grobe Zellen aufweisen, und in schwerwiegenden Fällen können Unterbrechungen des Extrudats eintreten. Es wird angenommen daß dies auf die Neigung beider Komponenten des Blahmittelsystems, welche niedrigviskose Fließmittel sind, zur Bildung großer Taschen im Extruderzylinder zurückzuführen ist, so daß die Bildung eines schlauchartigen Ganges durch das Gemisch aus thermoplastischem Polymeren und erster Blähmittelkomponente hindurch zur Extrusionsform kaum zu vermeiden ist.een based on the weight of the thermoplastic polymer the blowing agent easily carved out of the mat and that local irregularities in the extrudate be educated. In addition, the extrudate may have undesirably coarse cells, and in serious ones In some cases, the extrudate may be interrupted. It is believed that this is due to the inclination of both components of the blaze system, which are low-viscosity superplasticizers, can be attributed to the formation of large pockets in the extruder barrel is, so that the formation of a hose-like duct through the mixture of thermoplastic Polymers and the first blowing agent component through to the extrusion mold can hardly be avoided.

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen, thermoplastischen Schaumstoffen bekannt bei dem in die in einem Extruder von einer Zone hohen Druckes zu einer Zone niederen Druckes geförderte Mischung aus geschmolzenem Thermoplast und Treibmittel ein zweites Treibmittel eingeführt wird, dessen kritische Temperatur unterhalb der Extrusionstemperatur liegt. Zu diesem Verfahren wird eine Vorrichtung verwendet, bestehend aus einem Schneckenextruder mit Einlaßöffnungen für die flüssigen und gasförmigen Zusätze, sowie Einrichtungen zur Druckanwendung beim Eindosieren von flüssigen und gasförmigen Zusätzen. Bei dem bekannten Verfahren bestehen die beiden Treibmittel aus einer flüssigen Komponente und einem gasförmigen BIasenkeimbildungsmittel bzw. Kernbildner irgendwelche Maßnahmen zur automatischen Steuerung des Keimbildungsmitteldrucks im Strangpreß-Zylinder sind nicht vorgesehen. Dadurch ergibt sich beim Strangpressen mit hohem Treibmittelgehalt der Nachteil, daß sich leicht Schläuche oder Taschen innerhalb der Masse des Themoplasten bilden. Hierdurch entstehen Unregelmäßigkeiten in dem resultierenden Schaumstoff, die sich auf die mechanischen Eigenschaften des Produktes ungünstig auswirken. Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung von synthetischem, thermoplastischem polymeren Schaumstoff durch Strangpressen mit hohem Blähmittelanteil unter Herstellung eines Produktes mit gleichmäßiger Zellstruktur ohne Bildung unerwünschter Schläuche oder Taschen.A method for producing synthetic, thermoplastic foams is also known at that in an extruder from a zone of high pressure to a zone of low pressure Funded mixture of molten thermoplastic and blowing agent introduced a second blowing agent whose critical temperature is below the extrusion temperature. About this procedure a device is used consisting of a screw extruder with inlet openings for the liquid and gaseous additives, as well as devices for pressure application when dosing liquid and gaseous additives. In the known method, the two propellants consist of one liquid component and a gaseous bubble nucleating agent or nucleating agents any measures for the automatic control of the nucleating agent pressure in the extrusion cylinder are not provided. This results in extrusion with a high propellant content Disadvantage that hoses or pockets easily form within the mass of the thermoplastic. Through this arise irregularities in the resulting foam, which affect the mechanical Have an unfavorable effect on the properties of the product. The object of the invention is the production of synthetic, thermoplastic polymer foam by extrusion with a high proportion of blowing agent producing a product with a uniform cell structure without the formation of undesirable tubes or bags.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Maßnahme. The invention solves this problem by im Characteristic of claim 1 specified measure.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Schneckenstrangpresse mit abströmseitig ihrer Schmelzzone angeordneten Eintrittsöffnungen für das erste und zweite Blähmittel, von denen die Eintrittsöffnung für das erste Blähmittel mit einem Flüssigkeitsdosiergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (8) für das zweite Blähmittel über eine Drosselstelle (9) an einen unter konstantem Druck stehendem Vorratsbehälter angeschlossen ist. Vorzugsweise ist dabei die Drosselstelle für das zweite Blähmittel als Kapillarrohr ausgebildet.The device for carrying out the method consists of a screw extruder with a downstream side inlet openings for the first and second blowing agent arranged in their melting zone, of which the inlet opening for the first blowing agent is connected to a liquid metering device, thereby characterized in that the inlet opening (8) for the second blowing agent via a throttle point (9) to a reservoir under constant pressure connected. The throttle point for the second blowing agent is preferably a capillary tube educated.

Durch das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindungwird erreicht, daß bei einem Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Blähmittels der Druckabfall an der Drosselstelle ansteigt, so daß infolge des konstanten Druckes des Vorratsbehälters des zweiten Blähmittels der Druck des zweiten Blähmittels an seiner Eintrittsstelle in den Strangpreßzylinder entsprechend abfällt. Dies führt dazu, daß -The method and apparatus of the invention will achieved that with an increase in the flow rate of the second blowing agent Pressure drop at the throttle point increases, so that due to the constant pressure of the reservoir of the second blowing agent is the pressure of the second blowing agent at its point of entry into the extrusion cylinder drops accordingly. This leads to -

selbst wenn sich zunächst ein Schlauch aus dem zweiten Blähmittel bildet - dieser unter Einwirkung des Strangpreßdruckes zusammenfällt. Außerdem wird infolge der durch die Erfindung automatisch eintretenden Druckregulierung die Ausbildung derartiger unerwünschter Gasschläuche von vornherein weitgehend vermieden.even if a tube is initially formed from the second blowing agent - this under the action of the Extrusion pressure coincides. In addition, as a result of the automatically occurring through the invention Pressure regulation the formation of such undesirable gas hoses from the outset largely avoided.

Es ist natürlich erforderlich, daß beide Blähmittel mit Drücken eingespritzt werden, welche oberhalb des Druckes innerhalb des Extruders liegen, und es wurde to gefunden, daß beim Einspritzen der Blähmittel mit diesen hohen Drücken eine Neigung zum Bilden großer Taschen der Blähmittel besteht, wenn nicht das zweite Blähmittel durch eine Strömungsbeschränkungseinrichtung hindurch eingespritzt wird, welche innerhalb der Einrichtung einen Druckabfall von mindestens 7 kp/cnr, vorzugsweise 21 bis 70 kp/cm^:, ergibt, und wenn nicht das erste Blähmittel als Flüssigkeit eingemessen wird. Es ist natürlich wichtig, daß das zweite Blähmittel gut dispergiert und vor dem ao Auflösen als feine Bläschen dispergiert ist, um die Herstellung einer einheitlichen Zellstruktur sicherzustellen. Es wurde gefunden, daß die Verwendung einer solchen Strömungsdrosselstelle dazu beiträgt, diese Dispersion zu erzielen.It is of course required that both of the blowing agents be injected at pressures which are above the pressure inside the extruder, and it has been found that when the blowing agents are injected at these high pressures there is a tendency to form large pockets of the blowing agent, if not that , results and if not the first blowing agent is metered as a ^liquid: second blowing agent having a pressure drop of at least 7 kg / cnr, preferably 21-70 kp / cm within the device is injected through a flow restriction means therethrough. It is of course important that the second blowing agent is well dispersed and dispersed as fine vesicles prior to dissolving in order to ensure the production of a uniform cell structure. It has been found that the use of such a flow restriction helps to achieve this dispersion.

Es wird angenommen, daß die Wirkung einer Extruderschnecke selbst nicht ausreichend ist, um befriedigendes Vermischen der Blähmittel mit dem geschmolzenen Kunststoff zu erzielen, während Mischsysteme an Stelle von Schnecken das zu extrudierende Material nicht hinreichend pumpen und ein beträchtlicher Druckabfall längs des Extruderzylinders besteht. Dies bedeutet, daß niedrigviskoses Fließmittel, welches unter Druck in das viskosere Material im Extruderzylinder eingespritzt wird, dazu neigt, durch das Material hindurch einen Gang zu bilden, welcher den vollen Einspritzdruck längs dieses Ganges überträgt. Obgleich das erste Blähmittel ein niedrigviskoses Fließmittel ist, ist es dennoch bei den Temperaturen und Drücken, welche im Extruder vorherrschen, eine Flüssigkeit. Es kann daher eingemessen werden, d. h. eine festgelegte Menge kann in der Zeiteinheit eingeführt werden, beispielsweise mittels einer zwangläufigen Verdlrängungspumpe, beispielsweise eines Kolbens oder einer Diaphragma-Pumpe, welche je Hub eine festgelegte Menge zuliefert. Daher ist es bei Verwendung einer solchen Bemessungseinrichtung mit konstanter Geschwindigkeit, für die Zulieferungsgeschwindigkeit nicht möglich, sich zu steigern und deshalb wird die Neigung des Bildens großer Taschen des ersten Blähmittels vermieden. Jedoch ist es für Gase, welche mit konstantem Druck statt mit konstantem Volumen zugeliefert werden, nicht auf bequeme Weise möglich, auf diesem Wege in den Extruder eingemessen zu werden. Falls jedoch das zweite Blähm ittel durch eine Strömungsbeschränkungseinrichtung hindurch, beispielsweise ein verengtes Rohr, eingespritzt wird, längs dessen ein wesentlicher Druckabfall auftritt, dann verursacht eine Steigerung der Strömung des eingespritzten Materials einen gesteigerten fio Druckabfall in der Strömungsbeschränkungseinrielitung, wodurch der tatsächliche Druck in der Zylinderbüchse vermindert wird, was das eingespritzte Material daran hindert, durch das Material hindurch, welches sich im Extruder befindet, einen Gang zu bilden. It is believed that the action of an extruder screw itself is not sufficient to produce a satisfactory result Mixing the blowing agent with the molten plastic to achieve during mixing systems instead of screws, the material to be extruded is not adequately pumped and a considerable amount There is a pressure drop along the extruder barrel. This means that low-viscosity superplasticizers, which is injected under pressure into the more viscous material in the extruder barrel tends to pass through the Material through to form a passage which transmits the full injection pressure along this passage. Although the first blowing agent is a low viscosity flow agent, it is nonetheless at temperatures and pressures prevailing in the extruder, a liquid. It can therefore be measured, i.e. H. a fixed amount can be introduced in the unit of time, for example by means of a compulsory Displacement pump, for example a piston or a diaphragm pump, which per stroke delivers a fixed amount. Therefore it is with the use of such a measuring device with constant speed, for the delivery speed not possible to increase and therefore the tendency of the first blowing agent to form large pockets is avoided. However, it is for gases which are delivered with constant pressure instead of constant volume, not in a comfortable way Way possible to be measured in this way in the extruder. If, however, the second inflatable agent injected through a flow restriction device such as a constricted tube along which there is a substantial pressure drop then causes an increase in flow of the injected material an increased fio pressure drop in the flow restriction line, thereby reducing the actual pressure in the cylinder liner, which is the injected material prevents it from forming a passage through the material which is in the extruder.

Die Strömungsbeschränkungseinrichtung kann zweckmäßig eine öffnung, ein Ventil oder ein poröser Stopfen sein, doch wegen der konstruktiven Schwierigkeiten, welche der Herstellung solcher Einrichtungen anhaften, wird die Verwendung der Länge eines Rohres mit enger Bohrung, beispielsweise eines Kapillarrohres, vorgezogen.The flow restriction device can expediently be an opening, a valve or a porous one Be a stopper, but because of the structural difficulties involved in the manufacture of such devices adhere, the use of the length of a tube with a narrow bore, for example a capillary tube, preferred.

Es ist erwünscht, beide Blähmittel mit dem geschmolzenen thermoplastischen Polymeren gründlich zu vermischen. In einem engen Extruder ergibt in einigen Fällen die normale Extruderschnecke ein angemessenes Vermischen, doch bei Anwendung größerer Extruder, insbesondere bei Ausstößen gerade unterhalb ihres berechneten Ausstoßes, dreht sich die Extruderschnecke nicht genügend schnell, um ein angemessenes Vermischen zu ergeben, wenn nicht spezielle Mischeinrichtungen ebenfalls in die Schneckenkonstruktion mit einbegriffen sind.It is desirable to have both blowing agents thoroughly with the molten thermoplastic polymer to mix. In a narrow extruder, the normal extruder screw will give a reasonable one in some cases Mixing, but when using larger extruders, especially when discharging just below of their calculated output, the extruder screw does not rotate fast enough to achieve an adequate output Mixing to result, if not special mixing devices also in the screw construction are included.

Nach der Polymerzufuhr- und Schmelzregion wird in einen Schneckenabschnitt, wo die Polymerschmelze in eine Anzahl getrennter Ströme zerteilt wird, das erste Blähmittel in die Schmelze eingespritzt, während sie zerteilt wird. Vorzugsweise werden beide Blähmittel während des Zerteilens der Ströme eingespritzt, wobei das zweite Blähmittel entweder stromaufwärts oder stromabwärts des ersten Blähmittels eingespritzt wird. Die Zerteilung der Schmelze in getrennte Ströme kann zweckmäßig erreicht werden, indem man in der Schnecke einen speziellen gerillten Abschnitt vorsieht, welcher aus einem Zylinder besteht, der einige axiale Kanäle aufweist, die auf seiner äußeren Oberfläche gebildet sind. Es ist bevorzugt, daß der Zylinder mindestens drei in ihm gebildete Kanäle besitzt und es wurde gefunden, daß ein Zylinder mit Ki Kanälen besonders geeignet ist. Auf diese Weise wird der Polymerstrom in etliche Ströme unterteilt, wenn der Zylinder so angebracht ist, daß er sich mit der Extruderschnecke dreht. Das erste Blähmittel kann dann durch eine Öffnung hindurch in die Zylinderbüchse in der Region eingespritzt werden, wo der Zylinder gelagert ist, und auf diese Weise wird das geschmolzene thermoplastische Polymere einem Unterteilen und daher einem Vermischen an dem Punkt unterworfen, wo das erste Blähmittel eingespritzt wird, so daß das eingespritzte, niederviskose Fließmittel sofort dem ersten Unterteilungsstadium unterworfen wird, welches der Dispergierung in molekularem Maßstab, d. h. der Auflösung, vorangehen muß. Diese sofortige Unterteilung trägt dazu bei, daß die Bildung einer genügend großen Blase, vermieden wird, welche durch die Schmelze hindurch einen Gang bilden könnte. Es ist auch bevorzugt, daß der Zylinder mindestens so lang ist wie der innere Durchmesser der Extruderbohrung, und insbesondere beträgt die Länge des Zylinders das 3- bis 6fache des Extruderdurchmessers, da dies die erforderlichen relativ großen Mengen des ersten Blähmittels befähigt, in einer einzigen Einspritzstufe einverleibt zu werden, wodurch das Erfordernis der Schaffung einiger Einspritzöffnungen für das erste Blähmittel mit der Bereitstellung angemessener Schneckenabschnitte unc Einspritzausrüstungen vermieden wird.After the polymer feed and melt region, a screw section where the polymer melts is split into a number of separate streams, while the first blowing agent is injected into the melt it is divided. Preferably, both blowing agents are injected during the breaking up of the streams, wherein the second blowing agent is injected either upstream or downstream of the first blowing agent will. The division of the melt into separate streams can conveniently be achieved by provides a special grooved portion in the screw, which consists of a cylinder, the has some axial channels formed on its outer surface. It is preferred that the Cylinder has at least three channels formed in it, and a cylinder with Ki Channels is particularly suitable. In this way the polymer stream is divided into several streams when the cylinder is mounted so that it rotates with the extruder screw. The first blowing agent can then injected through an opening into the cylinder liner in the region where the cylinder is located is stored, and in this way the molten thermoplastic polymer becomes subdivided and therefore subjected to mixing at the point where the first blowing agent is injected is so that the injected, low-viscosity superplasticizer immediately subjected to the first subdivision stage which corresponds to dispersion on a molecular scale, i.e. H. the dissolution, must precede. These immediate subdivision helps avoid the formation of a sufficiently large bubble, which could form a passage through the melt. It is also preferred that the cylinder at least is as long as the inner diameter of the extruder bore, and in particular it is Length of the cylinder 3 to 6 times the extruder diameter, as this is the relatively large required Quantities of the first blowing agent enable it to be incorporated in a single injection stage, thereby the need to provide some injection ports for the first blowing agent with the provision adequate screw sections and injection equipment is avoided.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sini weitere Mischabschnitte in der Zylinderbüchse de· Extruders an einer Stelle über die Punkte hinaus vor gesehen, wo die Blähmittel eingespritzt werden. Wc daher ein gerillter Abschnitt angewandt wird, in wel chen hinein zumindest das erste Blähmittel eingspritz wird, folgt auf den gerillten Abschnitt ein Turbinen abschnitt, welcher das Gemisch sowohl schert als auclIn one embodiment of the invention, there are further mixing sections in the cylinder liner. Extruder seen at a point beyond the points before where the blowing agents are injected. WC therefore, a grooved portion is used into which at least the first blowing agent is injected is, the grooved section is followed by a turbine section, which both shears and shears the mixture

weiter unterteilt und die getrennten Ströme mischt, in welche der Polymerstrom während seines Durchganges durch den gerillten Abschnitt hindurch aufgeteilt worden ist. Die gerillten Abschnitte und die Turbinenabschnitte sind so konstruiert, daß längs der Extruderzylinderbüchse über dem gerillten Abschnitt und den Turbinenabschnitt hinweg nur ein geringer Druckabfall stattfindet. Es wurde gefunden, daß die Blähmittel um so besser innerhalb des thermoplastischen polymeren Materials dispergiert werden, je geringer der Druckabfall ist.further subdivides and mixes the separate streams into which the polymer stream during its passage has been divided through the grooved portion. The grooved sections and the turbine sections are designed to be along the extruder barrel liner over the grooved section and there is little pressure drop across the turbine section. It was found that the The lower the amount of blowing agents dispersed within the thermoplastic polymeric material, the better is the pressure drop.

Auf den Turbinenabschnitt kann ein Abschnitt folgen, in welchem die Polymer/Blähmittel-Lösung in einem anderen Mischabschnitt einer hohen Scherung unterworfen wird. Dieser Abschnitt umfaßt zweckmäßig einen Abschnitt, in welchem der Polymerstrom in einige verschiedene Ströme unterteilt wird, wobei in jedem dieser Ströme das Polymere hoher Scherung unterworfen wird. Beispielsweise kann ein zylindrisches Gebilde mit Einlaßrillen versehen sein, weiche sich nicht über die gesamte Länge des zylindrischen Gebildes erstrecken. Diese Rillen stehen mit Ausstoßrillen im zylindrischen Gebilde über Brückenkanäle in Verbindung, welche eine geringere Tiefe als die Rillen besitzen, so daß die Polymer/Blähnvttel-Lösung einer Scherung gegen die Wandung der Extruderzylinderbüchse unterworfen wird, wenn die Lösung durch diese Brückenkanäle hindurchgeht. Die Rillen können aber auch konstante Tiefe besitzen und mit Leerlaufrollen versehen sein, welche in den Rillen liegen und welche durch die Drehung der Extruderschnecke in bezug auf die Zylinderbüchsenwandungen gedreht werden. Auf diese Weise wird das in den Rillen fließende Polymere hoher Scherung unterworfen.The turbine section can be followed by a section in which the polymer / blowing agent solution is in another mixing section is subjected to high shear. This section covers expedient a section in which the polymer stream is divided into several different streams, wherein in each of these streams the polymer is subjected to high shear. For example, a cylindrical Formation be provided with inlet grooves, which do not extend over the entire length of the cylindrical Extend the structure. These grooves are connected to ejection grooves in the cylindrical structure via bridge channels in connection, which have a shallower depth than the grooves, so that the polymer / Blähnvttel solution a shear against the wall of the extruder cylinder liner is subjected when the solution passes through these bridge channels. However, the grooves can also have a constant depth and be provided with idle rollers, which lie in the grooves and which by the rotation of the extruder screw be rotated with respect to the cylinder liner walls. That way, that gets into the grooves flowing polymers subject to high shear.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jede* synthetische thermoplastische Polymere geschäumt werden. Zu Beispielen von Thermoplasten, welche verschäumt werden können, zählen Polymere und Copolymere von Äthylen (mit geringer oder hoher Dichte), Propylen, Buten-1, 4-Methyl-penten-l, einschließlich der Copolymeren von Olefin mit ungesättigten Säuren, in denen mindestens 10% der Carbonsäuregruppen durch Metallionen neutralisiert sind, wie dies in der (britischen) Patentschrift 1011981 beschrieben ist; Polystyrol, Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymere. Polyvinylchlorid, Polyester, Polyamide, Polyoxymethylene und Polycarbonate. Es wurde gefunden, daß wegen ihrer Billigkeit und leichten Verfügbarkeit, Polyolefine und insbesondere Polyäthylen sehr zweckmäßig verwendet werden können. Gemische dieser Polymeren können nach der erfindungsgemäßen Technik ebenfalls geschäumt werden.Any synthetic thermoplastic polymer can be foamed using the process according to the invention will. Examples of thermoplastics that can be foamed include polymers and copolymers of ethylene (low or high density), propylene, butene-1, 4-methyl-pentene-1, including copolymers of olefin with unsaturated Acids in which at least 10% of the carboxylic acid groups are neutralized by metal ions are as described in (UK) patent 1011981; Polystyrene, styrene / maleic anhydride copolymers. Polyvinyl chloride, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes and polycarbonates. It was found that because of their cheapness and easy availability, polyolefins and especially polyethylene are used very expediently can be. Mixtures of these polymers can also be foamed by the technique according to the invention will.

Die ersten und zweiten Blähmittel werden so ausgewählt, daß sie in bezug auf das synthetische thermoplastische Polymere unter den Bedingungen des Drucks und der Temperatur des Druckgefäßes inert sind.The first and second blowing agents are selected so that they with respect to the synthetic thermoplastic polymer under the conditions of Pressure and the temperature of the pressure vessel are inert.

Das erste Blähmittel ist vorzugsweise mit dem synthetischen thermoplastischen Polymeren vollständig mischbar und kann bei normaler Temperatur und normalem Druck eine Flüssigkeit oder ein Gas sein. Das erste Blähmittel muß jedoch bei dem Druck, welcher in der Region vorherrscht, in welche das Gemisch extrudiert wird (normalerweise Atmosphärendruck), einen Siedepunkt besitzen, welcher unterhalb der Temperatur liegt, bei welcher das Gemisch extrudiert wird, so daß bei dieser Temperatur Schäumen eintritt. Das erste Blähmittel muß, wie oben festgestellt, für den Thermoplasten unter den Druck- und Temperaturbedingungen, welche im Extruder herrschen, zumindest unmittelbar vor dem Punkt ein gutes Lösungsmittel sein, von welchem aus das Gemisch in die Zone niedrigeren Druckes extrudiert wird. In der Praxis bedeutet dies, daß das erste Blähmittel bei dem Druck, welcher in der Hochdruckzone herrscht, einen Siedepunkt oberhalb der Temperatur besitzen sollte, beiThe first blowing agent is preferably complete with the synthetic thermoplastic polymer miscible and can be a liquid or a gas at normal temperature and pressure. That however, the first blowing agent must be at the pressure prevailing in the region into which the mixture is extruded will (usually atmospheric pressure), have a boiling point which is below temperature is at which the mixture is extruded so that foaming occurs at this temperature. That first blowing agent must, as stated above, for the thermoplastic under the pressure and temperature conditions, which prevail in the extruder, at least just before the point a good solvent from which the mixture is extruded into the zone of lower pressure. In practice means that the first blowing agent has a boiling point at the pressure which prevails in the high pressure zone should have above the temperature at

ίο welcher der Thermoplast extrudiert wird. Im Hinblick hierauf und angesichts anderer Begrenzungen wurde gefunden, daß die geeignetsten Substanzen zur Verwendung als erstes Blähmittel Flüssigkeiten sind, deren Siedepunkte bei Atmosphärendruck höher als Raumtemperatur, d. h. 20° C sind und mindestens 10° C unterhalb der Temperatur liegen, bei welcher das homogene Gemisch extrudiert wird.ίο which thermoplastic is extruded. With regard to on this and in view of other limitations, it has been found that the most suitable substances for use as the first blowing agent are liquids whose boiling points at atmospheric pressure are higher than Room temperature, d. H. 20 ° C and at least 10 ° C below the temperature at which the homogeneous mixture is extruded.

Zu Beispielen von Flüssigkeiten, welche als erstes Blähmittel verwendet werden können, zählen Kohlenwasserstoffe, Äther, Ketone und halogenierte Kohlenwasserstoffe. Die besondere Flüssigkeit, welche für ein gegebenes synthetisches thermoplastisches Polymeres gewählt wird, ist natürlich begrenzt durch deren Mischbarkeit mit dem Thermoplasten unter denExamples of liquids that can be used as the first blowing agent include hydrocarbons, Ethers, ketones and halogenated hydrocarbons. The special liquid, which for a given synthetic thermoplastic polymer is of course limited by their miscibility with the thermoplastic among the

»5 Bedingungen des Druckgefäßes.»5 conditions of the pressure vessel.

Im Falle des Polyäthylens wurde gefunden, daß ein sehr geeignetes erstes Blähmittel Pentan ist, daß aber andere brauchbare erste Blähmittel 1.1.2-Trichlor-1.2.2-trifluoräthan, Hexan, Petroäther (Siedepunkt 40 bis 60° C oder 60 bis 80° C) und Methylenchlorid sind.In the case of polyethylene, it has been found that a very suitable first blowing agent is pentane, but that other useful first blowing agents 1.1.2-trichloro-1.2.2-trifluoroethane, Hexane, petroleum ether (boiling point 40 to 60 ° C or 60 to 80 ° C) and methylene chloride are.

Die Konzentration des ersten Blähmittels sollte 20 bis 75 Gewichtsprozent des Polymeren betragen. Vorzugsweise werden weniger als 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Polymeren, an erstem Blähmittel verwendet. Wenn eine Konzentration von weniger als 20% verwendet wird, so ist es nicht möglich, geschäumte Gegenstände geringer Dichte herzustellen, und wenn eine Konzentration von mehr als 50% angewandt wird, so ist die Herstellung des Produktes kostspielig, und zwar sowohl wegen des steigenden Aufwandes einer Lösungsmittel-Rückgewinnungsstufe, als auch deswegen, weil ein größeres Fließmittelvolumen einen größeren Extruder für das gleiche Ausstoßgewicht an Schaum zur Folge hat. und darüber hinaus für die Zellwandungen im geschäumten Produkt die Neigung besteht, zusammenzufallen, so daß ein unbefriedigendes Produkt erzielt wird. Die Menge an verwendetem ersten Blähmittel liegt imThe concentration of the first blowing agent should be 20 to 75 percent by weight of the polymer. Preferably, less than 50 percent by weight, based on the weight of the polymer, of the first Used blowing agent. If a concentration less than 20% is used, it is not possible to make foamed articles of low density, and if a concentration of more than 50% is used, the product is costly to manufacture, both because of the increasing effort of a solvent recovery stage, as well as because a larger one Flux volume means a larger extruder for the same output weight of foam. and In addition, there is a tendency for the cell walls in the foamed product to collapse, so that an unsatisfactory product is obtained. The amount of the first blowing agent used is in

Überschuß über diejenige vor, welche zum Schäumen erforderlich ist. Auf diese Weise absorbiert das Blähmittel latente Verdampfungswärme aus dem thermoplastischen Polymeren, wenn dieses aus denr Extruder austritt, und kühlt so den schäumenden Thermoplasten und härtet ihn in seinem geschäumten Zustand. Wenn geringere Mengen an erstem Blähmittel verwendet werden, so verdampft das gesamte Blähmittel, bevor die Masse sich verfestigt hat. Dies gestattet es der Schaumstruktur zu verschwinden, beispielsweise durch teilweisen Zusammenfall, oder modifiziert zu werden, weil unzureichendes Abkühlen der geschäumten Masse durch das Verdampfen von Blähmittel zur Verursachung des Verfestigens der Masse vorliegt, während noch hinreichend Gasdruck durch das Blähmittelsystem erzeugt wird um die Schaumstruktur aufrechtzuerhalten.Excess over that which is required for foaming. In this way the blowing agent absorbs latent heat of vaporization from the thermoplastic polymer as it exits the extruder escapes, and so cools the foaming thermoplastic and hardens it in its foamed state. If smaller amounts of the first blowing agent are used, all of the blowing agent will evaporate, before the mass has solidified. This allows the foam structure to disappear, for example by partial collapse, or being modified because of insufficient cooling of the foamed Mass by the evaporation of blowing agent causing the mass to solidify is present while sufficient gas pressure is still being generated by the blowing agent system around the foam structure maintain.

Die zweite Komponente des Blähmittelsystems wirkt als Kernbildungsmittel für die Zellen, welcheThe second component of the blowing agent system acts as a nucleating agent for the cells which

durch die Verdampfung der ersten Komponenten erzeugt werden. Das zweite Blähmittel sollte eine kritische Temperatur unterhalb der Temperatur im Extruder besitzen und ist daher gasförmig, wenn es in den Polymerstrom eingespritzt wird, doch sollte es sich in geschmolzenem Polymeren auflösen, damit sich eine einzige Flüssigkeitsphase innerhalb der Zylinderbüchse des Extruders ergibt. Das zweite Blähmittel ist daher normalerweise bei Raumtemperatur ein Gas, obgleich bestimmte niedrigsiedende Flüssigkeiten verwendet werden können, insbesondere im Falle eines hochschmelzenden Polymeren. Es ist wesentlich, daß das zweite Blähmittel in dem Gemisch aus Thermoplasten und erstem Blähmittel unter den Druck- und Temperaturbedingungen, bei welchen der Thermoplast extrudiert wird, eine Löslichkeit von mindestens 0,01 Gewichtsprozent besitzen soll, weil sonst im homogenen Gemisch nicht hinreichend zweites Blähmittel vorhanden ist, um beim Austreten aus dem Druckgefäß Keime für eine große Anzahl sehr kleiner Blasen zu bilden; die Keimbildung kann dann statt dessen vom ersten Blähmittel her erfolgen mit dem Ergebnis, daß eine geringe Anzahl sehr großer Blasen gebildet werden und das Produkt geringe gewerbliche Brauchbarkeit besitzt. Das besondere verwendete zweite Blähmittel ist natürlich von der Natur des Thermoplasten abhängig, doch wurde gefunden, daß Kohlendioxyd, Stickstoff, Luft (für Polymere, welche nicht der Oxydation unterliegen), Methan, Äthan, Propan, Äthylen, Propylen, Wasserstoff, Helium, Argon und halogenierte Derivate des Methans und Äthans, z. B. Tetrafluorchloräthan, Beispiele von Substanzen sind, welche verwendet werden können. Im Falle von Polyäthylen wurde gefunden, daß Kohlendioxyd oder Stickstoff besonders brauchbar sind, vorzugsweise in Konzentrationen von mindestens 0,05 Gewichtsprozent des thermoplastischen Polymeren.can be generated by the evaporation of the first components. The second blowing agent should have a critical temperature below the temperature in the extruder and is therefore gaseous when it is in injecting the polymer stream, but it should dissolve in molten polymer in order to cause it to dissolve results in a single liquid phase within the barrel of the extruder. The second blowing agent is therefore normally a gas at room temperature, although certain low boiling liquids can be used, especially in the case of a high melting point polymer. It is essential that the second blowing agent in the mixture of thermoplastics and first blowing agent under the pressure and temperature conditions at which the thermoplastic is extruded should have a solubility of at least 0.01 percent by weight, otherwise there is insufficient second blowing agent in the homogeneous mixture to prevent it from escaping from the Pressure vessel to germinate large numbers of very small bubbles; nucleation can then take place its from the first blowing agent take place with the result that a small number of very large bubbles and the product has poor commercial utility. The special used Second blowing agent is of course dependent on the nature of the thermoplastic, but it has been found that Carbon dioxide, nitrogen, air (for polymers that are not subject to oxidation), methane, ethane, Propane, ethylene, propylene, hydrogen, helium, argon and halogenated derivatives of methane and Ethans, z. B. tetrafluorochloroethane, are examples of substances which can be used. In the case of polyethylene, it has been found that carbon dioxide or nitrogen are particularly useful, preferably in concentrations of at least 0.05 percent by weight of the thermoplastic polymer.

Es ist bevorzugt, von dem zweiten gasförmigen Blähmittel soviel wie möglich hinzuzusetzen, jedoch nicht mehr als seine Löslichkeit in der Schmelze zu überschreiten, welche gewöhnlich ziemlich gering ist, d. h. weniger als 10 Gewichtsprozent des thermoplastischen Polymeren.It is preferred to add as much of the second gaseous blowing agent as possible, however not exceeding its melt solubility, which is usually quite low, d. H. less than 10 percent by weight of the thermoplastic polymer.

Die Löslichkeit des zweiten gasförmigen Blähmittels ist natürlich abhängig von der Natur des zweiten Blähmittels, der Natur der Polymeren, der Temperatur und dem Druck im Druckgefäß und bis zu gewissem Ausmaß von der Menge und der Art des ersten Blähmittels.The solubility of the second gaseous blowing agent is of course dependent on the nature of the second Blowing agent, the nature of the polymers, the temperature and pressure in the pressure vessel, and to some extent the amount and type of the first Blowing agent.

Bei Betrachtung der Löslichkeiten inerter Gase, beispielsweise Stickstoff, in Polyolefinen und ersten Kohlenwasserstoffblähmitteln, gelten die folgenden Betrachtungen. Für erste Blähmittel, welche keine Kohlenwasserstoffe sind und für andere Polymere als Polyolefine, dienen sie auch als Leitfaden.When considering the solubilities of inert gases, such as nitrogen, in polyolefins and first Hydrocarbon blowing agents, the following considerations apply. For first-time blowing agents that don't have any Are hydrocarbons and for polymers other than polyolefins, they also serve as a guide.

Oberhalb des Schmelzpunktes des Polyolefins sind das erste Blähmittel und das Polyolefin unbeschränkt mischbar. Ein gegebenes Gewicht des Gemisches aus erstem Blähmittel und Polyolefin besitzt eine etwas größere Löslichkeit für das zweite Blähmittel, als die Löslichkeit des gleichen Gewichts des Polyolefins allein ist, und zwar weil die Entropie des Mischern durch die Anwesenheit des niedermolekularen Materials gesteigert wird. (Andere untergeordnete Änderungen treten auf wegen des geänderten Verhältnisses von CH₃- zu CH₂-Gruppen.)Above the melting point of the polyolefin, the first blowing agent and the polyolefin are infinitely miscible. A given weight of the mixture of the first blowing agent and polyolefin has a slightly greater solubility for the second blowing agent than the solubility of the same weight of the polyolefin alone, because the entropy of the mixer is increased by the presence of the low molecular weight material. (Other minor changes occur because of the changed ratio of CH ₃ to CH ₂ groups.)

Im interessanten Bereich nimmt die Löslichkeit mit dem Druck zu, jedoch etwas weniger als proportionalIn the area of interest, solubility increases with pressure, but somewhat less than proportionally und im Gegensatz zu dem, was für Lösungsmittel/Polymer-Gemische gefunden worden ist, haben Lu η dberg, WiIk und Huyett, J. Applied Physics, Band 31 (I960), Seite 1137, gezeigt, daß die Löslichkeitand contrary to what has been found for solvent / polymer mixtures, Lu η dberg, WiIk and Huyett, J. Applied Physics, Vol 31 (1960), page 1137, shown that the solubility mit der Temperatur ansteigt. Dies steht im Gegensatz zu der üblichen Erfahrung des Auf Iösens permanenter Gase in kondensierten Phasen.increases with temperature. This is in contrast to the usual experience of dissolving more permanent Gases in condensed phases.

Die allgemeinen Druckbeschränkungen bestimmen, wieviel von dem zweiten gasförmigen BlähmittelThe general pressure restrictions determine how much of the second gaseous blowing agent

ίο einverleibt werden kann, und normalerweise liegt die Menge des zweiten Blähmittels innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 1,5%, vorzugsweise von 0,2 bis 1,0%, bezogen auf das Gewicht des thermoplastischen Polymeren.ίο can be incorporated, and usually lies the Amount of the second blowing agent within the range from 0.1 to 1.5%, preferably from 0.2 to 1.0%, based on the weight of the thermoplastic polymer.

is Da beim erfindungsgemäßen Verfahren das Kernbildungsmittel für den Schaum ein lösliches Gas und nicht, wie in einigen bisher verwendeten Systemen, ein fester Partikel ist, kann der Schaum frei von nicht-thermoplastischen Verunreinigungen erzeugtSince in the process according to the invention, the nucleating agent for the foam is a soluble gas and is not, as in some systems used up to now, a solid particle, the foam can be free from non-thermoplastic impurities generated

ao werden und ist so für elektrische Anwendungen sehr geeignet, wo eine hohe dielektrische Festigkeit und ein niedriger Verlustwinkel erforderlich sind. Es ist auch billig, wenn leicht verfügbare Blähmittel verwendet werden.ao and is very suitable for electrical applications where high dielectric strength and a low loss angle are required. It is also cheap using readily available blowing agents.

as Das Gemisch aus dem Thermoplasten und dem Blähmittelsystem kann durch irgendeine geeignete Matrizenform hindurch extrudiert werden, um das Endprodukt der erforderlichen Gestalt, beispielsweise Rohr, Blatt, Faden oder gewinkelter Abschnitt, zu eras The mixture of the thermoplastic and the Blowing agent system can be extruded through any suitable die shape to produce the End product of the required shape, e.g. tube, sheet, thread or angled section, to be zeugen, oder es kann mit einer Kreuzkopfform extru diert werden, welche zum Überziehen von Drähten verwendet werden kann. Da gefunden wurde, daß das beste Schäumen hervorgerufen wird, wenn der Abstand, über welchen der Druck vom Inneren des Gef ä-or it can extru with a crosshead shape dated, which can be used to coat wires. Since it was found that the best foaming is produced when the distance over which the pressure from the interior of the vessel ßes zur Atmosphäre abfällt, so kurz wie möglich ist, wird die Verwendung einer Form mit einem kurzen Steg bevorzugt.If it drops to the atmosphere as short as possible, use a shape with a short Bridge preferred.

Die erfindungsgemäße Technik kann angewandt werden, um geschäumte Extrmdate irgendeiner erfor-The technique of the invention can be used to produce foamed extrmata of any required

₊o derlichen Gestalt oder Größe zu erzeugen. Beispielsweise kann die Technik angewandt werden, um Draht zu überziehen oder um geschäumte Blätter oder Filme herzustellen. Es wurde gefunden, daß diese Technik besonders brauchbar zur Herstellung geschäumter ₊ o to produce such shape or size. For example, the technique can be used to coat wire or to make foamed sheets or films. This technique has been found to be particularly useful for making foamed Filme ist, bei denen das Polytner/Blähmittel-Gemisch als dünnes Blatt extrudiert wird, welches dann zur Erzeugung von Film gestreckt wird. Das dünne extrudierte Blatt kann flach oder rohrförmig sein und wenn es rohrförmig ist, so kann es zweckmäßig nach derFilms are those in which the polythene / blowing agent mixture is extruded as a thin sheet which is then stretched to form film. The thin extruded sheet can be flat or tubular and if so it is tubular so it can be expedient according to the

_So bekannten Blähextrusionstechnik gestreckt werden. Auf diese Weise erzeugte geschäumte Filme, insbesondere aus Polyolefinen, sind als Wandbedeckungsmaterialien besonders brauchbar. _S o known expanded extrusion technology can be stretched. Foamed films produced in this manner, particularly from polyolefins, are particularly useful as wallcovering materials.

Zu anderen Anwendungen der erfindungsgemäßFor other applications of the invention

erzeugten, geschäumten Thermoplasten zählen die Anwendung als sehr leichtes Verpackungsmaterial, die Anwendung bei der Herstellung von Kissenschaumstoffen, beispielsweise bei der Polsterung für Sitze oder Matratzen, als Wärme- oder Schallisolatoproduced, foamed thermoplastics are used as a very light packaging material, the application in the production of cushion foams, for example in upholstery for Seats or mattresses, as heat or sound insulators ren, elektrische Isoliermittel, beispielsweise beim Überziehen von Drähten, und als Kondensator- oder Wellenführungsdielektrika, bei der Herstellung nicht gewobener Materialien, beispielsweise Leder oder, nach Stichellochung, Filz, nach Koirprimierung derren, electrical insulating means, for example at Covering wires, and as capacitor or waveguide dielectrics, not at manufacture woven materials, such as leather or, after punch holes, felt, after compression of the Blattfonn, beispielsweise zwischen Rollen unter einem Druck von 7 bis 700 kg/cm², als Schreibmaterial, und als dekorative Bänder, Borten und Fäden, welche zu gewobenen Gegenständen verarbeitet werdenSheet form, for example between rolls under a pressure of 7 to 700 kg / cm ² , as writing material, and as decorative ribbons, borders and threads, which are processed into woven objects

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können.can.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert:The invention is explained in more detail with reference to the drawings:

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Teils des Extruders, welcher die Schnecke ebenfalls im Längsschnitt zeigt;Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a portion of the extruder to which the screw is also in longitudinal section shows;

Fig. 2 ist ein Querschnitt des gerillten Abschnittes der Schnecke, längs Linie H-II in Fig. 1;Fig. 2 is a cross section of the grooved portion of the screw, taken along line H-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine isometrische Skizze des Mischabschnittes der Schnecke, welcher unmittelbar auf den gerillten Abschnitt folgt, wobei die Skizze die Anordnung von Zähnen in den ersten beiden Zahnreihen des Mischabschnittes zeigt; undFig. 3 is an isometric sketch of the mixing section of the auger which immediately follows the grooved section follows, the sketch showing the arrangement of teeth in the first two rows of teeth of the mixing section; and

Fig. 4 ist eine isometrische Skizze des Scherabschnittes der Schnecke, welcher unmittelbar auf den gezahnten Mischabschnitt folgt.Fig. 4 is an isometric sketch of the shear portion of the screw which immediately follows the toothed mixing section follows.

Der Extruder weist eine Zylinderbüchse 1 auf, in welcher eine einzige Schnecke 2 drehbar angebracht ist. Das thermoplastische Polymere wird dem Extruder über einen (nicht gezeigten) Fülltrichter zugeführt und wird in einem herkömmlichen Kompressionsabschnitt der Schnecke komprimiert und geschmolzen. Die Zylinderbüchse 1 wird längs dieses Kompressionsabschnittes mittels herkömmlicher (nicht gezeigter) Heizelemente von außen erhitzt, um das Schmelzen des Thermoplasten zu bewirken. Das Ende des Kompressionsabschnittes ist in Fig. 1 mit der Bezugszahl 3 bezeichnet. Das nunmehr in geschmolzenem Zustand befindliche thermoplastische Polymere wird durch den Kompressionsabschnitt 3 gezwungen, sich mittels des nächsten Abschnittes 4 der Schnecke in eine Anzahl Ströme zu unterteilen. Dieser Abschnitt ist gerillt, wobei er eine Reihe axialer Rillen 5 aufweist, und er ist auf der Schnecke starr angebracht, so daß er sich mit dieser dreht. Der gerillte Abschnitt ist in Fig. 2 im Querschnitt gezeigt. Das erste Blähmittel wird von einem (nicht gezeigten) Reservoir her über eine Meßpumpe 7 zu einer Öffnung 6 im Extruderzylinder 1 geführt. Stromabwärts der Einspritzöffnung 6 befindet sich eine Einspritzöffnung 8, durch welche hindurch das gasförmige zweite Blähmittel von einer (nicht gezeigten) konstanten Druckzufuhr her mit einem (nicht gezeigten) Druckregelventil zwischen dem Reservoir und dem Kapillarrohr 9 über dieses Kapillarrohr 9 eingespritzt wird. Das Kapillarrohr wirkt als Strömungsbeschränkungseinrichtung, längs welcher ein Druckabfall von mindestens 7 kp/ cm² erfolgt, wenn das gasförmige zweite Blähmittel eingespritzt wird.The extruder has a cylinder liner 1 in which a single screw 2 is rotatably mounted. The thermoplastic polymer is fed to the extruder via a hopper (not shown) and is compressed and melted in a conventional compression section of the screw. The cylinder liner 1 is heated from the outside along this compression section by means of conventional heating elements (not shown) in order to cause the thermoplastic to melt. The end of the compression section is denoted by the reference number 3 in FIG. 1. The thermoplastic polymer, which is now in the molten state, is forced by the compression section 3 to subdivide into a number of streams by means of the next section 4 of the screw. This section is grooved, having a series of axial grooves 5, and it is rigidly mounted on the screw so that it rotates with it. The grooved portion is shown in cross section in FIG. The first blowing agent is fed from a reservoir (not shown) via a measuring pump 7 to an opening 6 in the extruder cylinder 1. Downstream of the injection opening 6 is an injection opening 8 through which the gaseous second blowing agent is injected from a constant pressure supply (not shown) with a pressure control valve (not shown) between the reservoir and the capillary tube 9 via this capillary tube 9. The capillary tube acts as a flow restriction device along which a pressure drop of at least 7 kgf / cm ² occurs when the gaseous second blowing agent is injected.

In dem gerillten Abschnitt 4 werden der Thermoplast und das erste und zweite Blähmittel unter Bildung einer Lösung miteinander vermischt. Diese Lösung wird dann in einen Turbinenmischabschnitt 10 gedrückt, und zwar durch das Polymere, welches mittels des Kompressionsabschnittes 3 der Schnecke in den gerillten Abschnitt 4 gepreßt wird. Dieser Mischabschnitt 10 liegt in der Form einer Reihe von im Abstand von einander befindlichen, gezahnten Rotoren 11, 12, 13, 14 vor, welche auf der Schnecke angebracht sind, so daß diese Rotoren sich mit der Schnecke drehen. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind abwechselnde Zahnreihen gestaffelt, wobei in der Figur nur die ersten beiden gezahnten Rotoren 11, 12 gezeigt sind. Die Zähne 15 des Rotors 12 liegen so axial in Ausrichtung mit dem Zwischenraum zwischen den Zähnen 16 und 17 des ersten Rotors 11. Dieser Turbinenabschnitt 10 ergibt ein gutes Vermischen der Lösung, wenn die Ströme nach dem Hindurchgehen durch die Axialrillen 5 des gerillten Abschnittes 4 sich erneut kombinieren.In the grooved portion 4, the thermoplastic and the first and second blowing agents are formed a solution mixed together. This solution is then fed into a turbine mixing section 10 pressed, namely by the polymer, which by means of the compression section 3 of the screw in the grooved portion 4 is pressed. This mixing section 10 is in the form of a series of spaced apart of mutually located, toothed rotors 11, 12, 13, 14, which are mounted on the worm are so that these rotors turn with the worm. As shown in Fig. 3, are alternating Staggered rows of teeth, only the first two toothed rotors 11, 12 being shown in the figure are. The teeth 15 of the rotor 12 are axially in alignment with the space between the Teeth 16 and 17 of the first rotor 11. This turbine section 10 gives good mixing of the solution, when the currents after passing through the axial grooves 5 of the grooved portion 4 combine again.

Um die Dispergierung der Blähmittel im thermoplastischen Polymeren weiter zu verbessern, wird die Lösung dann durch einen Scherabschnitt 18 hindurch geschert. Dieser Abschnitt ist auch in Fig. 4 gezeigt und besteht aus einem Zylinder 19, welcher am Einlaßende mit einer Anzahl axialer Rillen 20 versehen ist. Diese Rillen sind blind, d. h. sie erstrecken sichIn order to further improve the dispersion of the blowing agents in the thermoplastic polymer, the Solution then sheared through a shear section 18. This section is also shown in FIG and consists of a cylinder 19 which is provided with a number of axial grooves 20 at the inlet end is. These grooves are blind, i.e. H. they extend

ίο nicht über die gesamte Länge des Zylinders 18, sondern sie stehen mit Auslaßrillen 21 über Brückenkanäle 22 in Verbindung, wobei die Brückenkanäle eine geringere Tiefe als die Rillen 20 und 21 besitzen. Die Lösung wird so durch die Rillen 20 in eine Anzahl Ströme unterteilt und wird einer höheren Scherung unterworfen, wenn sie von Rillen 20 her in die Rille 21 über Kanal 22 zwischen dem Grund des Kanals 22 und der Zylinderbüchse 1 des Extruders geht.ίο not over the entire length of the cylinder 18, but they are with outlet grooves 21 via bridge channels 22 in connection, the bridge channels a have less depth than the grooves 20 and 21. The solution is so through the grooves 20 in a number Currents divided and will be subjected to a higher shear when they enter the grooves 20 Groove 21 over channel 22 between the base of the channel 22 and the cylinder liner 1 of the extruder goes.

ao Auf den Scherabschnitt 18 folgend, befindet sich ein weiterer Turbinenmischabschnitt 23 einer ähnlichen Bauart wie der Turbinenmischabschnitt 10. Dies erteilt der Lösung ein gutes Vermischen, wenn die Ströme, welche von den Auslaßrillen 21 des Scherabschnittes 18 herfließen, sich erneut kombinieren.ao Following the shear section 18, there is another turbine mixing section 23 of a similar one Same construction as the turbine mixing section 10. This gives the solution good mixing when the Currents flowing from the outlet grooves 21 of the shear section 18 combine again.

Stromabwärts des Turbinenmischabschnittes 23 befindet sich ein herkömmlicher Schneckenabschnitt 24 zum Bemessen und Extrudieren der Lösung durch eine (nicht gezeigte) Matrizenform hindurch, aus weleher die Lösung in eine Region geringeren Druckes eintritt, wobei die Blähmittel den Thermoplasten veranlassen, aufzuschäumen und sich zu verfestigen.Downstream of the turbine mixing section 23 is a conventional scroll section 24 for metering and extruding the solution through a die (not shown) from which the solution enters a region of lower pressure, with the blowing agents causing the thermoplastic to foam up and solidify.

Die Erfindung wird durch das folgende Ausführungsbeispiel veranschaulicht.The invention is illustrated by the following embodiment.

example

Ein geschäumter Polyäthylenfilm wird aus einem Extruder der Art extrudiert, wie er in den Zeichnungen veranschaulicht ist, wobei der Extruder einen Zylinderbüchsendurchmesser von 12,1 cm und eine Schneckenlänge von 543 cm besitzt, und wobei die Schnecke sich mit einer Geschwindigkeit von 10 U/ Min. dreht.A foamed polyethylene film is extruded from an extruder of the type shown in the drawings is illustrated wherein the extruder has a barrel liner diameter of 12.1 cm and a screw length of 543 cm, and wherein the screw moves at a speed of 10 rev / Min. Rotates.

Die geometrischen Abmessungen der Schneckenabschnitte, gemäß den Zeichnungen numeriert, sind die folgenden:The geometrical dimensions of the screw sections, numbered according to the drawings, are the following:

Abschnitt 3: Schneckenabschnitt mit einer Gesamtlänge von etwa 330 cm, auf welchem die Schneckentiefe sich von 12,7 mm auf 4,2 mm vermindert; Section 3: auger section with a total length of about 330 cm, on which the Screw depth decreased from 12.7 mm to 4.2 mm;

Abschnitt 4: gerillter Abschnitt mit einer Länge vom 48 cm, bestehend aus 16 axialen Kanälen von 12,7 mm Tiefe und 11,2 mm Breite;Section 4: grooved section with a length of 48 cm, consisting of 16 axial channels 12.7 mm deep and 11.2 mm wide;

Abschnitt 10: verteilender Mischabschnitt mit einer Länge von 24 cm, bestehend aus einer Anzahl an Rotoren, welche im axialen Abstand voneinander stehen, wobei jeder Rotor 16 Flossen einer Tiefe von 12,7 mm besitzt;Section 10: distributing mixing section with a length of 24 cm, consisting of a number of rotors, which are axially spaced from one another, with each rotor having 16 fins of a depth of 12.7 possesses mm;

Abschnitt 18: Scherabschnitt mit einer Länge von 24 cm und mit Brückenkanälen 21. welche eine Tiefe von 0,38 mm besitzen;Section 18: shear section with a length of 24 cm and with bridge channels 21. which have a depth of 0.38 mm;

Abschnitt 23: Mischabschnitt mit einer Länge von 24 cm, identisch mit Abschnitt 10; undSection 23: mixing section with a length of 24 cm, identical to section 10; and

Abschnitt 24: normaler Schneckenabschnitt mit ei ner Gesamtlänge von 96,5 cm mit einem Übergangsabschnitt, welcher zu einem Meßabschnitt mit einer Schneckenriefe von 4,6 mm führt.Section 24: normal screw section with a total length of 96.5 cm with a transition section which leads to a measuring section with a Worm grooves of 4.6 mm leads.

Die öffnungen 6 bzw. 8 befinden sich 60,3 mmThe openings 6 and 8 are 60.3 mm

bzw. 181 mm vom Anfang des gerillten Abschnittes 4 entfernt.or 181 mm from the beginning of the grooved section 4 removed.

Ein Gemisch aus 90 Gewichtsteilen Polyäthylen geringer Dichte und 10 Gewichtsteilen Titandioxydpigment wird dem Extruder mit einer Geschwindigkeit von 45,4 kg je Stunde zugeführt. Pentan wird, mit einer Rate von 33 Gewichtsprozent des zugeführten Materials, in den Extruder durch öffnung 6 hindurch eingespritzt und in das geschmolzene Polymergemisch eingemischt. Stickstoff, mit einer Rate von 0,5 Gewichtsprozent des Gesamtgemisches, wird in die Schmelze durch Kapillarrohr 9 hindurch (Innen-A mixture of 90 parts by weight of low density polyethylene and 10 parts by weight of titanium dioxide pigment is fed to the extruder at a rate of 45.4 kg per hour. Pentane is at a rate of 33 percent by weight of the material fed, into the extruder through opening 6 injected and mixed into the molten polymer blend. Nitrogen, at the rate of 0.5 percent by weight of the total mixture is poured into the melt through capillary tube 9 (inner

durchmesser 0,178 mm, Länge 122 cm) eingespritzt, wobei längs der Kapillare ein Druckabfall von 21 kg/ cm² auftritt.diameter 0.178 mm, length 122 cm), a pressure drop of 21 kg / cm ² occurring along the capillary.

Die Temperatur der Zylinderbüchse wird in der Region des Schncc'icenabschnittes 2 bei 140 bis 160° C und längs der übrigen Länge der Zylinderbüchse bei 110° C gehalten. Eine Matrizenform am Auslaßende des Extruders wird bei einer Temperatur von 105° C gehalten, und aus dieser MatrizenformThe temperature of the cylinder liner is in the region of the Schncc'icenabschnittes 2 at 140 to 160 ° C and along the remaining length of the cylinder liner held at 110 ° C. A die form at the outlet end of the extruder is at a temperature kept at 105 ° C, and from this die form

»ο wird ein geschäumter Polyäthylenfilm extrudiert, welcher frei von Aufspaltungen ist und ein spezifisches Gewicht von 0,15 besitzt.»Ο a foamed polyethylene film is extruded, which is free from splitting and is a specific one Has a weight of 0.15.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claims: 21 3

1. A process for the production of a synthetic thermoplastic polymer foam by extrusion of a molten polymer containing a blowing agent system in solution with a screw extruder from a high pressure zone into a low pressure zone, the blowing agent system, based on the weight of the polymer, being metered in from 20 to 75 percent by weight of a first liquid Blowing agent that is completely miscible with the molten polymer at high pressure and boils above the extrusion temperature and at the low pressure it boils below the polymer temperature on entry into the low pressure zone, and contains up to 10 percent by weight of a second blowing agent metered in in gaseous form, which at the extrusion temperature and the Extrusion pressure in the mixture ao of polymer and first blowing agent is soluble to at least 0.01 percent by weight and the critical temperature of which is below the extrusion temperature, characterized in that the second blowing agent of a supply under constant pressure is introduced through a throttle point with a pressure drop of at least 7 kp / cm ² into the molten polymer located in the extruder.

2 *. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting of one Screw extruder with inlet openings for the first and second blowing agent, of which the inlet opening for the first blowing agent with a Liquid metering device is connected, characterized in that the inlet opening (8) for the second blowing agent via a throttle point (9) to a reservoir under constant pressure connected.