DE2152328B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2152328B2 DE2152328B2 DE2152328A DE2152328A DE2152328B2 DE 2152328 B2 DE2152328 B2 DE 2152328B2 DE 2152328 A DE2152328 A DE 2152328A DE 2152328 A DE2152328 A DE 2152328A DE 2152328 B2 DE2152328 B2 DE 2152328B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- copolymer
- weight
- ethylene
- rubber
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/1669—Cellular material
- B01D39/1676—Cellular material of synthetic origin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/36—Feeding the material to be shaped
- B29C44/46—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length
- B29C44/50—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length using pressure difference, e.g. by extrusion or by spraying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/36—Feeding the material to be shaped
- B29C44/46—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length
- B29C44/50—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length using pressure difference, e.g. by extrusion or by spraying
- B29C44/505—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length using pressure difference, e.g. by extrusion or by spraying extruding the compound through a flat die
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/36—Feeding the material to be shaped
- B29C44/46—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length
- B29C44/50—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length using pressure difference, e.g. by extrusion or by spraying
- B29C44/507—Feeding the material to be shaped into an open space or onto moving surfaces, i.e. to make articles of indefinite length using pressure difference, e.g. by extrusion or by spraying extruding the compound through an annular die
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
0,15 < - < 10.
ti
ti
worin
1,2 < a < 10;
5 die durchschnittliche Düsenschlitzöffnung in mm, I2 die durchschnittliche Dicke der zu verschäumenden
Polymermasse im Zustand vor dem Schäumen in mm, l\ die durchschnittliche Dicke des porösen
Materials in rnmund
3 die Expansion, bezogen auf das Volumen der zu
verschäumenden Polymennasse im Zustand vordem Verschäumen (-fach), bedeuten; und
worin Q da« Extrusionsvolumen des extrudierten
porösen Materials abzüglich des darin enthaltenen Raumvolumens (cmVmin) bedeutet,
W die Querschnittsfläche des Düsenschlitzes (cm2)
W die Querschnittsfläche des Düsenschlitzes (cm2)
und
V die Extrusionsgeschwindigkeit bedeuten, die aus
V die Extrusionsgeschwindigkeit bedeuten, die aus
Qxxnd
W (cm/min) berechnet worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeichnet,
daß man bei der kontinuierlichen Extrusion folgende Bedingung einhält
0,3 < ■-■ < 5,
in der 5 und h die vorstehend gegebene Definition
haben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Extrusion unter
Anwendung eines Gemisches der Bestandteile A) und B) durchführt, in welchen das sekundäre
Polymere B) in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches, vorliegt.
Die Erfindung betrifft das in den Patentansprüchen gekennzeichnete Verfahren.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren bekannt, welche das Verschäumen der unterschiedlichsten Polymerisate
unter Bildung von Schaumstoffen mit geschlossenen oder offenen Zellen ermöglichen.
In vielen Fällen war man bestrebt, möglichst geschlossenzellige Schaumstoffe mit hoher Expansion
und niederer Dichte herzustellen, um Materialien für die Wärme- und Schalldämmung zu erhalten.
Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren wird in der
GB-PS 5 24 063 gegeben, gemäß der unter Verwendung von Polyolefinen oder modifizierten Polyolefinen als
Ausgangsmaterialien verschäumte Materialien mit guten Wärme- und Schallisolationseigenschaften hergestellt
werden. In diesen Materialien stellt jede Pore eine gesonderte Zelle dar, die keine öffnungen zu benachbarten
Zellen oder zu der Oberfläche der Folie aufweist.
In ähnlicher Weise wird in der DEOS 19 30 134 die
Verschäumung von Gemischen aus Polyolefinen mit Butadienpolymerisaten und verschiedenen anderen
Polymeren unter Verwendung von zersetzlichen Treibmitteln beschrieben, wobei ein Material mit geschlossenen
Poren erzeugt wird. Darüber hinaus war bekannt, daß man mit Hilfe eines bestimmten Verschäumungsverfahrens
geschlossenzellige oder offenzellige Schaumstoffe ausbilden kann. So wird in der GB-PS
10 07 988 ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffkörpern beschrieben, bei dem ein
Gemisch aus einem feinteiligen Kunststoffmaterial und
0,1 bis 10 Gew.-% eines festen Treibmittels erhitzt wird. Falls bei diesem bekannten Verfahren Gemische aus
Kunststoffen eingesetzt werden, so können diese aus zwei thermoplastischen Materialien bestehen und als
Beispiele für diese Kunststoffe werden Polystyrol, Polyamide, Epoxyharze, Melamin- und Polyurethanharze
genannt. Das Verschäumen dieser Materialien erfolgt unter Verformen in einer Form wobei relativ große
Mengen des Treibmittels eingesetzt werden, die in praktischen Fällen etwa 5% betragen.
Die Herstellung von Schaumstoffen mit offener Zellstruktur wird gemäß GB-PS 10 59 426 durch
Verschäumen eines Gemisches aus einem Olefinpolymeren, einem Elastomeren und einem flüchtigen
organischen Treibmittel, d. h. einem halogenierten Kohlenwasserstoff, ermöglicht Das Einmischen der
Elastomeren erfolgt bei diesem bekannten Verfahren zur Verbesserung der Flexibilität der gebildeten
Schaumstoffe. Die bekanntermaßen hergestellten 2<>
Schaumstoffe können zwar offenzelüge Struktur besitzen, in jedem Fall erfolgt jedoch eine äußerst starke
Expansion, die zu einer sehr geringen Dichte des Schaumstoffes führt So werden beispielsweise bei dem
bekannten Verfahren Dichten in der Größenordnung 2>
von 0,03 erreicht, während, wie später erläutert werden soll, für die andersartigen Zwecke der Erfindung
Dichten im Bereich von 0,4 bis 0,8 g/cm3 wesentlich sind.
Die Herstellung von verschäumten porösen Folien wird in der GB-PS 10 73 742 beschrieben. Bti diesem
Verfahren werden Polyalkylene oder deren Gemische mit Polystyrol, Nylon oder Polyethylenterephthalat mit
einer geringen Menge eines Treibmittels vermischt, extrudiert und verstreckt, um die verschäumte Folie
sofort durch Längsorientierung in einzelne Fasern zu j>
zerteilen. Ob bei diesem Verfahren in einer Zwischenstufe eine geschlossenzellige oder offenzelüge Struktur
erzielt werden könnte, ist jedoch nicht ersichtlich.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein poröses Kunststoff-Schichtmaterial her- 4»
zustellen, aus offene Zellen aufweist, die in Form kanalartiger Durchgänge von einer Oberfläche bis zur
gegenüberliegenden Oberfläche reichen, und das dadurch ausgezeichnete Luftdurchlässigkeit und feuchtigkeitsdurchlässigkeit
besitzt Es soll somit ein Verfahren -r> zur Herstellung eines Materials zur Verfügung gestellt
werden, welches die für ein Kunstleder wesentliche gute Feuchtigkeits- und Luftdurchlässigkeit aufweist, welches
aber gleichzeitig die ausgezeichneten Filtrationseigenschaften eines Filtermaterials besitzt. Trotz dieser ;n
speziellen Eigenschaften muß dieses Schichtmaterial auch in Form von sehr dünnen Folien zäh und rißfest
sein, so daß es weder reißt, noch beim scharfen Biegen
bricht.
Eine ahnliche Aufgabenstellung liegt der US-PS v>
34 07 253 zugrunde. Gemäß dieser Patentschrift wird ein kunstledcrartiges Material in Form einer porösen
Folie hergestellt. Für dieses bekannte Verfahren ist es jedoch zur Lösung der genannten Aufgabe wesentlich,
eine unverschäumtc Folie, die aus einem Gemisch aus w)
mindestens einem kristallisierbaren Polyolefin und einem Elastomeren hergestellt worden ist, unter
bestimmten Bedingungen zu verstrecken. Durch dieses mechanische Verstrecken sollen Hohlräume gebildet
werden, die in ihrer Struktur keine Ähnlichkeit mit ^ Poren haben, wie sie durch Verschäumen erhalten
werden. Die nach diesem Verfahren verarbeiteten Polymerengemische, wie ein Gemisch aus Polypropylen
und einem Athylen-Propylen-Copolymeren wurden bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren nicht zu dem
gewünschten Produkt führen, wie aus den Vergleichsproben g) und h) des nachstehend beschriebenen
Beispiels 6 ersichtlich ist. Mit Hilfe des bekannten Verfahrens werden Folien erhalten, deren Wasserdampfdurchlässigkeit noch unzureichend ist
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines gas- und flüssigkeitsdurchlässigen porösen Materials auf Polyolefinbasis
wird in der US-PS 33 10 505 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch aus Polyäthylen
und Polymethylmethacrylat extrudiert wonach das erhaltene Kunststoffmateriai in ein selektives Lösungsmittel
eingetaucht wird, um das Polymethylmethacrylat herauszulösen, wodurch poröses Polyäthylen erhalten
wird. Dieses Verfahren ist jedoch unwirtschaftlich, da es die zusätzliche Verfahrensstufe des Herauslösens und
darüber hinaus die Aufarbeitung großer Lösungsmittelmengen erfordert.
Erfinduitgsgemäß wurde nun festgestellt, daß die
vorstehend erläuterte Aufgabe gr.ost werden kann, wenn man ein Gemisch, das aus ein'm bestimmten
Polyolefin und einem bestimmten sekundären Polymeren besteht, mit Hilfe eines zersetzlichen Treibmittels in
einem bestimmten Mengenverhältnis von Treibstoff zu Kunsts'offmaterial verschäuml, wobei man das Verschäumen
unter bestimmten Bedingungen der Extrusion mit geringer Expansion durchführt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffmaterials
durch Verformen und Verschäumen eines Gemisches aus
A) einem Polyolefin, das ein Polyäthylen niederer oder hoher Dichte, ein Polypropylen, ein Polybuten, ein
Polypenten, ein Propylen-Äthylen-Copolymeres, ein Propylen-Hexen-Copolymeres. ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres,
dessen Vinylacetatgehalt weniger als 10Gew.-%. bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein
Äthylen-Äthylacrylat-Copolymeres, dessei. Äthylacrylat-Gehalt
weniger als 10Gew.-%, bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein Äthylen-Mc-thylmethacrylat-COfjolymeres,
dessen Methylmethacrylat-Gehalt weniger als IOGew.-%, bezogen auf das Copolymere,
beträgt, oder ein Gemisch dieser Polyolefine sein kann
und
B) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch aus A) und B) eines sekundären Polymeren, das ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres.
dessen Schmelzindex 2,0 oder mehr beträgt und dessen Vinylacetat-Gehalt
10 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Copolymere, ist, ein Äthylen-Äthylacrylat-Copolymeres, dessen Äthylacrylat-Gehalt
10Gew.-% oder mehr, bezogen auf das
Copolymere ist. oder ein Äthylen-Methylmethacrylat-Copc 'ymeres, dessen Methacrylat-Gehalt 10% oder
mehr, bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein natürlicher Kautschuk, ein Butadien-Kautschuk, ein in
Lösung polymerisierter statistischer Siyrol-Butadien-Copolymerkautschuk,
ein in Emulsion polymerisierter statistischer Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, ein
Butadien-Acrylnitnl-Kautschuk, ein Isopren-Butadien-Kautschuk, ein Polyisopren-Kautschuk, ein Isobutylen-Isopren-Kautsciiük
oder ein Styrol-Butadien-Dlockcopolymeres und/oder ein Styrol-Isopren-Blockcopolymeres
darstellt, mit Hilfe von 0,3 bis 3 Gew.-Teilen eines zersetzlichen Treibmittels, berechnet als Azodicarbonamid
auf 100 Gew.-Teile des Gemisches der Polymeren
A) und B). Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von flüssigkeits- und
gasdurchlässigen, porösen geschäumten folien- oder schlauchförmigen Körpern das vcrschäumbare Gemisch
in einer Dicke von 0,15 bis 3 mm mit einer Expansion (a) entsprechend dem 1,2- bis lOfachen des
Volumens der ursprünglichen Masse unter Bedingungen durch kontinuierliche Extrusion verformt und aufschäumt,
die den folgenden Gleichungen I und Il entsprechen
0,15 < S < 10.
111·
S die durchschnittliche Düsenschlit/öffnung in mm. i;
die durchschnittliche Dicke der zu verschäumenden Polymermasse im Zustand vor dem Schäumen in mm, t·,
die durchschnittliche Dicke des porösen Materials in mm und a die Expansion, bezogen auf das Volumen der
zu verschäumenden Polymermasse im Zustand \.>r dem Verschäumen (-f--h). bedeuten: und
IV
worin Q das Extrusionsvolumen des extrudierten porösen Materials abzüglich des darin enthaltenen
Raumvolumens (cmVmin) bedeutet.
VV die Querschnittsflächc des Diisenschlit/es (cm:) und
V die Extrusionsgeschwindigkeit bedeuten, die aus Q
und
W (cm/min) berechnet worden ist.
W (cm/min) berechnet worden ist.
Der Schmelzindex entsprechend der vorstehenden
Definition wird gemäß ASTM-D 1238 gemessen. Der Gehalt der vorliegenden Polymeren an Vinylacetat-.
Äthylacrylat- oder Methylmethacrylateinheiten wird durch Infrarotspektrophotometrie unter Verwendung
der Absorption der C = O-Gruppe bei einer Wellenzahl von 1740cm-' oder3480 cm-' bestimmt.
Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen und mit einem Expansionsgrad entsprechend
dem 1,2- bis lOfachen verschäumten schlauch- oder schichtförmigen Körpern zeigen in dem Schaum
vorzugsweise einen durchschnittlichen Zellendurchmesser von 0,02 bis 03 mm.
Besonders bevorzugte Beispiele für sekundäre Polymere, die mit dem Polyolefin vermischt werden sollen,
sind Äthylen-Vinylacetat-Copolymere, natürlicher Kautschuk, ein Butadienkautschuk, Polyisoprenkautschuk,
statistischer Styrol-Butadien-Copolymer-Kautschuk, erhalten durch Lösungspolymerisation, Polyisoprenkautsch.uk,
Styrol-Butadien-Blockcopolymere, Styrol-lsopren-Blockcopolymere.
Der charakteristische Vorteil dieser Polymere ist der, daß das Endprodukt eine hohe Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase
aufweist und daß darüber hinaus die Extrusionsverformung leicht mit dem beigemischten Polyolefin durchgeführt
werden kann.
Der Ausdruck »zersetzliehes Treibmittel« bczeichnel
Substanzen, die durch Zersetzung beim Erhitzen Gase entwickeln können. Beispiele hierfür sind Azoverbindungen
wie Azodicarbonamid (etwa 260 ml/g), Bariumazodicarboxylal (etwa 177 ml/g), Diazoaminobcnzol
(etwa 115 ml/g) und dergleichen; Sulfohydrazide wie
4,4'-Hydroxybisbenzolsulfonylhydrazid (etwa 11 5 ml/g)
p-Toluolsulfonylhydrazid (etwa 110 ml/g) und dergleichen
und Nitroso-Verbindungen wie Dinitrosopentamethylentetramin (etwa 270 ml/g) und dergleichen. Die
oben in Klammern angegebenen Werte beziehen sich auf das ungefähr zu erwartende Gasvolumen (Normalbedingungen).
das bei der thermischen Zersetzung von I g der Verbindung erhalten wird.
l-'ig. I ist eine Aufsicht auf ein crfindiingsgcmäl.)
hergestelltes poröses Material:
I i g. 2 ist ein Querschnitt eines solchen porösen Materials, der die innere Struktur zeigt:
I i g. 3 ist eine grafische Darstellung der l.ufidurchlässigkeit
gegen Eilterdruek eines gemäß der Erfindung hergestellten porösen Materials, wobei zum Vergleich
die Werte von üblichen porösen Materialien angegeben sind:
(ι ι:. 4 zeigt die Kurve der l.uftdiirchlässigkcit gegen
den Schmclzindcx von Äthylen Vinylaceiat-C'opolyme
rcn (im folgenden als EVA bezeichnet), gemischt mit
einem sekundären Polymeren:
E ig. 5 zeigt in einer grafischen Darstellung die l.uftduicnlässigkcit gegen einer Menge EVA. vermischt
als dem sekundären Polymeren, und
I i g. 6 ist eine grafische Darstellung der Öffnungsrate
gegen die Menge von eingemischten EVA als sekundärem Polymcrcm.
Anhand der E i g. 1 und 2 werden nun die Merkmale eines crfindungsgcmäß hergestellten porösen Materials
beschrieben.
Mit I ist eine in einer Zelle 2 gebildete Öffnung bezeichnet. Eine Zelle 4 in einer inneren Schicht der
Zelle 2 weist eine Öffnung 3 auf. Wie man aus E i g. 1 ohne weiteres erkennt, machen die Öffnungen nicht
vollständig die Wandfläche der Zellen aus. sondern lassen eine Wandfläche zurück. Die Fläche, die von der
Öffnung eingenommen wird, beträgt etwa 30 bis 80% der Zellenwand. Diese Öffnungen zeichnen sich durch
einen glatten Umfang und eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt aus und nehmen somit einen
definitiven Raum ein. Durch Wiederholung der Verbindung zwischen Öffnung. Zelle und Öffnung steht eine
Öffnung an einer Oberfläche des porösen Materials mit einer Öffnung an der anderen Oberfläche des porösen
Materials in Verbindung und bildet damit pinen
Durchgang durch den Flüssigkeit oder Gas hindurcntreten kann. Dies läßt sich deutlich aus Fi g. 2 erkennen, in
der gleiche Bezugszeichen gleiche Abschnitte in F i g. 1 bezeichnen. Man erkennt aus Fig.2, daß im wesentlichen
kein Durchgang besteht, der gerad entlang der Linie der Dicke hindurchläuft, sondern daß sich
vielmehr kompliziert gewundene oder mäanderartig geformte Durchgänge bilden.
F i g. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Luftdurchlässigkeit und dem Filtrationsdruck des porösen
Materials, das nach Beispielen der vorliegenden Erfindung (im folgenden näher erläutert) hergestellt
worden ist im Vergleich zu handelsüblichen porösen Materialien. In F i g. 3 zeigt die Ordinate die Luftdurchlässigkeit
(Liter/cm2 · min.), die erhalten wurde, indem
das durchgelassene Luftvolumen, gemessen pro 1 Minute bei NormaltemDeratur durch die Filtrationsflä-
ehe (cm2) der Probe dividiert wurde. Auf der Abszisse ist
der Filtrationsdruck (mmHg) aufgetragen. Die Kurven der F i g. 3 haben folgende Bedeutung.
Nr.
der
Kurve
der
Kurve
Probe
Dicke
(mm)
(mm)
5 i'rodukt mit der Zusammensetzung 0,45
A aus Beispiel 2
A aus Beispiel 2
6 Handelsübliches Filterpapier 0,200
7 Produkt mit der Zusammensetzung 0,45
C aus Beispiel 2 r,
8 Produkt mit der Zusammensetzung 0,45
D aus Beispiel 2
D aus Beispiel 2
9 Handelsübliches Polyurethan 0,50
Leder
Leder
Wie man aus F i g. 3 entnehmen kann, zeichnet sich das erfindungsgemäße poröse Material durch eine Gas-
und Flüssigkeitsdurchliissigkcit aus. die in dem weiten
Bereich liegt, der durch das handelsübliche luftdurchläs- 2Ί
sigc Leder bis zu dem h.indclsUbl chen Filterpapier rekln. Die eifindiing^jjcniaijen po'öscn Materialien
haben im allgemeinen einen durchschnittlichen Zellendurchmesser von 0,02 bis 0.5 mm unc eine Ausdehnung
von dem 1,2- bis lOfachcn. In diesem Zusammenhang ist in
darauf hingewiesen, daß der durchs:hnittliche Zellendurchmesser
und die I'.xpansion, die für die Verwendung als Le !er oder Filter notwendig ist, im Bereich von 0,03
bis 0,4 mm bzw. von 1,3 bis 1.5 liegt. Während die Luftdurchlässigkeit des crfindungsg;emäßcn porösen r>
Materials mit einem durchschnittlichen Zellendurchmesser von weniger als 0,2 mm und einer Expansion
unterhalb von 1.2 abnimmt, so wäre die Zellenöffnung bei einem durchschnittlichen Zellencurchmesser oberhalb
von 0,5 mm und einer Expansion oberhalb von 10 4n
zu groß, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Öffnungsgrößen und zu einer Abnahme der Festigkeit
sowie zur Bildung von gerad hindurchführenden Durchgängen führen würde.
Die durchschnittliche Zellengröße oder der Durch- 4; messer eines porösen Materials wird wie folgt
bestimmt: Die Linse eines optischen Mikroskops wird gegen die auf der Oberfläche des porösen Materials
befindliche Zelle eingestellt. Dann erfolgt mit dem Hindurchtreten von Licht bei einer Vergrößerung von ">
<i 100- bis 300fach die eigentliche Messung unter Verwendung einer graduierten Linse oder mit Hilfe
einer Fotografie. Die Zelle mit dem längsten Durchmesser und die Zelle mit dem kürzesten Durchmesser an der
Oberfläche des porösen Materials werden gemessen λ und der arithmetische Mittelwert von zwei Messungen
wird als durchschnittlicher Zellendurchmesser oder durchschnittliche Zellengröße verwendet.
Die Expansion eines porösen Materials wird wie folgt bestimmt: Die Expansion läßt sich wiedergeben durch oo
die Formel
Volumen des porösen Materials
Volumen der festen Komponenten
Volumen der festen Komponenten
65
Das Volumen des porösen Materials wird erhalten durch Messen der Weite, Länge und Dicke eines
porösen Materials. Das Volumen der festen Komponente wird erhalten, indem das Gewicht des porösen
Materials durch die Dichte der festen Komponente dividiert wird. Die Dichte dar festen Komponenten wird
wie folgt gemessen: Das poröse Material wird geschmolzen und so komprimiert, daß unter dem Druck
die Hohlrräume in dem porösen Material zerstört werden. Von der so erhaltenen Probe wird die Dichte
nach ASTM-DI505-68 gemessen.
Die erfindungsgemäßen porösen Materialien haben zweckmäßig eine schlauch- oder schichtförmige Gestalt.
Hiermit soll folgendes zum Ausdruck gebracht werden: Wenn das erfindungsgemäße poröse Material schlauchförmig
ist, so wird sein Querschnitt im wesentlichen durch innere und äußere Umfangslinien gebildet. Wenn
es sich bei dem erfindungsgemäßen Material um ein schichtförmiges handelt, so wird es im wesentlichen
durch seine Dicke und Breite definiert. Die Dicke des erfindungsgemäßen porösen Materials liegt im allgemeinen
im Bereich von 0,05 bis 10 mm, vorzugsweise
M f\ j 1 ■ r — __-J* L I —. Λ <
C L" "1
\i11 η Ii ι »»ικ ^\ 9■ · Fvt 11 n/i 11\ c*r^#ac f~\ η f\*»rt* xir^w* ii 1 ^ ^^1 ρ * m m
Wenn das erfindungsgemäße Material eine Dicke von weniger als 0,05 mm aufweist, hat es im allgemeinen
keine ausreichende Festigkeit und besitzt gerad hindurchlaufende Kanäle, während bei einem porösen
Material mit einer Dicke oberhalb von 10 mm praktisch kaum noch eine Luftdurchlässigkeit besteht. Das
erfindungsgemäße poröse Material zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Festigkeit und Reißfestigkeit aus.
Diese Eigenschaften sind auf die spezielle Zusammensetzung zurückzuführen, bestehend aus einem Polyolefin
und zusätzlich hierzu einem sekundären Polymer mit guter Veträglichkeit mit dem Polyolefin wie einem
Athylen-Vinylester-Mischpolymer, einem Mischpolymer aus Äthylen mit einem ungesättigten Karbonsäureester,
einem Kautschuk oder einem thermoplastischen Elastomer.
Die porösen Materialien können erfindungsgemäß dadurch hergestellt werden, daß man ein Polyolefin, ein
sekundäres Polymer und ein sich zersetzendes Treibmittel miteinander vermischt, wobei man als Polymer ein
Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer, ein Mischpolymer von Äthylen mit einem ungesättigten Karbonsäureester,
einem Kautschuk, einem thermoplastischen Elastomer oder Mischungen hiervon verwendet und das resultierende
Polymerschäumungsgemisch der Extrusionsverformung aussetzt. In dem Gemisch schwankt die Menge
des sekundären Polymers im Bereich von 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 50Gew.-°/o
bezeigen auf das Gewicht der Mischung. Dies läßt sich klar aus der F i g. 5 entnehmen. Sie zeigt das Verhältnis
zwischen der Luftdurchlässigkeit und der Menge an eingemischtem Äthylen-Vinylacetat-Mischpoiymer als
sekundärem Polymer und aus den Beispielen, in denen andere sekundäre Polymere verwendet werden. Man
kann davon ausgehen, daß die wirksame Luftdurchlässigkeit nicht erhalten werden kann, wenn die Menge des
zweiten Polymers nicht wenigstens 5 Gew.-%. bezogen auf die Mischung, beträgt. Wenn man die Menge des
einzumischenden zweiten Polymers erhöht, steigt auch die Luftdurchlässigkeit. Dann erreicht diese Luftdurchlässigkeit
ein Maximum bei 40 bis 60Gew.-% des eingemischten sekundären Polymers. Hierbei ist darauf
hinzuweisen, daß das sekundäre Polymer in einer Menge von bis zu 95 Gew.-°/o verwendet werden kann,
je nach den gewünschten mechanischen Eigenschaften des Endprodukts. Die Kurven der Fig.5 lassen sich
durch die folgende Tabelle identifizieren.
Nr. der
Kurve
Kurve
Art des eingemischten EVA
Nr. der
Kurve
Kurve
Art des eingemischten EVA
12 EVA/Schmelzindex: 150, Vinylacetat-GehnJt
(im folgenden mit VAC bezeichnet): 30 Gew.-%)
13 EVA (Schmelzindex: 6, VAC: 30 Gew.-%)
14 EVA (Schmelzindex: 2, VAC: 25 Gew.-%]
15 EVA (Schmelzindex: 15, VAC: 12 Gew.-%)
16 EVA (Schmelzindex: 2, VAC: 12 Gew.-%)
Man kann somit davon ausgehen, daß das mit einem roiyuieiiiisubsirai /.u vermischende sekundäre Polymer
die Bildung von Öffnungen in den Zellen unterstützt.
Nach Beispiel 1, das als Vergleichsversuch auf/ufiis- .'»
sen ist, wird ein Kunststoffschaum hergestellt durch Extrusionsverformen einer Mischung von Polyäthylen
niederer Dichte mit einem sich zersetzenden Treibmittel unter Bedingungen, bei denen sich ein gleichmäßig
geschäumtes Material mit der größtmöglichen geschlos- :>
senen Zellenzahl bildet und somit keine Luftdurchlässigkeit aufweist. Wenn in diesem Fall die Extrusionsverformung
unter bestimmten Schäumungsbedingungen bewirkt wird, z. B. bei hoher Temperatur, fallen die
geschlossenen Zellen gelegentlich örtlich in sich m zusammen und sind miteinander unter Bildung von
Hohlräumen verbunden und geben Anlaß zu einer ungleichmäßigen großen zellularen Struktur, in der
teilweise offene Zellen vorliegen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß ein solches Produkt grundsätzlich π
unterschiedlich ist von dem erfindungsgemäßen flüssigkeits- und gasdurchlässigen porösen Material mit
hervorragenden Eigenschaften.
Der öffnungsumfang, nämlich das Verhältnis des gesamten Volumens der offenen Zellen, die mit der -to
Außenseite in Verbindung stehen zu de,η Volumen des
porösen Materials, schwankt in Abhängigkeit von der Menge des eingemischten sekundären Polymers. Dies
geht deutlich aus Fig. 6 hervor, die das Verhältnis zwischen dem öffnungswert und der Menge an 4>
eingemischtem Äthylen-Vinylaeetat-Mischpolymer als sekundärem Polymer zeigt. In Fig.b zeigt die Kurve,
die die gleiche Nummer wie in Fig. 5 trägt, die charakteristischen Eigenschaften des gleichen EVA wie
in Fig. 5. Erfindungsgemäß kann der maximale in Öffnungswert bis auf etwa 100% eingestellt werden.
Eine wirksame Gas- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit kann bei dem erfindungsgemäßen porösen Material bei
einem Öffnungswert von etwa 10% oder mehr erreicht werden. r>
Wie bereits erwähnt, sollte bei Verwendung eines Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymers als sekundäres Polymer
das Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer einen Vinylacetatgehalt von 10% oder mehr und einen
Schmelzindex von 2,0 oder mehr aufweisen, um ein t,o
poröses Produkt mit einer wirksamen Gas- und Fliissigkeitsdurchlässigkeit zu erhalten. Dies geht aus
den Fig.4 und 5 hervor. Fig.4 zeigt das Verhältnis
zwischen der Luftdurchlässigkeit und dem Schmdzindex eines Äthylen-Vinylacetat-Mischpolyme^s, das mit bS
dem sekundären Polymer vermischt worden ist. Die in Fig.4 dargestellten Kurven lassen sich durch die
folcende Tabelle identifizieren.
10 EVA mit einem VAC von 25-30 Gew.-%
11 EVA mit einem VAC von 12 Gew.-%
Wie der Vergleichsversuch in Beispiel I zeigt, resultiert das Einarbeiten von FVA mit einem
genügenden Schmelzindex von 20. aber einem niedrigen Vinylace'.at-Gchalt von >
Gew.-% zu einem Produkt, das praktisch keine I.uf(durchlässigkeit zeigt. Auch das
Hinarbeiten von EVA mit einem niedrigeren Schmel/mdcx
von 0,5 und einem niedrigen Vinylacetat-Gehalt ν.,,ι 6 Gew.-% führt zu einem Produkt ohne l.ufldurchlassij·-
kcit. Im Gegensatz hierzu zeichnen sich die erfindungsgL-niaßc-ii
püi'uScii ΓνίύιύΓΜπϋπ, Ci'ndliOfi linien Ühi.ii weiten
von EVA mit einem Schmelzindex und einem Vinylacetat-Gehalt in dem oben angegebenen Bereich,
nämlich von wenigstens 2,0 bzw. wenigstens 10.0, durch
eine ausgezeichnete Luftdurchlässigkeit aus
Als sich zersetzende Treibmittel, die verwendet werden können, sind die oben erwähnten Verbt'ndungen
geeignet in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Polyolefin. Die sich zersetzenden Treibmittel können
allein oder im Gemisch verwendet werden, in Mengen von 0,1 bis 5 Teilen, vorzugsweise von 0.3 bis 3,0 Teilen
und insbesondere von 0.4 bis 2.0 Gewichtsteilen, d. h.
Teile von Azodicarbonamid pro 100 Gewichtsteile einer Mischung des Polyolefins und dem sekundären Polymer.
Wenn andere Treibmine! als Azodicarbonamid verwendet werden, die nur eine kleinere Gasmenge entwickeln
können, müssen die Mengen dieser Substanzen unter Berücksichtigung des entwickelten Gases im Vergleich
zu dem Gasvolumen ausgewählt werden, das von Azodicarbonamid entwickelt wird. Die Verwendung des
Treibmittels in einer Menge von weniger als 0,1 Gewichtsteilen, bezogen auf Teile Azodicarbonamid
pro 100 Gewichtsteile Mischung des Polyolefins und dem sekundären Polymer bringt nicht genügend
Zellenöffnungen mit sich und führt zu schlechten Eigenschaften hinsichtlich Gas- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit.
Die Verwendung des Treibmittels in einer Menge von mehr als 3 Gewichtsteilen, bezogen auf die
oben erwähnten Werte, führt ebenfalls zu schlechten Zellenöffnungen. Die Verwendung des Treibmittels in
einer Menge von mehr als 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die oben erwähnten Werte, führt zu einem
Zusammenfallen der Zellen und zur Bildung von Hohlräumen, wodurch ungleichmäßige und grobe Poren
entstehen sowie ein Produkt mit außerordentlich geringer Festigkeit und auch das durch Extrusionsverformen
erhaltene Material ist instabil. Beispiele für Treibhilfsmiuel, die zusammen mit den oben erwähnten
sich zersetzenden Treibmitteln verwendet werden können, sind Stearate wie Zinkstearat. Kalziumstearat,
Zinkoxyd und dergleichen. Diese Treibhilfsmittel können dazu dienen, um den Schaum gleichmäßiger zu
machen. Auch kernbildende Mittel wie feinverteilter Talk, Siliziumdioxyd und dergleichen können vorteilhaft
mit den sich zersetzenden Treibmitteln verwendet werden, um den Schaum gleichmäßig zu machen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Polyolefin mit einem sekundären
Polymer und einem sich zersetzenden Treibmittel vermischt, gegebenenfalls mit einem Hilfst! eibmittel,
einem kernbildenden Mittel, einer färbenden Substanz
wie einem Pigment, mit anorganischen Füllmitteln, einem die Alterung hemmenden Mittel und anderen
geeigneten Zusätzen. Die resultierende Mischung wird dann der Extrusionsverformung unterworfen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, wie bereits erwähnt, das Vermischen eines
Polyolefins mit einem sich zersetzenden Treibmittel und das Extrusionsverformen des resultierenden Gemisches
wichtige Maßnahmen. Das Extrusionsverformen wird mit Hilfe einer schlauch- oder folienbildenden Düse,
einem Extruder und dem üblichen Zubehör durchgeführt, das gewöhnlich für das Extrusionsverformen von
thermoplastischen Harzen angewendet wird. Die hier
verwendete »Eixlrusionstemperatiir« bedeutet eine
Temperatur, bei der das sich zersetzende Treibmittel zersetzt wird, bevor die geschmolzene Masse aus dem
Extruder ausgepreßt wird.
zersetzenden Treibmittels kann etwas schwanken in Abhängigktji von der Art und der Menge des
Hilfstreibmittels, dem kernbildendcn Mittel und anderen Zusätzen, die zusammen mit dem sich zersetzenden
Treibmittel verwendet werden.
Es ist nicht erwünscht, eine zu lange Zeit anzuwenden,
während der das geschmolzene Gemisch in dem Extrusionssystem bleibt, bevor die geschmolzene Masse
ausgepreßt wird. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es vorzuziehen, daß die Extrusionsgeschwindigkeil V
entsprechend der folgenden Gleichung (I) 7 cm/min oder mehr beträgt.
V =
worin Q ein Extrusionsvolumcn des ausgepreßten porösen Materials darstellt, von dem das enthaltene
Hohlraumvolumen abgezogen wird (cmVmin),
W eine Querschnittsfläche des Düsenschlitzes (cm2)
bedeutet und
V eine Extrusionsgeschwindigkeit, berechnet aus Q und
W^cm/min) bedeutet.
Danach wird das Extrusionsvolumen des ausgepreßten porösen Materials, von dem das darin enthaltene
Hohlraumvolumen abgezogen wird (Q), erhalten durch Dividieren des Gewichts des ausgepreßten porösen
Materials pro Minute durch die Dichte der festen Komponenten des porösen Materials und die Querschnittsfläche
(W) des Düsenschlitzes ist eine Querschnittsfläche der Düse der Stellung, bei der der Druck,
der zum Extrudieren der geschmolzenen Masse auf das Extrusionssystem aufgebracht wird, im wesentlichen
entspannt isL Wenn die Auspreßgeschwindigkeit weniger als 7 cm/mm ist. wird die Verweilzeit der
geschmolzenen Masse in dem Extrusionssystem zu lang. Die lange Verweilzeit der Geschmolzenen Masse neigt
dazu, daß die Oberfläche des Produkts körnig wird und gleichzeitig daß sich Hohlräume in dem Produkt bilden,
die verhältnismäßig große Zellen miteinander verbinden, was zu einer unerwünschten Struktur des porösen
Materials führt.
Bei dem Extrusionsverformen gemäß der Erfindung gibt es eine andere bevorzugte Extrusionsbedingung,
nämlich die Bedingung hinsichtlich des Verhältnisses zwischen der Düsenschlitzöffnung und der Dicke des
porösen Materials. Die Dicke des erzeugten porösen Materials hat eine Beziehung zu der Expansion und
deshalb kann die oben erwähnte Beziehung zwischen der Düsenschlitzöffnung und der Dicke des Produkts is·
Verhältnis zwischen der Düsenschlitzöffnung und der Dicke der schäumenden Polymermasse vor dem
Schäumen ausgedrückt werden. Es ist vorzuziehen, daß diese Beziehung der folgenden Gleichung gehorch«
0,15 < < 10
h
h
und insbesondere der Gleichung
0,3 < S < 5 ,
ti
(111)
worin
1 = —'-
2 3 ι « '
1.2 < (j < K).
-1H .V cine durchschnittliche Düsenschlitzöffnung (mm),
ti eine durchschnittliche Dicke der schäumenden
ti eine durchschnittliche Dicke der schäumenden
Polymermasse vor dem Schäumen (mm),
U eine durchschnittliche Dicke des porösen Materials (rrim)und
U eine durchschnittliche Dicke des porösen Materials (rrim)und
-'"> n eine Expansion bedeutet, die sich auf das Volumen
der schäumenden Polymermasse im Zustand vor dem Schäumen (-fachen) bezieht.
Danach wird die durchschnittliche Düsenschlitzöff-
H) nung (S) ausgedrückt als der mittlere Wert von den
Messungen der Düsenschlitzöffnung an der Düsenschlitzstellung, an der der auf die geschmolzene Masse
ausgeübte Druck entspannt wird. Die durchschnittliche Dicke (t{) des porösen Materials wird als mittlerer Wert
Ii der Messungen der Dicke des porösen Materials
angegeben. Die durchschnittliche Dicke (ti) der
schäumenden Polymermasse wird erhalten durch Berechnen von /|. Die Expansion (.1) bezogen auf das
Volumen der schäumenden Polymermasse vor dem Verschäumen, wird, wie bereits erwähnt, erhalten durch
Dividieren des Volumens des porösen Materials durch das Volumen der festen Komponenten des norösen
Materials. Das Volumen der festen Komponenten wird erhalten durch Dividieren des gemessenen Gewichts
■»> des porösen Materials durch die Dichte der festen
Komponenten. Die Meßmethode der Dichte der festen Komponenten geschieht wie oben erwähnt. Wenn S/fj
geringer als 0,15, besteht eine Neigung, daß die geschmolzene, aus dem Düsenschlilz ausgepreßte
ίο Masse sich insgesamt wellt und dadurch ein poröses
Material abgibi. das zwar fiiissrgkeits- und gasdurchlässig
ist, aber keine glatte Oberfläche aufweist. Wenn S/f2
größer als 10 ist, muß häufig die aus dem Düsenschlitz ausgepreßte geschmolzene Masse zu stark gezogen
werden und reißt gelegentlich sogar ab. Das zu stark gezogene poröse Material besitzt große, längliche
Zellen und bildet dadurch Hohlräume in dem porösen Material, was wiederum zu einer anderen Struktur als
das erfindungsgemäße poröse Material Anlaß gibt.
bo Wie bereits ausgeführt, zeichnet sich das ertindungsgemäße
poröse Material nicht nur durch eine ausgezeichnete Gas- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit aus,
sondern auch durch eine gleichmäßige und feinzellige zellulare Struktur mit einer relativ niedrigen Expansion
von 1,2 bis 10(-fachem), was das Material zäh macht.
Während beispielsweise das aus Polyolefin durch Sintern des Polyolefinpulvers erhaltene poröse Material
durch einmaliges Biegen bricht, hat das erfindunesse-
mäße poröse Material eine so ausgezeichnete Festigkeit oder Zähigkeit, daß es z.B. 1000 Biegungen um einen
Winkel von 180° übersteht. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die Polymere, die als sekundäres
Polymer eingemischt werden, eine relativ gute Verträglichkeit mit dem Polyolefinsubstrat aufweisen, was ein
weiterer Unterschied zu Polystytol und ähnlichen Materialien ist, die schlecht verträglich sind. Man erhält
somit ein poröses Material gemäß der Erfindung, daß sich durch seine mechanische Festigkeit sowie durch
seine Beständigkeit bei niederer Temperatur und gegen normale Beanspruchung, die zu Rißbildungen führen
könnte, auszeichnet
Das erfindungsgemäße poröse Material findet somit zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Durch Variieren
der Art und der Menge des Polyolefins und des sekundären Polymers kann ein Produkt mit sehr
unterschiedlichem Griff erzeugt werden, nämlich von einem hai ten Griff bis zu einem geschmeidigen Griff
wie einer Tierhaut.
Das erfindungsgemäße poröse Material kann somit für verschiedenartige Zwecke wie Gas- und Flüssigkeiisfiltermaieriaüen
angewendet werden, die sich z. B.
durch chemische Widerstandsfähigkeit im Vergleich zu üblichem Filtertuch auszeichnen. Es eignet sich ferner
als Diaphragma für verschiedene Zwecke, z. B. als Mulchfolien für landwirtschaftliche Zwecke sowie als
Bandagenmaterial in der Medizin, als Kleidungsmateria!, Kunstleder und dergleichen.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
In eine Mischung aus einem Polyolefin wie es in der
folgenden Tabelle I angegeben ist und einem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer
als sekundärem Polymer in verschiedenen Mengenverhältnissen wurden 0,75 Ge-
j 5 wichtsteile Azodicarbonamid als zersetzendes Treibmittel, 0,5 Gewichtsteile Zinkstearat als Hilfstreibmittel, 1,0
Gewichtsteile Kalziumstearat und 0,5 Gewichtsteile feinverteiltes Talkum als kembildendes Mittel eingearbeitet
Die Mischung wurde in einem Mischet gleichmäßig verarbeitet Vergleichsversuche wurden
ebenfalls durchgeführt Bei den Ansätzen E, I und j wurde kein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer eingearbeitet.
Tabelle I | Polyäthylen | niederer Dichte | Ansatz | B | 30 | 0,3, | C | D | EFG | 70 | 50 | 30 | H | I J | 0,917 | g/cm3 | Vinylacetat-Gehalt, | Gew.-%: | 6 | K |
Ansätze | Polyäthylen | hoher Dichte | A | 70 70 | 2,0, | 60 | 60 | 100 | 60 | 0,97 | g/cm3 | Vinylacetat-Gehalt, | Gew.-%: | 12 ■ | 70 | |||||
Polymer | Polypropylen | 3,0, | 0,90 | g/cm3 | Vi nylace ta t-G ehal t, | Gew.-%: | 25 | |||||||||||||
Äthylen-Vinylacetat- | 0,5, | 0,927 | g/cm3. | Vinylacetat-Gehalt, | Gew.-%: | 30 | ||||||||||||||
1 | Mischpolymer | 2,0, | 70 | 100 40 | 0,93 | g/cm', | Vinylacetat-Gehalt, | Gew.-·/.: | 30 | |||||||||||
2 | desgl. | In der obigen Tabelle sind die Anteile | 2,0, | 0,95 | g/cm3, | Vinylacetat-Gehalt, | Gew.-%: | 5 | ||||||||||||
3 | desgl. | 15,0, | 40 | 0,95 | g/cm3, | Vinylacetat-Gehalt, | Gew.-%: | 30 | ||||||||||||
4 | desgl. | 15,0, | 0,95 | g/cm3, | Vinylacetat-Gehalt, | Gew.-·/.: | 30 | |||||||||||||
desgl. | 20,0, | 50 | 0,925 | g/cm3. | ||||||||||||||||
5 | desgl. | 6,0, | 40 | 0,95 | g/cm3, | |||||||||||||||
6 | desgl. | 15,0, | 0,95 | g/cm3. | 30 | |||||||||||||||
7 | desgl. | |||||||||||||||||||
8 | 30 | |||||||||||||||||||
9 | 30 | Gewichtsprozente. Die Eigenschaften der Polymere sind wie folgt: | ||||||||||||||||||
IO | Dichte: | |||||||||||||||||||
Il | Dichte: | |||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
Dichte: | ||||||||||||||||||||
1 Schmelzindex: | ||||||||||||||||||||
2 Schmelzindex: | ||||||||||||||||||||
3 Schmelzindex: | ||||||||||||||||||||
4 Schmelzindex: | ||||||||||||||||||||
S Schmelzindex: | ||||||||||||||||||||
6 Schraelzindex: | ||||||||||||||||||||
7 Schmelzindex: | ||||||||||||||||||||
8 Schmelzindex: | ||||||||||||||||||||
9 Schmelzindex: | ||||||||||||||||||||
10 Schmelzinde«: | ||||||||||||||||||||
11 Schmelzindex: |
Danach wurde die resultierende Mischung bei einer Extrusionstemperatur von 130 bis 200"C und einer
Extrusionsgeschwindigkeit von 300 cm/min aus einem 45 -mm-Extruder mit einer ringförmigen Düse mi
einem Durchmesser von 75 mm und einer Schlilzbreiti von 0,6 mm ausgepreßt. Das Extruoat war bis zu einen
gegebenen Volumen aufgeblasen durch Zugabe einer gegebenen Menge Luft und gekühlt zwischen der Düse
und der Abzugswalze, wodurch ein schlauchförmiges poröses Material entstand. Dieses schlauchförmige
poröse Material wurde gleichmäßig geschäumt und hatte eine Dicke von 0,45 mm und eine gelegte flache
Breite von 350 mm. Die Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle Il angegeben. In diesem Fall waren
die Exirusionsbedingungen wie folgt:
^r = 300 (cm/min.)
^r = 300 (cm/min.)
— = 1.65-
1.83
a = 1.9—2.6 (fach).
Meßwerte
Ansätze
A B
A B
0,05 0,13 0,16 0,11 0,15 0,05 0,08 0,08 0,30 0,19 0,12
Durchschnittszellengröße1)
Dichte2) (g/cm3) 0,42
ÖfTnungswert3) (%) 97
Lufidurchiässigkeii4) 5,9
(1/cmVMin.)
(1/cmVMin.)
Reißfestigkeit5) (kg/cm) 10 12
Zugfestigkeit6) (kg/cm2) 31 29
0,35 0,45 0,40 0,49 0,43 0,43 0,39 0,40 0,42 0,58
70 39 44 0 80 76 84 7 3 2
70 39 44 0 80 76 84 7 3 2
2,0 0,4 0,5 0 2,1 2,3 3,2 0 0 0
14
43
22
70
19
72
13
35
35
') Durchschnittliche Zellengröße bedeutet einen durchschnittlichen Zellendurchmesser in der Oberfläche eines porösen
Materials und, wenn elliptisch, zeigt der durchschnittliche Wert einen langen Durchmesser und einen kurzen an.
2) Die Dichte wird aus dem Volumen bestimmt, das durch Messen der Länge, Breite und Dicke einer Probe erhalten
worden ist und aus deren gemessenen Gewicht.
*) Der Öflnungswert wird bestimmt durch Messen des Volumens (Länge: a. Breite: b, und Dicke: c) und dem Gewicht (HO)
einer getrockneten Probe. Hierbei wird das Gewicht (W1) einer wasserhaltigen Probe gemessen, die dadurch erhalten wurde,
daß die getrocknete Probe in Wasser eingetaucht und die in den ZellenöfTnungen verbleibende Luft durch Wasser unter
verhindertem Druck von 30-40 mmHg ersetzt wurde. Die Dichte (d) der Polymerkomponenten der Probe wurde gemessen
und dann wurde nach der folgenden Gleichung gerechnet:
wobei der Nenner ein ganzes Volumen der Räume in einer Probe angibt und der Zähler ein ganzes Volumen von offenen
Räumen von Zellen bedeutet.
4) Die Luftdurchlässigkeil, gemessen bei Normaltemperatur und unter einem Filtrationsdruck von 70 mmHg.
5) Reißfestigkeit, gemessen nach ASTM-D-1938.
*) Zugfestigkeit, gemessen nach ASTM-D-638.
*) Zugfestigkeit, gemessen nach ASTM-D-638.
Man sieht aus den Tabellen I und II. daß das Produkt des Ansatzes E, welches kein Äthylen-Vinylacctat-Mischpolymer
als sekundäres Polymer enthält, keine offenen Zellen aufweist und somit nicht für Flüssigkeit
und Gase durchlässig ist. Andererseits haben sogar die Produkte, die aus den Ansätzen | und K hervorgegangen
sind und beide Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer enthalten, nahezu keine Durchlässigkeit für Flüssigkeiten
und Gase, da der Äthvlcn-Vinvlacetat-Mischpolymcr-Gehalt
nicht den Anforderungen entspricht, daß der Schmelzindex dieses Mischpolymers 2.0 oder mehr
beträgt, und der Vinylacetat-Gehait 10% oder mehr betragen sollte. Man sieht ferner aus dem Ansatz I. daß
das Schäumen von nur dem Äthylcn-Vinylacciat-Mischpolymer
mit einem niedrigen Schmclzindcx und einem niedrigen Vinylacctat-Gehalt nahezu keine Flüssigkeitsund
Gasdurchlässigkcit mit sich bringt. Wie im
4'. Gegensatz durch den Ansatz H gezeigt wird, kann eine
wirksame Gas- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit erreicht werden, wenn man als sekundäres Polymer das
erfindungsgemäße Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer einarbeitet. Die aus den Ansätzen A bis Π und F bis H
Vi erhaltenen Produkte zeichnen sich durch viele offene
Zellen und durch gute Flüssigkeits- und Gas- bzw. Damptdurchlässigkeit sowie durch gute Filtcreigenschaftcn
aus, d. h. daß Diatorneenerde nahezu vollständig von Wasser abgetrennt werden konnte, wenn eine
Vi I0°/oige wäßrige Suspension dieser Erde mit einer
durchschnittlichen Teilchengröße von 20 μ unter einem Filterdruck von 70 mm Hg filtriert wurde. In dem Filtrat
konnte praktisch keine Trübung beobachtet werden. Die aus diesen Ansätzen erhaltenen Produkte haben
ho ferner eine glatte, geschmeidige Oberfläche.
H c i s ρ i c I 2
L:in Polyäthylen niederer Dichte (Schmelzindcx: 0.3,
Dichte: 0,917) wurde mit einem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymcr
(Schmcl/index: b. Vinylacetat-Ciehall:
etwa 30%) mit den Anteilen vermischt, die in
folgenden Tabelle III angegeben sind.
folgenden Tabelle III angegeben sind.
Tabelle III
Ansätze
Polymer
Ansatz
A B
A B
70 80 90 95
30 20
10
1 Polyäthylen 50
niederer Dichte
(Substrat)
niederer Dichte
(Substrat)
10 Äthylen-Vinyl- 50
acetat-Mischpolymer
(sekundäres
Polymer)
acetat-Mischpolymer
(sekundäres
Polymer)
Die Anteile des Polymers sind in Gewichtsprozent angegeben. Danach wurden in je 100 Gewichtsteilen gleichmäßig
0,75 Teile Azodicarbonamid als zersetzendes Treibmittel, 0,5 Teile Zinkstearat als Hilfslreibmittel, 1,0 Teile Kaiziumstearat
und 0,5 Teile Talg als kernbildendes Mittel eingearbeitet.
Jede M isehufig wurde unter Schäumen bei einer Extrusionstemperatur
von 130 bis 200 C, einer Exlrusionsgeschwindigkeit von 300 cm/Min, mit Hilfe eines 45 mm
Durchmesser-Extruders ausgepreßt, der mit einer ringförmigen Düse vom Durchmesser 75 mm und einer Schlitzbreite
von 0,6 mm versehen war. Das Extrudat wurde aufgeblasen, so daß man ein schlauchformiges poröses Material
mit einer Dicke von etwa 0,45 mm und einer Flachlage von 350 mm erhielt. Die Eigenschaften des resultierenden porösen
Materials sind in der folgenden Tabelle IV angegeben. In diesem Fall sind die Einzelheiten des Extrusionsbedini;ungen
folgende:
W ~ | 300 (cm/Mm.) | B C | |
1.73—1.78 | |||
a = | 2.2—2.4(fach) | ||
Tabelle IV | |||
Eigenschaften | |||
Meßwerte | Ansatz | ||
A |
Durchschnittliche 0,05 0,05 0,07 0,10 0,13
Zellengröße (mm)
Zellengröße (mm)
Dichte (g/cm3) 0,42 0,43 0,39 0,43 0,41
Öffnungswert (%) 95 86 75 40 8
Öffnungswert (%) 95 86 75 40 8
Luftdurchlässigkeit 6,5 5,5 2,5 0,3 0,001
(l/cm7Min.)
(l/cm7Min.)
Reißfestigkeit 17 15 12 15 14
(kg/cm)
Zugfestigkeit 31 29 28 35 33
(kg/cm2)
Die Methoden zur Messung der Werte sind die gleichen wie
bei Beispiel I.
Es bildete sich ein poröses Material mit einer glatten,
sehr weißen und gleichmäßigen fein/.elligen Oberfläche
und zellularer Struktur, wenn die Menge des eingearbeiteten Äthylen-Vinylacclat-Mischpolymers erhöht wurde;
außerdem wurde der öffnungswcrt und die Luftdiirchlässigkeit deutlich erhöhl sowie die Flcxibili-
tat. Der Ansatz A gab ein poröses Material, das sich im
Griff wie eine Tierhaut anfühlte.
Obwohl allgemein von der Fachwelt angenommen wird, daß die Reißfestigkeit verringert wird, wenn der
öffnungswert ansteigt, so führt doch das Einarbeiten eines Äthylen-Vinylacetai-Mischpolymers zu einer
Verrringerung der Reißfestigkeit, sondern eher zu einer Verbesserung.
Wenn andererseits das luftdurchlässige poröse Material des Ansatzes B unter Hitze mti einem
Impulsgerät zu einem sackartigen schlauchförmigen Filter verschweißt wurde, konnte von diesem Filter am
Ende eines Luftgebläses, durch das Diatomeenerde mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 20 μ hindurchgeblasen
wurde, von diesem Filter zurückgehalten -•/erden. Die Auffangkapazität betrug 98%, was
bedeutet, daß praktisch alle Teilchen zurückgehalten wurden.
Ein Schäumungsgemisch wurde mit dem Ansatz F des Beispiels 1 hergestellt. Das Gemisch wurde geschmolzen,
in einem Extruder mit 45 mm Durchmesser geknetet, mit einer Düse vom Typ D mit einer
wirksamen Lippenweite von 200 mm und einer Schlitzöffnung von 0,4 mm bei einer Extrusionstemperatur von
130 bis 2000C und einer Auspreßgeschwindigkeit von
522 cm/Min, extmdiert und dann das vollständig
geschäumte Material abgeschreckt, wobei man eine glatte, endlose Bahn mit einer Dicke von 0,97 mm, einer
Breite von 180 mm erhielt, die sich durch einen hohen Weißheitsgrad Gleichmäßigkeit und feinen Schaum
auszeichnete. Die Einzelheiten der Strangpreßbedingungen waren folgende:
= 522 (cm/min)
" = 0.55
a = 2.3 (lach).
Das so erzeugte poröse Material hatte eine durchschnittliche Zellengrößc bzw. einen Durchmesser
4", von 0,08 mm, eine Dichte von 0,42g/cmJ. einen
Öffnungswert von 75%, eine Luftdurchlässigkeit von 2.8 l/cm2. Minuten und einen leicht steifigen Griff. Das
Material konnte Diatomeenerde aus Wasser vollstänfig abtrennen, wenn es zum Filtrieren einer wäßrigen
')(i Suspension von Diatomeenerde mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 10 μ verwendet wurde.
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit γ, der Abweichung, daß eine Mischung von 70 Gcwichtsteilcn
Polyäthylen niederer Dichte mit einem Schmclzindex von 0,3 und einer Dichte von 0,917 mit 30
CJe wichtsteilen Äthylcn-Äthylacrylat- Mischpolymer
vom Schmclzindcx 4 und einem Äthylacrylatgchall von mi 30% verwendet wurde. Daraus wurde ein schlauchformiges
poröses Material mit einer Dicke von 0.37 mm und einer Breite in Flachlagc von 340 mm hergestellt.
Dieses Material hatte einen gleichmäßigen Verschäumungsgrad und gute Eigenschaften, d. h. eine durchb-·,
schniltliche Zellengröße von 0,15 mm. eine Dichte von
0,3b g/cm1, einen Offnungswert von 70%, eine Luftdurchlässigktit
von 1,7 l/cm2 · Minute, eine Reißfestigkeit von 14 kg/cm und eine Zugfestigkeit von 30 kg/cm2.
10
Das Verfahren des Bejspjels 4 wurde wiederholt mit der Abweichung, daß ein Äthylen-Methylmethacrylat-Misehpoiymer
mit einem Schmelzindex von 3 und einem Methylmethacrylat-Gehalt von 23% als sekundäres
Polymer verwendet wurde. Daraus wurde ein schlauchförmiges poröses Material mit einer Dicke von 0,4 mm
und einer Breite in flachgelegtem Zustand von 350 mm hergestellt Dieses Material hatte einen gleichmäßigen
Verschäumungsgrad und gute Eigenschaften, d. h. eine durchschnittliche Zellengröße von 0,11 mm, eine Dichte
von 0,36 g/cm3, einen öffnungswert von 64%, eine
Luftdurchlässigkeit von 0,8 i/cm2 · Minute, eine Reißfe-
stigke.'t von 10 kg/cm und eine Zugfestigkeit von 15 Polymere
25 kg/cm2.
Ein Polyäthylen niederer Dichte mit einem Schmelzindex von 03 und einer Dichte von 0,917 und der in der
Tabelle V angegebene unvulkanisierte Kautschuk wurden in einem Bunbury-Mischer in den angegebenen
Mengenanteilen zu einem pellet-förmige». Material verknetet. Das resultierende Gemisch wurde gründlich
mit 0,8 Teilen Azodicarbonamid als zersetzendes Treibmittel, 0,6 Teilen Zinkstearat als Hilfstreibmittel,
1,1 Teilen Kalziumstearat und 0,5 Teilen feinverteiltem
Talg als Kernbildungsmittel, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile der Mischung, vermischt.
Das resultierende trockene Gemisch wurde dann in einem Extruder von 45 mm Durchmesser bei einer
Zylindertemperatur von 1700C, 2000C, 180° C bzw.
150°C und mit einer Auspreßgeschwindigkeit von
400 cm/Min, aus einer ringförmigen Düse mit einem Durchmesser von 75 mm und einer Schlitzöffnung von
0,4 mm ausgepreßt. Dann wurde in den extrudierten Schlauch eine bestimmte Menge Luft eingelassen,
wodurch der Schlauch auf eine gegebene Größe ausgeblasen und zwischen der Düse und der Zugwalze
gekühlt wurde, wobei sich ein schlauchförmiger Film mit einer Dicke von etwa 0,4 mm und einer flachgelegten
Breite von etwa 350 mm bildete. Die Eigenschaften des so erhaltenen porösen Materials sind in der folgenden
Tabelle V angegeben. Einzelheiten über die Extrusionsbedingungen sind folgende:
= 400 (cm/min)
— = 1.22—1.36
a = 1.8—2.5 (fach)
a = 1.8—2.5 (fach)
Kautschukart
abcd
abcd
Polyäthylen 70 65 70 65 75 70 70 70
niederer Dichte
(Gew.-%)
niederer Dichte
(Gew.-%)
Kautschuk 30 35 30 35 25 30 30 30
(Gew.-%)
(Gew.-%)
-5 a) Polybutadien mit einem cis-Gehalt von 36% einer
Mooney-Viskosität von 55 und einer Dichte von 0,89 g/ cm-,
b: Styrol-Butadien-Kautschuk; aus Lösung polymerisiert;
b: Styrol-Butadien-Kautschuk; aus Lösung polymerisiert;
Mooney-Viskosität 45; Dichte 0,91 g/cm3,
jo c: Styrol-Butadien-Kautschuk; emulsionspolymerisierc; Styrolgehalt 24%; Mooney-Viskosität 50; Dichte 0,91 g/ cm3.
jo c: Styrol-Butadien-Kautschuk; emulsionspolymerisierc; Styrolgehalt 24%; Mooney-Viskosität 50; Dichte 0,91 g/ cm3.
d: Styrol-Butadien-Kautschuk; emulsionspolymerisiert;
Styrolgehalt 50%; Mooney-Viskosität 70; Dichte 0,95 g/ cm3.
ij e: Polyisopren; cis-Gehalt 92%; Mooney-Viskosität 55-60;
ij e: Polyisopren; cis-Gehalt 92%; Mooney-Viskosität 55-60;
Dichte 0,90 g/cm3.
Γ: Polyisobutylen; Mooney-Viskosität 71 -80; Dichte 0,90 g/
Γ: Polyisobutylen; Mooney-Viskosität 71 -80; Dichte 0,90 g/
g: Äthylen-Propylen-Methylen-Bindungen (E.P.M.);
Mooney-Viskosität 45; Dichte 0,85 g/cm3.
h: Äthylen-Propylen-Dien-Methylen-Bindungen (E.P.D.M.);
Mooney-Viskosität 86; Dichte 0,85 g/cm3.
Tabelle VI | Kautschukart | b | C | d | e | r | g | h |
Eigenschaften | a | 0,15 | 0,12 | 0,10 | 0,20 | 0,25 | 0,4-0,6 | 0,3-0,7 |
Meßwerte | 0,13 | breite Streu | breite Streu | |||||
ung | ung | |||||||
Durchschnittliche | 0,46 | 0,49 | 0,45 | 0,39 | 0,36 | 0,40 | 0,37 | |
Zellcngröße | 0,50 | 65 | 71 | 59 | 74 | 78 | 5 | 3 |
80 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,1 | 3,8 | 0 | Ö | |
Dichte (g/cm3) | 2,9 | |||||||
ÖfTnungswert (%; | 4,3 | 7,4 | 5,0 | 4,4 | 7,5 | 12 | 9 | |
Luftdurchlässigkeit | 3,0 | |||||||
(l/cm2 ■ min) | 18 | 25 | 26 | 15 | 16 | 26 | 21 | |
Reißfestigkeit | 20 | |||||||
(kg/cm) | ||||||||
Zugfestigkeit | ||||||||
(kg/cmJ) | ||||||||
Die Meßwerte wurden wie bei Beispiel 1 ermittelt.
Die aus den obigen Ansätzen a bis f hergestellten geschäumten Filme sind gleichmäßig und besitzen eine
fein/cllularc Struktur s<-wie ein ausgezeichnetes Aussehen.
Sie sind auch anschmiegsam und haben einen Griff wie eine Tierhaut; <
,1 besitzen viele offene Zellen, keine
Haut an der Oberfläche und lassen Luft durchtreten. Unter den Kautschukarten erwiesen sich Polybutadien,
Polyisobutylen, Polyisopren, aus Lösung polymerisierter Styren-Butadien-Kautschuk als besonders gut für das
Filtern von Diatomeenerde. Die geschäumten Filme der Ansätze g und h hatten eine große Zellengröße, wenige
offene Zellen, eine breite Streuung der Zellengröße und eine schlechte Luftdurchlässigkeit, hatten also insgesamt
andere Eigenschaften als diejenigen, die mit sekundärem Polymeren erfindungsgemäß hergestellt
worden sind.
[-!.in Polyäthylen niederer Dichte mit einem Schmcl/-index
von OJ und einer Dichte von 0,921 g/cm1 und
Polybutadien-Kautschuk (der gleiche wie a in Beispie! 6)
wurden gründlich in einem Bunbury-Mischer in den angegebenen Verhältnissen verknetet (vgl. Tabelle VII).
wobei man pcllet-ähnliches Material erhielt. Diese Mischung wurde in trockenem Zustand vermischt und in
der gleichen Weise wie bei Beispiel b extrudiert. wobei man einen schlauchförmigen Film mit einer Dicke von
etwa 0,45 mm und einer flachgelegten Breite von etwa 300 mm erhielt. Es wurden folgende Extrusionsbcdingungcn
eingehalten:
= 3(K) (cm/min)
-=1.10 1.15
- 2.0 2.3(fach)
- 2.0 2.3(fach)
Tabelle VII
Ansätze
Ansätze
Polymere
Ansatz
Λ Β
Λ Β
1 Polyäthylen 90 80 70 50
geringer Dichte
(Gew.-%)
(Gew.-%)
a Polybutadien- IO 20 30 50
Kautschuk
(Gew.-%)
Die Eigenschaften der erhaltenen Filme sind in der folgenden Tabelle VIII angegeben.
Tabelle Viii
Eigenschaften
Eigenschaften
Meßwerte
Ansatz
A B
A B
Dichte (g/cm3) 0,40 0,42 0,44 0,46
Öffnungswert (%) 35 54 66 73
Luftdurchlässigkeit 0,17 0,51 2,10 3,10
(l/cm2 · Min.)
(l/cm2 · Min.)
Die Meßwerte wurden in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 ermittelt
Das so erhaltene poröse Material war bei jedem Ansatz gleichmäßig und hatte eine feinzellige zellulare
Struktur und ein angenehmes Aussehen. Wenn die Butadien-Kautschuk-Menge erhöht wurde, konnte der
geschmeidige Griff stark erhöht werden und insbesondere das mit dem Ansatz D erhaltene Material hatte
einen Griff wie ein hochwertiges Leder.
Ein Polyäthylen niederer Dichte mit einem Schmelz index von 0.3 und einer Dichte von 0,917 g/cm' unt
thermoplastischem Elastomer-Pellcts(ein Butadien-Sty rol-Blockmischpolymcr mit einem Styrolgchalt vor
40%, einem Molekulargewicht von etwa 100 000 unc einer Dichte von 0,94 g/cm* wurden mit den in dei
folgenden Tabelle IX angegebenen Anteilen trocker miteinander vermischt. In diese Mischung wurde ir
einem üblichen Mischer gleichmäßig 0,75 Gewichlsleili
A/.odiciirbonamid als sich /ersetzendes Treibmittel. 0.·'
(jewichtstcilc /inkstcarat als I lilfstrcibmiitcl. 1,0 Teile
Kal/iiimstearat und 0.5 Gewichtsteile Talg als kcrnbil
dendes Mittel eingearbeitet. Diese Mischung wurde ir einem Zylindcrextrudcr von 45 mm Durchmesser be
IbO-200"C kontinuierlich mit einer F.xtrusionsge
schwindigkcit von 600 cm/Min, aus einer Ringschlit/.dü
se mit einer Schiit/otinung von 0,3 mm und einen Durchmesser von 75 mm ausgepreßt. Der extrudierti
Schlauch wurde mit Luft gefüllt und zu einen gegebenen Durchmesser aufgeblasen und dann /wi
sehen der Düse und der /.ugwal/c zu einem schlauchför
mifzcn Film mit einer Dicke von etwa 0,55 mm und eine
nachgelegten Breite von etwa 350 mm gekühlt. Di< Kxtrusionsbcdingungcn waren hierbei folgende:
= 6(K) (cm/min)
- 0.73 0.75
a = 2.4 2.
Die Meßwerte des resultierenden porösen Material sind in der folgenden Tabelle X angegeben.
Tabelle IX
Ansatz
Ansatz
Polvmere
Ansatz
Λ Β
Λ Β
Polyäthylen 90
niederer Dichte
(Gew.-%)
Thermoplastisches 10
Elastomer
Elastomer
(Gew.-%)
Tabelle X
Eigenschaften
Eigenschaften
70 50
30 50
Meßwerte
Ansatz
A B
A B
Durchschnittliche 0,10
Zellengröße (mm)
Zellengröße (mm)
Dichte (g/cm3) 0,36
ÖfTnungswert (%) 38
ÖfTnungswert (%) 38
Luftdurchlässigkeit 0,15
(l/cm2 ■ Min.)
(l/cm2 ■ Min.)
Reißfestigkeit 17
(kg/cm)
Zugfestigkeit 40
(kg/cm2)
0,10 0.05 0,04
0,36 | 0,37 | 0.39 |
60 | 75 | 84 |
2,8 | 5,1 | 6,2 |
16 | 22 | 28 |
32 | 35 | 41 |
Die Meßwerte wurden in der gleichen Weise wie bei Beispiel I ermittelt.
Das auf diese Weise erhaltene poröse Material hatte eine gleichmäßige feinzelligc, zellulare, offene Struktur
und hatte ein ausgezeichnetes Aussehen und einen ■> angenehmen Griff. Besonders die nach den Ansätzen C
und D erhaltenen Produkte waren schmiegsam wie Wildle/u-jr und hatte auch eine gute Filtereigenschaft, die
sich darin zeigte, daß nahezu vollständig Diatomeenerde aus Wasser abgetrennt wurde, das in Form einer
lOn/oigen wäßrigen Suspension mit einer Durchschnittlichen
Teilchengröße von 20 μ Erde filtriert werden konnte unter einem Filterdruck von 70 mm I Ig. Das
f'iltrat zeigte keineTrübung.
Die Tabelle X lehrt, daß bei Erhöhung der Menge des ι >
thermoplastischen Elastomers der öffnungswert und die Luftdurchlässigkeit verbessert weiden und daß zwar
im allgemeinen die Reißfestigkeit etv/as verschlechtert Wird 'iVCfln dc* Of«riVin£[S*»V£ri 3!"!EiCi1^t ί!**·· '^'•'"wn C;^*^
Einarbeiten des thermoplastischen Elastomers als :» sekundäres Polymer stark die Reißfestigkeit verbessert.
Das mit dem Ansatz C erhaltene poröse Material mit einer Dicke von 0,55 mm und ein Eiaumwolltuch. das
vorher mit einem kautschiikartigen Klebstoff auf einer
Seite mit einer Überzugsvorrichlung und einem >ί
Rakelmesser überzogen worden war, wurden miteinander durch eine Druckwalze verbunden und dann
getrocknet, wobei man ein zweischichtiges, 0,8 mm dickes Material erhielt. Diese Verbundschicht hatte eine
ausgezeichnete Luftdurchlässigkeit von 4,0 l/cm2 ■ min jo
unter .inern Druck von 70 mm Hg; die Oberfläche war wasserabweisend, hatte einen weichen und warmen
Griff wie ein hochwertiges Wildleder. Diese Verbundschicht wurde mit einem Taber-Abriebtester geprüft,
wobei man bei 100 Abrieben einen Wert von 45 mg r> erhielt. Zum Vergleich wurde ein handelsübliches,
luftdurchlässiges Polyurethanleder geprüft; es zeigte eine Luftdurchlässigkeit von 0,25 l/cm2 · min und einen
Abrieb von 87 mg.
Zu 60 Gewichtsteilen Methanol wurden 40 Gewichtsteile Kalziumchlorid, 20 Gewichisteile Nylonharz
eingemischt und dann unter Rühren auf 80 —90cC
erhitzt, wobei man eine viskose Lösung erhielt. Die nach obigem Verfahren hergestellte Verbundschicht wurde
gleichmäßig auf der Oberfläche mit der erhaltenen viskosen Lösung in einer Dicke von etwa 0.2 mm mit
einer Beschichtungsvorrichtung und einem Rakelmesser beschichtet und dann gekühlt, wobei man es in Wasser
tauchte, wusch und trocknete. Man erhielt ein Kunstleder mit einer Dicke von etwa 032 mm, einem to
ausgezeichneten Griff wie natürliches Leder. Das Produkt hatte eine ausgezeichnete Luftdurchlässigkeit
von 1,1 l/cm2 - min und einen Taber-Abrieb von 47 mg.
Zu 60 Gewichtsteilen Polyäthylen hoher Dichte (Schmelzindex: 3,0; Dichte: 037 g/cm3) wurden 40
Gewichtsteile eines thermoplastischen Elastomers (das gleiche wie bei Beispiel 6), 0,65 Gewichtsteile Azodicarbonamid
als sich zersetzendes Treibmittel, 0,40 Ge- m> wichtsteile Zinkstearat, 1,0 Gewichtsteile Kalziumstearat
und 03 Gewichtsteile Talg gegeben. Das resultierende
Gemisch wurde in einer Mischvorrichtung gut vermischt und dann mit einer T-Düse in der gleichen
Weise wie bei Beispiel 3 ausgepreßt, wobei man eine endlose Bahn mit einer Dicke von i,10mm und einer
Breite von 170 mm erhielt. Diese Bahn hatte eine gleichmäßige offene, feinzellige Struktur, eine Dichte
von 0,44 g/cm3, einen durchschnittlichen Zellendurchmesser von 0,07 mm, ein glattes Aussehen und einen
harten Griff. Die Schicht war zäh und zerbrach nicht, selbst bei lOOOmaligem Biegen. Die charakteristischen
Eigenschaften dieser Schicht waren wie folgt:
Luftdurchlässigkeit: 53 l/cm2 · min; Öffnungswert:
Reißfestigkeit:52 kg/cm; Zugfestigkeit:63 kg/cm2.
Zum Vergleich wurde diese Mischung unter Schäumen extrudiert, wobei die gleiche Vorrichtung wie oben
verwendet wurde mit einer T-Düse bei einer Schlitzbrcite von 0,18 mm und einer Extrusionsgeschwindigkcil
von 300 cm/Min. Man erhielt einen schichtförmigen plastischen Schaum mit einer Expansion von 2,1(-fach)
und einer Dicke von 2,3 mm. Die so erhaltene Bahn hatte viele Runzeln, ein ungewöhnlich unregelmäßiges
Aussehen an der Oberfläche; sie war ungleichmäßig ppsrhäiimi. hatte Hohlräume und somit grundsätzlich
andere Eigenschiften als poröses Material gemäß der Erfindung. Die Extrusionsbedingungen waren folgende:
= 300 (cm/min)
= 0.I0
h
h
a = 2.1 (fach)
Vergleichsversuch 1
Die Mischung des Ansatzes C nach Beispiel 6 wurde unter Schäumen in der gleichen Weise wie bei Beispiel 6
extrudiert mit der Abweichung, daß 5 Gewichtsteile Azidocarbonamid verwendet wurden. Das Auspressen
ging ziemlich instabil vor sich, es entwich Gas aus der Mischung unter Bildung von örtlichen Löchern an der
Oberfläche des erhaltenen schlauchförmigen Films. Die Oberfläche war so rauh, daß das Material nicht als
gleichmäßig geschäumt bezeichnet werden konnte. Die Reißfestigkeit war 2 —3 kg/cm und der öffnungswert
20-30%.
Vergleichsversuch 2
Zu 85 Gewichtsteilen Polyäthylen niederer Dichte (Schmelzindex: 03; Dichte: 0J9l7g/cm3) wurden 15
Gewichtsteile Polystyrol (Molekulargewicht etwa 250 000) zugegeben und die so erhaltene Mischung
unter Schäumen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 extrudiert. Das Material hatte eine glatte Oberfläche
und war sehr weiß, es war gleichmäßig geschäumt, hatte ein.· Dicke von 037 mm und eine Dichte von 0,54 g/cm3.
Das mäteriä! hatte auch einer, öffnungswert vor. 43%,
eine Luftdurchlässigkeit von 0,9 l/cm2 · min, eine Reißfestigkeit
von 3 kg/cm und eine Zugfestigkeit von 13 kg/cm2. Dieses Material war deutlich schlechter als
ein erfindungsgemäßes Material, und zwar sowohl hinsichtlich seiner Durchlässigkeit für Luft und Gase als
auch seiner Festigkeit
Vergleichsversuch 3
Die nach Ansatz C in Beispiel 2 erhaltene Mischung wurde unter Schäumen aus einem Extruder mit 45 mm
Durchmesser ausgepreßt wobei man eine ringförmige Düse mit einem Durchmesser von 150 mm und einer
Schliizöffnung von 2 min bei der gleichen Extrusionstemperatur
und einer Extrusionsgeschwindigkeit von 63 cm/min erhielt. Auf diese Weise konnte ein
schichtförmiger plastischer Schaum mit einer Expansion von 2,5(-fach) und einer Dicke von etwa 0,75 mm
hergestellt werden. Die Einzelheiten des Strangpressens waren folgende:
^ = 6.5 (cm/min)
S = 3.6
a = 2.5<fech)
Das so erhaltene schichtförmige Material hatte eine außergewöhnlich unregelmäßige Oberfläche, kleine
Löcher, große Hohlräume und einen ungleichmäßigen Schaum und war somit deutlich schlechter als die
erfindungsgemäßen Produkte.
Die gleiche Mischung wurde unter Schäumen aus der
gleichen Vorrichtung extrudiert bei einer Extrusionsgeschwindigkeii
von 300 cm/min. Man erhielt einen schichtförmigen plastischen Schaum mit einer Expansion
von 2,5(-fach) und einer Dicke von 0.2 mm. Dieses Material hatte sehr viele kleine Löcher, viele aus Zellen
bestehende Hohlräume, die zusammengefallen waren und eine außergewöhnlich unregelmäßige Oberfläche.
Es hatte also völlig verschiedene Eigenschaften als ein erfindungsgemäßes Material. Die Einzelheiten des
Strangpressens waren folgende:
W | 300 (cm/mm) |
S
h ~ |
13.6 |
(I = | 2.5 (fach) |
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:I. Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffmaterials durch Verformen und Verschäumen eines Gemisches ausA) einem Polyolefin, das ein Polyäthylen niederer oder hoher Dichte, ein Polypropylen, ein Polybuten, ein Polypenten, ein Propylen-Äthylen-Copolymeres, ein Propylen-Hexen-Copolymeres, ein Athylen-Vinylacetat-Copolymeres, dessen Vinylacetatgehalt weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein Äthylen-Äthylacrylat-Copolymeres, dessen Äthylacrylat-Gehalt weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein Äthyien-Methylmethacrylat-Copolymeres, dessen Mel:hylmethacrylat-Gehalt weniger als 10Gew.-%, bezogen auf das Copolymere, beträgt, oder ein Gemiisch dieser Polyolefine sein kann undB) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gemisdii A) und B) ekies sekundären Polymeren, das ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres, dessen Schmielzindex 2,0 oder mehr beträgt und dessen Vinylacctat-Gchall 10Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Copolymere, ist, ein Äthylen-Äthylacrylat-Copolymeres, dessen Äthylacrylat-Gehalt IO Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Copolymere ist, dessen Äthylacrylat-Gehalt 10 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Copolymere ist, oder ein Äthylen-Met hylmethacrylat-Copolymeres, dessen Methylacrylai-Gehalt 10% oder mehr, bezogen auf das Copolymere, beträgt, c'.n natürlicher Kautschuk, ein Butadien-Kautschuk, ein in Lösung polymerisierter statistischer Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, ein in Emulsion polymerisierter statischer Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, ein Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, ein Isoprcn-Butadien-Kautschuk, ein Polyisopren-Kautschuk, ein Isobutylen-Isoprcn-Kautschuk oder ein Styrol-Butadien-Blockcopolymeres und/oder ein Styrol-Isopren-Blockcopolytneres darstellt, mit Hilfe von 03 bis 3 Gew.-Teilen eines zersetzlichen Treibmittels, berechnet als Azodicarbonamid, auf lOOGew.-Teile des Gemisches d.;r Polymeren A) und B)1 dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von flüssigkeits- und gasdurchlässigen, porösen geschäumten folien- oder schlauchförmigen Körpern das verschäumbare Gemisch in einer Dicke von 0,15 bis 3 mm mit einer Expansion fa^entsprechend dem 1,2-bis lOfachen des Volumens der ursprünglichen Masse unter Bedingungen durch kontinuierliche Extrusion verformt und aufschäumt, die den folgenden Gleichungen I und Il entsprechen
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP45091587A JPS492182B1 (de) | 1970-10-20 | 1970-10-20 | |
JP4129771A JPS5519936B1 (de) | 1971-06-09 | 1971-06-09 | |
JP4130371A JPS556659B1 (de) | 1971-06-10 | 1971-06-10 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2152328A1 DE2152328A1 (de) | 1972-04-27 |
DE2152328B2 true DE2152328B2 (de) | 1979-06-13 |
DE2152328C3 DE2152328C3 (de) | 1980-02-14 |
Family
ID=27290770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2152328A Expired DE2152328C3 (de) | 1970-10-20 | 1971-10-20 | Verfahren zur Herstellung eines flüssigkeits- und gasdurchlässigen geschäumten Kunststoffmaterials |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2152328C3 (de) |
GB (1) | GB1376151A (de) |
IT (1) | IT942088B (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5148083B2 (de) * | 1973-01-09 | 1976-12-18 | ||
AR204831A1 (es) * | 1973-05-08 | 1976-03-05 | Du Pont | Mezclas curables apropiadas para ser usadas en composiciones vulcanizables las composiciones vulcanizables y los productos vulcanizados |
DE3922213C1 (en) * | 1989-07-06 | 1991-02-28 | Mag Dr. Frenkel Gmbh Med. Apparate Und Geraete, 7483 Inzigkofen, De | Air bubble generator for bubble bath - has nozzle fitted, porous hoses fed from air distributor |
DE4103811C1 (en) * | 1991-02-08 | 1992-04-02 | Mag Dr. Frenkel Gmbh Med. Apparate Und Geraete, 7483 Inzigkofen, De | Targetted liq. massager for body parts - has tube coupling to outlet branch of bubble bath mat |
DE19653608B4 (de) * | 1996-12-20 | 2006-03-16 | Dieter Dipl.-Ing. Dengl | Folien mit textilem Griff |
-
1971
- 1971-10-20 GB GB4881171A patent/GB1376151A/en not_active Expired
- 1971-10-20 DE DE2152328A patent/DE2152328C3/de not_active Expired
- 1971-10-20 IT IT30111/71A patent/IT942088B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2152328A1 (de) | 1972-04-27 |
DE2152328C3 (de) | 1980-02-14 |
IT942088B (it) | 1973-03-20 |
GB1376151A (en) | 1974-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3027149C2 (de) | Füllstoffe enthaltende Gemische thermoplastischer Harze und ihre Verwendung zur Formkörperherstellung | |
EP0001807B1 (de) | Geschäumte Polyolefinfolie, Verfahren zu ihrer Herstellung und Wandbekleidung aus geschäumter Polyolefinfolie | |
DE2061121A1 (de) | Fluessigkeitsdurchlaessige Polyolefinschaumstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2364884B2 (de) | Masse und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE3017927A1 (de) | Verfahren zur herstellung von schaumstoff-formteilen aus einem harz auf vinylchlorid-basis | |
DE1694903A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von papierartigen thermoplastischen Folien zur Verwendung im graphischen Gewerbe | |
DE2152328C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines flüssigkeits- und gasdurchlässigen geschäumten Kunststoffmaterials | |
DE2937528A1 (de) | Schaumstoff und verfahren zu seiner herstellung | |
DE1729025B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines netzartigen materials aus einem thermoplastischen kunststoff mit faserstruktur | |
DE2611491A1 (de) | Aufschaeumbare und vernetzbare polyaethylenzusammensetzung, verfahren zur herstellung derselben und erzeugung von vernetzten polyaethylenschaeumen | |
DE1269212B (de) | Verfahren zur Herstellung eines Batteriescheiders mit Rippen aus elastischem, poroesem Material | |
DE2522779A1 (de) | Verfahren zur herstellung von vinylchlorid-hartschaeumen | |
DE1930134A1 (de) | Polyolefin-Schaumstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2414272A1 (de) | Thermoplastische polymermassen | |
AT265654B (de) | Verfahren zur Herstellung eines zellförmigen Polypropylenmaterials | |
DE69831043T2 (de) | Schaumstoffkörper, daraus hergestelltes innenverkleidungsmaterial, oder formkörper für innenverkleidung von fahrzeugen, und herstellungsverfahren | |
DE60035027T2 (de) | Poröser film und verfahren zu seiner herstellung | |
DE1769509B2 (de) | Polyvinylchlorid-Schaumstoff und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE2104305C3 (de) | Verwendung geschäumter Folien auf der Basis von Polyäthylen für die Herstellung bedruckter Tapeten | |
DE2122367A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung eines porösen Materials | |
DE1629471B2 (de) | Blockmischpolymer aus 75 bis 95 gew.%propylen und 25 bis 5 gew.-% aethylen | |
DE2327716C3 (de) | Verschäumbare Formmassen auf Basis von weichmacherhaltigen Vinylchlorid-Polymerisaten | |
DE102012014871B4 (de) | Mehrschichtiges Fahrzeuginnenverkleidungsteil sowie Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Fahrzeuginnenverkleidungsteils | |
DE2244231A1 (de) | Dampfdurchlaessige zusammensetzungen und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE1753665C (de) | Kunstleder aus Polyolefinpolymerisaten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |