DE2152328C3 - Verfahren zur Herstellung eines flüssigkeits- und gasdurchlässigen geschäumten Kunststoffmaterials - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines flüssigkeits- und gasdurchlässigen geschäumten KunststoffmaterialsInfo
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Description
0,15 <— < 10, (1)
h —
55
b0
1,2 < a < K);
S die durchschnittliche Düsenschlitzöffnung in mm,
/2 die durchschnittliche Dicke der zu verschäumenden Polymermasse im Zustand vor dem Schäumen in
mm, fi die durchschnittliche Dicke des porösen Materials in mm und
a die Expansion, bezogen auf das Volumen der zu verschäumenden Polymermasse im Zustand vor dem
Verschäumen (-fach), bedeuten; und
(H)
worin Q das 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
Q und
W (cm/min) berechnet worden ist.
W (cm/min) berechnet worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der kontinuierlichen Extrusion
folgende Bedingung einhält
in der 5 und 12 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 50Gew.-°/o,-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 bestreb«, 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 DE-OS 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 Schaumstoffe können zwar offenzellige 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
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. Bei 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
zerteilen. Ob bei diesem Verfahren in einer Zwischenstufe eine geschlossenzellige oder offenzellige Struktur
erzielt werden könnte, ist jedoch nicht ersichtlich.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein poröses Kunststoff-Schichtmaterial herzustellen,
das 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 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
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 ähnliche Aufgabenstellung liegt der US-PS 34 07 253 zugrunde. Gemäß dieser Patentschrift wird
ein kunstlederartiges Material in Form einer porösen Folie hergestellt. Für dieses bekannte Verfahren ist es
jedoch zur Lösung der genannten Aufgabe wesentlich, eine unverschäumte Folie, die aus einem Gemisch aus bo
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 anmeldungsgernäßen 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 Kunststoffmaterial 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
Erfindungsgemäß wurde nun festgeslellt, daß die
vorstehend erläuterte Aufgabe gelöst werden kann, wenn man ein Gemisch, das aus einem bestimmten
Polyolefin und einem bestimmten sekundären Polymeren besteht, mit Hilfe eines zersetzlichen Treibmittels in
einem bestimmten Mengenverhältnis von Treibstoff zu Kunststoffmaterial verschäumt, 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, dessen Äthylacrylat-Gehalt
weniger als 1OGew.-°/o, bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein Äthylen-Methylmethacrylat
Copolymeres, dessen Methylmethacrylat-Gehalt weniger als 10Gew.-%, 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-Copolymeres, dessen Methacrylat-Gehalt 10% oder
mehr, bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein natürlicher Kautschuk, ein Butadien-Kautschuk, ein in
Lösung polymerisierter statistischer Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk,
ein in Emulsion polymerisierter statistischer Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk, ein
Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, ein Isopren-Butadien-Kautschuk, ein Polyisopren-Kautschuk, ein Isobutylen-Isopren-Kautschuk
oder ein Styrol-Butadien-Blockcopolymeres und/oder ein Styrol-Isopren-Blockcopolymere:
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 verschäumbar 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 <— < 10,
ti
ti
(I)
h =
fl1/, '
1,2 < α < IG;
15
20
S die durchschnittliche Düsenschlitzöffnung in mm, /2
die durchschnittliche Dicke der zu verschäumenden Polymermasse im Zustand vor dem Schäumen in mm, f|
die durchschnittliche Dicke des porösen Materials in mm und a die Expansion, bezogen auf das Volumen der
zu verschäumenden Polymermasse im Zustand vor dem Verschäumen (-fach), bedeuten; und
(H)
30
worin Q das Extrusionsvolumen des extrudierten porösen Materials abzüglich des darin enthaltenen
Raumvolumens (cmVmin) bedeutet,
W die Querschnittsfläche des Düsenschlitzes (cm2) und
V die Extrusionsgeschwindigkeit bedeuten, die aus Q
und 4(i
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 1740 cm -' oder 3480 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 0,5 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-Kaut- eo
schuk, erhalten durch Lösungspolymerisation, Pölyisoprenkautschuk,
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 Extrusionsverfor-'
rnung leicht mit dem beigemischten Polyolefin durchgeführt werden kann.
Der Ausdruck »zersetzliches Treibmittel« bezeichnel Substanzen, die durch Zersetzung beim Erhitzen Gase
entwickeln können. Beispiele hierfür sind Azoverbindungen wie Azodicarbonamid (etwa 260 mi/g), Bariumazodicarboxylat
(etwa 177 ml/g), Diazoaminobenzol (etwa 115 ml/g) und dergleichen; Sulfohydrazide wie
4,4'-Hydroxybisbenzolsulfonylhydrazid (etwa 115 ml/g) p-Toluolsulfonylhydrazid (etwa 110 ml/g) und dergleichen
und Nitroso-Verbindungen wie Dinitrosopentamethyientetramin (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 vor 1 gder Verbindung erhalten wird.
F i g. 1 ist eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäG hergestelltes poröses Material;
F i g. 2 ist ein Querschnitt eines solchen porösen Materials, der die innere Struktur zeigt;
F i g. 3 ist eine grafische Darstellung der Luftdurchlässigkeit gegen Filterdruck eines gemäß der Erfindung
hergestellten porösen Materials, wobei zum Vergleich die Werte von üblichen porösen Materialien angegeben
sind:
F i g. 4 zeigt die Kurve der Luftdurchlässigkeit gegen den Schmelzindex von Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren
(im folgenden als EVA bezeichnet), gemischt mit einem sekundären Polymeren;
Fig. 5 zeigt in einer grafischen Darstellung die Luftdurchlässigkeit gegen einer Menge EVA, vermischt
als dem sekundären Polymeren, und
F i g. 6 ist eine grafische Darstellung der Öffnungsrate gegen die Menge von eingemischten EVA als
sekundärem Polymerem.
Anhand der Fig. 1 und 2 werden nun die Merkmale
eines erfindungsgemäß hergestellten porösen Materials beschrieben.
Mit : 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 F 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 einen Durchgang durch den Flüssigkeit oder Gas hindurchtreten
kann. Dies läßt sich deutlich aus F i 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 Normaltemperatur 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 Produkt 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
C aus Beispiel 2
8 Produkt mit der Zusammensetzung 0,45
D aus Beispiel 2
D aus Beispiel 2
9 Handelsübliches Polyurethan- 0,50
Leder
Leder
20
Wie man aus Fig. 3 entnehmen kann, zeichnet sich
das erfindungsgemäße poröse Material durch eine Gas- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit aus, die in dem weiten
Bereich liegt, der durch das handelsübliche luftdurchlässige Leder bis zu dem handelsüblichen Filterpapier
reicht. Die erfindungsgemäßen porösen Materialien haben im allgemeinen einen durchschnittlichen Zellendurchmesser
von 0,02 bis 0,5 mm und eine Ausdehnung von dem 1,2- bis lOfachen. In diesem Zusammenhang ist
darauf hingewiesen, daß der durchschnittliche Zellendurchmesser und die Expansion, die für die Verwendung
als Leder 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 erfindungsgemäßen porösen 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 Zellendurchmesser oberhalb
von 0,5 mm und einer Expansion oberhalb von 10 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 Durchmesser 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
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 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 eo 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 der 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-D1505-68 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 von 0,1 bis 5 mm und insbesondere von 0,15 bis 3 mm.
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
Äthylen-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 95Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 50Gew.-°/o
bezogen 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-Mischpolymer 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.-% 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-
Gehalt (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 Polyolefinsubstrat zu vermischende sekundäre Polymer
die Bildung von Öffnungen in den Zellen unterstützt.
Nach Beispiel 1, das als Vergleichsversuch aufzufassen 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 geschlossenen
Zellenzahl bildet und somit keine Luftdurchlässigkeit aufweist. Wenn in diesem Fall die Extrusionsverformung
unter bestimmten Schäumungsbedingungen bewirkt wird, L. B. bei hoher Temperatur, fallen die
geschlossenen Zellen gelegentlich örtlich in sich 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
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
Außenseite in Verbindung stehen zu dem Volumen des porösen Materials, schwankt in Abhängigkeit von der
Menge des eingemischten sekundären Polymers. Dies geht deutlich aus F i g. 6 hervor, die das Verhältnis
zwischen dem öffnungswert und der Menge an eingemischtem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer als
sekundärem Polymer zeigt. In Fig. 6 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
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.
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 poröses Produkt mit einer wirksamen Gas- und
Flüssigkeitsdurchlässigkeit zu erhalten. Dies geht aus den Fig.4 und 5 hervor. Fig.4 zeigt das Verhältnis
zwischen der Luftdurchlässigkeit und dem Schmelzindex eines Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymers, das mit
dem sekundären Polymer vermischt worden ist Die in Fig.4 dargestellten Kurven lassen sich durch die
folgende Tabelle identifizieren.
10 EVA mit einem VAC von 25-30 Gew.-%
11 EVA mit einem VAC von 12 Gew.-%
Wie der Vergleichsversuch in Beispiel 1 zeigt, resultiert das Einarbeiten von EVA mit einem
genügenden Schmelzindex von 20, aber einem niedrigen Vinylacetat-Gehalt von 5 Gew.-% zu einem Produkt,
das praktisch keine Luftdurchlässigkeit zeigt. Auch das Einarbeiten von EVA mit einem niedrigeren Schmelzindex
von 0,5 und einem niedrigen Vinylacetat-Gehalt von 6 Gew.-% führt zu einem Produkt ohne Luftdurchlässigkeit.
Im Gegensatz hierzu zeichnen sich die erfindungsgemäßen porösen Materialien, erhalten durch Einarbeiten
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 Verbindungen
geeignet in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Polyolefin. Die sich zersetzenden Treibmittel können
ailein 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 Gcwichtsteilen. d. h.
jo Teile von Azodicarbonamid pro 100 Gewichtsteile einer
Mischung des Polyolefins und dem sekundären Polymer. Wenn andere Treibmittel als Azodicarbonamid verwendet
werden, die nur eine kleinere Gasmenge entwickeln können, müssen die Mengen dieser Substanzen unter
r, Berücksichtigung des entwickelten Gases im Vergleich zu dem Gasvolumen ausgewählt werden, das von
Azodicarbonamid entwickelt wird. Die Verwendung des Treibmitteis 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
so 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 Treibhilfsmittel, 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
bo 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 Verbs fahrens wird ein Polyolefin mit einem sekundären
Polymer und einem sich zersetzenden Treibmittel vermischt, gegebenenfalls mit einem Hilfstreibmittel,
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 »Extrusionstemperatur« bedeutet ejne
Temperatur, bei der das sich zersetzende Treibmittel zersetzt wird, bevor die geschmolzene Masse aus dem
Extruder ausgepreßt wird.
Die Zersetzungstemperatur eines bestimmten sich zersetzenden Treibmittels kann etwas schwanken in
Abhängigkeit von der Art und der Menge des Hilfstreibmittels, dem kernbildenden 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 Extrusionsgeschwindigkeit V entsprechend der folgenden Gleichung (I) 7 cm/min
oder mehr beträgt.
worin Q ein Extrusionsvolumen des ausgepreßten porösen Materials darstellt, von dem das enthaltene
Hohlraumvolumen abgezogen wird (cmVmin),
IV eine Querschnittsfläche des Düsenschlitzes (cm2)
bedeutet und
Keine Extrusionsgeschwindigkeit, berechnet aus Qund
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 ist. Wenn die Auspreßgeschwindigkeit weniger als 7 cm/min 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 im
Verhältnis zwischen der Düsenschlitzöffnung und der Dicke der schäumenden Polymermasse vor dem
Schäumen ausgedrückt werden. Es ist vorzuziehen, daß diese Beziehung der folgenden Gleichung gehorcht
0,15 < — <. 10
und insbesondere der Gleichung
'2
ί,
(Hl)
3 1 a
1,2 <«< K).
1,2 <«< K).
2« 5 eine durchschnittliche Düsenschlitzöffnung (mm),
ti eine durchschnittliche Dicke der schäumenden
ti eine durchschnittliche Dicke der schäumenden
Polymermasse vor dem Schäumen (mm),
fi eine durchschnittliche Dicke des porösen Materials (mm) und
fi eine durchschnittliche Dicke des porösen Materials (mm) und
a eine Expansion bedeutet, die sich auf das Volumen der schäumenden Polymermasse im Zustand vor
dem Schäumen (-fachen) bezieht.
Danach wird die durchschnittliche Düsenschlitzöff-
JO 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
J5 der Messungen der Dicke des porösen Materials
angegeben. Die durchschnittliche Dicke (ti) der
schäumenden Polymermasse wird erhalten durch Berechnen von fi. Die Expansion (a) 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 porösen
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/ti
geringer als 0,15, besteht eine Neigung, daß die geschmolzene, aus dem Düsenschlitz ausgepreßte
Masse sich insgesamt wellt und dadurch ein poröses Material abgibt, das zwar flüssigkeits- und gasdurchlässig
ist, aber keine glatte Oberfläche aufweist. Wenn S/h
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.
Wie bereits ausgeführt, zeichnet sich das erfindungsgemäße
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 erfindungsge-
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 harten Griff bis zu einem geschmeidigen Griff
wie einer Tierhaut.
Das erfindungsgemäße poröse Material kann somit für verschiedenartige Zwecke wie Gas- und Flüssigkeitsfiltermaterialien
angewendet werden, die sich z. B.
Tabelle I
Ansätze
Ansätze
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 Kleidungsmaterial,
Kunstleder und dergleichen.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert
|0 Beispiel 1
In eine Mischung aus einem Polyolefin wie es in der
folgenden Tabelle 1 angegeben ist und einem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer als sekundärem Polymer ir
verschiedenen Mengenverhältnissen wurden 0,75 Gewichtsteile Azodicarbonamid als zersetzendes Treibmittel,
0,5 Gewichtsteile Zinkstearat als Hilfstreibmittel, 1,C Gewichtsteile Kalziumstearat und 0,5 Gewichtsteile
feinverteiltes Talkum als kernbildendes Mittel eingearbeitet. Die Mischung wurde in einem Mischet
gleichmäßig verarbeitet Vergleichsversuche wurden ebenfalls durchgeführt. Bei den Ansätzen E, 1 und )
wurde kein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer eingearbeitet.
Polymer
Ansatz A B
1 Polyäthylen niederer Dichte
2 Polyäthylen hoher Dichte
3 Polypropylen
4 Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer
5 desgl.
6 desgl.
7 desgl.
8 desgl.
9 desgl.
10 desgl.
11 desgl.
70 70 60 60 100
60 70
30
30 70
70 100 40
40
50
30 30
30 30
In der obigen Tabelle sind die Anteile Gewichtsprozente. Die Eigenschaftender Polymere sind wie folgt:
1 Schmelzindex:
2 Schmelzindex:
3 Schmelzindex:
4 Schmelzindex:
5 Schmelzindex:
6 Schmelzindex:
7 Schmelzindex:
8 Schmelzindex:
9 Schmelzindex:
10 Schmelzindex:
11 Schmelzindex:
0,3, Dichte:
2,0, Dichte:
3,0, Dichte:
0,5, Dichte:
2,0, Dichte:
2,0, Dichte:
15,0, Dichte:
15,0, Dichte:
20,0, Dichte:
6,0, Dichte:
15,0, Dichte:
0,917 g/cm3
0,97 g/cm3
0,90 g/cm3
0,927 g/cm3,
0,93 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,925 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,97 g/cm3
0,90 g/cm3
0,927 g/cm3,
0,93 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,925 g/cm3,
0,95 g/cm3,
0,95 g/cm3,
Vinylacetat-Gehalt, Gew.-%: 6 Vinylacetat-Gehalt, Gew.-%: 12 ·
Vinylacetat-Gehalt, Gew.-%: 25 Vinylacetat-Gehalt, Gew.-%: 30 Vinylacetat-Gehalt, Gew.-%: 30
Vinylacetat-Gehalt, Gew.-%: 5 Vinylacetat-Gehalt, Gew.-%: 30 Vinylacetat-Gehalt, Gew.-%: 30
Danach wurde die resultierende Mischung bei einer Extrusionstemperatur von 130 bis 200CC und einer
Exlrusionsgeschwindigkeit von 300 cm/min aus einem 45 -mm-Extruder mit einer ringförmigen Düse mi
einem Durchmesser von 75 mm und einer Schlitzbreiti von 0,6 mm ausgepreßt. Das Extrudat 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 H angegeben. In diesem Fall waren
die Extrusio.nsbedingungen wie folgt:
^t = 300 (cm/min.)
^t = 300 (cm/min.)
— = 1.65—1.83
a= 1.9—2.6 (fach).
Meßwerte | Ansätze | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K |
A | 0,13 | 0,16 | 0,11 | 0,15 | 0,05 | 0,08 | 0,08 | 0,30 | 0,19 | 0,12 | |
Durchschnitts | 0,05 | ||||||||||
zellengröße1) | 0,35 | 0,45 | 0,40 | 0,49 | 0,43 | 0,43 | 0,39 | 0,40 | 0,42 | 0,58 | |
Dichte2) (g/cm3) | 0,42 | 70 | 39 | 44 | 0 | 80 | 76 | 84 | 7 | 3 | 2 |
ÖfTnungswert3) (%) | 97 | 2,0 | 0,4 | 0,5 | 0 | 2,1 | 2,3 | 3,2 | 0 | 0 | 0 |
Luftdurchlässigkeit4) | 5,9 | ||||||||||
(l/cm2/Min.) | 12 | 14 | 11 | 16 | 22 | 19 | 13 | - | - | - | |
Reißfestigkeit5) (kg/cm) | 10 | 29 | 43 | 37 | 37 | 70 | 72 | 35 | - | - | - |
Zugfestigkeit6) (kg/cm2) | 31 | ||||||||||
') 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.
-) 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 ÖITnungswert wird bestimmt durch Messen des Volumens (Länge: a. Breite: b. und Dicke: c) und dem Gewicht (HO)
einer getrockneten Probe. Hierbei wird das Gewicht (W{) 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
vermindertem Druck von 30-40 mmHg ersetzt wurde. Die Dichte (d) der Polymerkomponenten der Probe wurde gemessen
und dann wurde nach der folgenden Gleichung gerechnet:
DtrnungswenC/.)=
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 Luftdurchlässigkeit, gemessen bei Normaltemperatur und unter einem Filtrationsdruck von 70 mmHg.
s) Reißfestigkeit, gemessen nach ASTM-D-1938.
") Zugfestigkeit, gemessen nach ASTM-D-638.
s) Reißfestigkeit, gemessen nach ASTM-D-1938.
") Zugfestigkeit, gemessen nach ASTM-D-638.
Man sieht aus den Tabellen I und II, daß das Produkt des Ansatzes E, welches kein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymcr
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 Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymcr-Gehalt
nicht den Anforderungen entspricht, daß der Schmelzindex dieses Mischpolymers 2.0 oder mehr
beträgt, und der Vinylacetat-Gehalt 10% oder mehr betragen sollte. Man sieht ferner aus dem Ansatz I, daß
das Schäumen von nur dem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer
mit einem niedrigen Schmelzindex und einem niedrigen Vinylacetat-Gehalt nahezu keine Flüssigkeitsund
Gasdurchlässigkeit mit sich bringt. Wie im
b0 Gtgensatz 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 D und F bis H
erhaltenen Produkte zeichnen sich durch viele offene Zellen und durch gute Flüssigkeits- und Gas- bzw.
Dampfdurchlässigkeit sowie durch gute Filtereigenschaften aus, d. h. daß Diatomeenerde nahezu vollständig
von Wasser abgetrennt werden konnte, wenn eine 10%ige 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
ferner eine glatte, geschmeidige Oberfläche.
Ein Polyäthylen niederer Dichte (Schmelzindex: 0,3. Dichte: 0,917) wurde mit einem Äthvlen-Vinylacetat-Mischpolvmer
(Schmelzindex: 6, Vinylacetat-Gehall: etwa 30%) mit den Anteilen vermischt, die in der
folgenden Tabelle III angegeben sind.
Tabelle III
Ansätze
Ansätze
Polymer
Ansatz
A B
A B
1 Polyäthylen 50 70 80 90 95
niederer Dichte
(Substrat)
niederer Dichte
(Substrat)
10 Äthylen-Vinyl- 50 30 20 10 5
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 Zinkstearal als Hilfstreibmitlel, 1,0 Teile Kalziumstearat
und 0,5 Teile Talg als kernbildendes Mittel eingearbeitet. Jede Mischung wurde unter Schäumen bei einer Extrusionstemperatur
von 130 bis 200"C, einer Extrus'ionsgeschwindigkeit 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 Extrusionsbedingungen
folgende:
A = 300 (cm/Min.)
-f = 1.73—1.78
a = 2.2—2.4(fach)
Tabelle IV
Eigenschaften
Eigenschaften
Meßwerte
Ansatz
A B
A B
25
40 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-Vinylacetat-Mischpolymers zu einer Verringerung der Reißfestigkeit, sondern eher zu einer
Verbesserung.
Wenn andererseits das luftdurchlässige poröse Material des Ansatzes B unter Hitze mit 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 werden. 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 Extrusionsten;peratur von
130 bis 20OcC und einer Auspreßgeschwindigkeit von
522 cm/Min, extrudiert 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)
W
W
S = .,.55
u = 2.3(fach).
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
Luftdurchlässigkeit 6,5 5,5 2,5 0,3 0,001
(l/cm2/Min.)
(l/cm2/Min.)
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 1.
Es bildete sich ein poröses Material mit einer glatten,
sehr weißen und gleichmäßigen feinzelligen Oberfläche und zellularer Struktur, wenn die Menge des eingearbeiteten
Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymers erhöht wurde; außerdem wurde der öffnungswert und die
Luftdurchlässigkeit deutlich erhöht sowie die Flexibili-Das so erzeugte poröse Material hatte eine
durchschnittliche Zellengröße bzw. einen Durchmesser von 0,08 mm, eine Dichte von 0,42 g/cm3, einen
Öffnungswert von 75%. eine Luftdurchlässigkeit von 2,8 l/cm2. Minuten und einen leicht steifigen Griff. Das
Material konnte Diatomeenerde aus V/asser vollstänfig abtrennen, wenn es /um Filtrieren einer wäßrigen
so Suspension von Diatomccnerdc mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 10 μ verwendet wurde.
Das Verfahren des Beispiels I wurde wiederholt mit der Abweichung, daß eine Mischung von 70 Gewichtsteilen Polyäthylen niederer Dichte mit einem Schmelzindex
von 0,3 und einer Dichte von 0.917 mit 30 Gewichtsteilen Äthylen-Äthylacrylat-Mischpolymer
vom Schmelzindex 4 und einem Äthylacrylatgehalt von bo 30% verwendet wurde. Daraus wurde ein schlauchförmiges
poröses Material mit einer Dicke von 0,37 mm und einer Breite in Flaehlagc von 340 mm hergestellt.
Dieses Material hatte einen gleichmäßigen Verschäumungsgrad
und gute Eigenschaften, d. h. eine durch-Iv-. schnittliche Zellengröße von 0,15 mm, eine Dichte von
0,36 g/cm3, einen öffnungswert von 70%, eine Luftdurchlässigkeit
von 1,7 l/cm2 ■ Minute, eine Reißfestigkeit
von 14 kg/cm und eine Zugfestigkeit von 30 kg/cm2.
Das Verfahren des Beispiels 4 wurde wiederholt mit der Abweichung, daß ein Äthylen-Methylniethacrylat-Mischpolymer
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 π ·ηι
hergestellt Dieses Material hatte einen gleichmäßigen to Verschäumungsgrad und gute Eigenschaften, d. h. eine
durchschnittliche Zellengröße von 0,11 mm, eine Dichte
von 0,36 g/cm3, eineD Öffnungswert von 64%, eine Tabelle V
Luftdurchlässigkeit von 0,8 l/cm2 ■ Minute, eine Reißfe-
stigkeit von 10 kg/cm und eine Zugfestigkeit von 15 Polymere
25 kg/cm2
Beispiel 6
Ein Polyäthylen niederer Dichte mit einem Schmelzindex von 0,3 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-förmigen 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 ;n
einem Extruder von 45 mm Durchmesser bei einer Zylindertemperatur von 17O0C, 20O0C, 180°C bzw.
1500C und mit einer Auspreßgeschwindigkeit von 400 cm/Min, aus einer ringförmigen Düse mit einem
Durchmesser von 75 mm und einer Schlitzöffnung von j·;
0,4 mm ausgepreßt. Dann wurde in den extrudierten Scnlauch 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 4» 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)
W
W
— = 1.22—1.36
h
h
a = 1.8—2.5 (fach)
Kautschukart
a b c d e
f g
Polyäthylen 70 65 70 65 75 70 70 70
niederer Dichte
(Gew.-%) Kautschuk 30 35 30 35 25 30 30 30
(Gew.-%)
a) Polybutadien mit einem cis-Gehalt von 36% einer Mooney-Viskosität von 55 und einer Dichte von 0,89 g/
cm3,
b: Styrol-Butadien-Kautschuk; aus Lösung polymerisiert;
b: Styrol-Butadien-Kautschuk; aus Lösung polymerisiert;
Mooney-Viskositäl 45; Dichte 0,91 g/cnrl
c: Styrol-Butadien-Kautschuk; emulsionspolymerisiert; Styrolgehalt 24%; Mooney-Viskosität 50; Dichte 0,91 g/
c: Styrol-Butadien-Kautschuk; emulsionspolymerisiert; Styrolgehalt 24%; Mooney-Viskosität 50; Dichte 0,91 g/
cm3,
d: Styrol-Butadien-Kautschuk; emulsionspolymerisiert; Styrolgehalt 50%; Mooney-Viskosität 70; Dichte 0,95 g/
d: Styrol-Butadien-Kautschuk; emulsionspolymerisiert; Styrolgehalt 50%; Mooney-Viskosität 70; Dichte 0,95 g/
cm3,
e: Polyisopren; cis-Gehalt 92%; Mooney-Viskosität 55-60;
e: Polyisopren; cis-Gehalt 92%; Mooney-Viskosität 55-60;
Dichte 0,90 g/cm3,
f: Polyisobutylen; Mooney-Viskosität 71 - 80: Dichte 0,90 g/
f: Polyisobutylen; Mooney-Viskosität 71 - 80: Dichte 0,90 g/
cm.
g: Äthylen-Propylen-Methylen-Bindungen (E.P.M.);
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.);
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 | f | 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 | |
Zellengröße | 0,50 | 65 | 71 | 59 | 74 | 78 | 5 | 3 |
80 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,1 | 3,8 | 0 | 0 | |
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/cm2) | ||||||||
Die Meßwerte wurden wie bei Beispiel 1 ermittelt.
Die aus den obigen Ansätzen a bis f hergestellten
geschäumten Filme sind gleichmäßig und besitzen eine feinzellulare Struktur sowie ein ausgezeichnetes Aussehen.
Sie sind auch anschmiegsam und haben einen Griff wie eine Tierhaut; sie besitzen viele offene Zellen, keine
Haut an der Oberfläche und lassen Luft durchtreten. Unter den Kautschukarten erwiesen sich Polybutadien,
Polyisobutylen, Polyisopren, aus Lösung polymerisiert
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.
Ein Polyäthylen niederer Dichte mit einem Schmelzindex von 0,3 und einer Dichte von 0,921 g/cm1 und
Polybutadien-Kautschuk (der gleiche wie a in Beispiel 6) wurden gründlich in einem Bunbury-Mischer in den
angegebenen Verhältnissen verknetet (vgl. Tabelle VII), wobei man pellet-ähnliches Material erhielt. Diese
Mischung wurde in trockenem Zustand vermischt und in der gleichen Weise wie bei Beispiel 6 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 Extrusionsbedingungen eingehalten:
= 300 (cm/min)
— = 1.10-1.15
a = 2.0-2.3 (fach)
a = 2.0-2.3 (fach)
Tabelle VlI
Ansätze
Ansätze
Polymere
Ansatz
A B
A B
1 Polyäthylen 90 80 70 50
geringer Dichte
(Gew.-%)
(Gew.-%)
a Polybutadien- 10 20 30 50
Kautschuk
(Gew.-%)
(Gew.-%)
Ein Polyäthylen niederer Dichte mit einem Schmelzindex von 0,3 und einer Dichle von 0,917 g/cm3 und
ri thermoplastischem Elastomer-Pel!ets(ein Butadien-Styrol-Blockmischpolymer
mit einem Styrolgehalt von 40%, einem Molekulargewicht von etwa 100 000 und einer Dichte von 0,94 g/cm3 wurden mit den in der
folgenden Tabelle IX angegebenen Anteilen trocken
K) miteinander vermischt. In diese Mischung wurde in
einem üblichen Mischer gleichmäßig 0,75 Gewichtsteile Azodicarbonamid als sich zersetzendes Treibmittel, 0,5
Gewichtsteile Zinkstearat als Hilfstreibmittel, 1.0 Teile Kalziumstearat und 0,5 Gewichtsteile Talg als kernbil-
ij dendes Mittel eingearbeitet. Diese Mischung wurde in
einem Zylinderextruder von 45 mm Durchmesser bei 160-200°C kontinuierlich mit einer Extrusionsgeschwindigkeit
von 600 cm/Min, aus einer Ringschlitzdüse mit einer Schlitzöffnung von 0,3 mm und einem
Durchmesser von 75 mm ausgepreßt. Der extrudierte Schlauch wurde mit Luft gefüllt und zu einem
gegebenen Durchmesser aufgeblasen und dann zwischen der Düse und der Zugwalze zu einem schlauchförmigen
Fiim mit einer Dicke von etwa 0,55 mm und einer flachgelegten Breite von etwa 350 mm gekühlt. Die
Extrusionsbedingungen waren hierbei folgende:
γ = 600 (cm/min)
*' — = 0.73—0.75
*' — = 0.73—0.75
I2
a = 2.4-2.6 (fach).
Die Meßwerte des resultierenden porösen Materials j5 sind in der folgenden Tabelle X angegeben.
Tabelle IX Ansatz
40 Polymere
Ansatz
A B
A B
Polyäthylen
Die Eigenschaften der erhaltenen Filme sind in der 45 niederer Dichte
folgenden Tabelle VIII angegeben. (Gew.-%)
Thermoplastisches 10
Tabelle VIII Elastomer
Eigenschaften (Gew.-%)
50
Tabelle X Eigenschaften
70
30
50
50
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 ■ Mia)
(l/cm2 ■ Mia)
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.
Meßwerte
55 Ansatz
A B
A B
Durchschnittliche 0,10
Zellengröße (mm)
Zellengröße (mm)
Dichte (g/cm3) 0,36
Öffnungswert (%) 38
Öffnungswert (%) 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
2,8
16
32
32
0,37
75
5,1
22
35
35
0,39
84
6,2
28
41
41
Die Meßwerte wurden in der gleichen Weise wie bei Beispiel I ermittelt.
Das auf diese Weise erhaltene poröse Material hatte eine gleichmäßige feinzellige, 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 Wildleder und hatte auch eine gute Filtereigenschafl, die
sich darin zeigte, daß nahezu vollständig Diatomeenerde aus Wasser abgetrennt wurde, das in Form einer
10%igen wäßrigen Suspension mit einer Durchschnittlichen Teilchengröße von 20 μ Erde filtriert werden
konnte unter einem Filterdruck von 70 mm Hg. Das Filtrat zeigte keine Trübung.
Die Tabelle X lehrt, daß bei Erhöhung der Menge des thermoplastischen Elastomers der Öffnungswert und
die Luftdurchlässigkeit verbessert werden und daß zwar im allgemeinen die Reißfestigkeit etwas verschlechtert
wird, wenn der öffnungswert ansteigt, daß jedoch das 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 Baumwolltuch, das
vorher mit einem kautschukartigen Klebstoff auf einer Seite mit einer Überzugsvorrichtung und einem
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 unter einem Druck von 70 mm Hg; die Oberfläche war
wasserabweisend, hatte einen weichen und warmen Griff wie ein hochwertiges Wildleder. Diese Verbundschicht
wt.'rde mit einem Taber-Abriebtester geprüft, wobei man bei 100 Abrieben einen Wert von 45 mg
erhielt. Zum Vergleich wurde ein handelsübliches, luftdurchlässiges Polyurethanledcr geprüft; es zeigte
eine Luftdurchlässigkeit von 0,25 l/cm2 · min und einen Abrieb von 87 mg.
Zu 60 Gewichtsteilen Methanol wurden 40 Gcwichtsteilc
Kaliumchlorid. 20 Gewichlstcile Nylonharz eingemischt und dann unter Rühren auf 80-90°C
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 Beschickungsvorrichtung und einem Rakelmcsscr beschichtet und dann gekühlt, wobei man es in Wasser
tauchte, wusch und trocknete. Man erhielt ein Kunstleder mit einer Dicke von etwa 0.92 mm, einem
ausgezeichneten Griff wie natürliches Leder. Das Produkt hatte eine ausgezeichnete Lufidurchlässigkeit
von !.! l/cm·1 min und einen Tabcr Abrieb von Λ1 mg.
Zu 60 Gewichtsteilen Polyäthylen hoher Dichte (Schmelzindcx: 3.0; Dichte: 0.97 g/cm]) wurden 40
Gewichlstcile eines thermoplastischen Elastomers (das gleiche wie bei Beispiel 6), 0,65 Gewichtsteile Azodicarbonamid
als sich zersetzendes Treibmittel, 0.40 Gewichtsteile Zinkstearat, 1,0 Gewichtsteile Kalziumstearat
und 0.5 Gewichtsteile Talg gegeben. Das resultierende Gemisch wurde in einer Mischvorrichtung gut
vermischt und dann mit einer T-Düsc in der gleichen Weise wie bei Beispiel 3 ausgepreßt, wobei man eine
endlose Bahn mit einer Dicke von 1.10 mm 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
ri Eigenschaften dieser Schicht waren wie folgt:
Luftdurchlässigkeit: 5,3 l/cm2 · min; Öffnungswert:
86%;
Reißfestigkeit: 52 kg/cm; Zugfestigkeit:63 kg/cm2.
ίο 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 Extrusionsgeschwindigkeit 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
geschäumt, hatte Hohlräume und somit grundsätzlich
2i) andere Eigenschaften als poröses Material gemäß der
Erfindung. Die Extrusionsbedingungen waren folgende:
pj, = 300 (cm/min)
- =0.10
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
exlrudiert mit der Abweichung, daß 5 Gewichtsteile
r> 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
4(i gleichmäßig geschäumt bezeichnet werden konnte. Die
Reißfestigkeit war 2-3 kg/cm und der Öffnungswert 20-30%.
Vergleichsversuch 2
4Ί Zu 85 Gcwichtsteilcn Polyäthylen niederer Dichte
(Schmelzindcx: 0.3; Dichte: 0,917 g/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
ίο extrudiert. Das Material hatte eine glatte Oberfläche
und war sehr weiß, es war gleichmäßig geschäumt, halte
eine Dicke von 0.37 mm und eine Dichte von 0,54 g/cm'. Das Material hatte auch einen ÖfinuntTswcrt v.in 43%.
eine Lufidurchlässigkeit von 0.9 l/cm2 · min. eine Rciß-
■v> festigkeit von 3 kg/cm und eine Zugfestigkeil 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.
Vcrgleichsvcrsuch 3
Die nach Ansatz C in Beispiel 2 erhaltene Mischung
wurde unter Schäumen aus einem Extruder mit 45 mm Durchmesser ausgcprcßi. wobei man eine ringförmige
b5 Düse mit einem Durchmesser von 150 mm und einer Schlitzöffnung von 2 mm bei der gleichen Exlrusionstemperatur
und einer Extrusionsgeschwindigkeit von 6.5 cm/min erhielt. Auf diese Weise konnte ein
schichlförmiger 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)
W
W
S = 3.6
a = 2.5 (fach)
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 Extrusionsgeschwindigkeit
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
r> 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
K) Strangpressens waren folgende:
= 300 (cm/min)
= 13.6
a = 2.5 (fach)
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. 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 10 Gew.-%, bezogen auf das Copolymere,
beträgt, ein Äthylen-Äthylacryiat-Copolymeres, dessen Äthylacrylat-Gehalt weniger als 10Gew.-%,
bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein Äthylen-Methylmethacrylat-Copolymeres,
dessen Methylmethacrytat-Gehalt weniger als 10Gew.-%, bezogen
auf das Copolymere, beträgt, oder ein Gemisch dieser Polyolefine sein kann und
B) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch A) und B) eines sekundären Polymeren, das ein
Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres, dessen Schmelzindex
2,0 oder mehr beträgt und dessen Vinylacetat-Gehalt 10Gew.-% oder mehr, bezogen auf das
Copolymere, ist, ein Äthylen-Äthylacrylat-Copolymeres, dessen Äthylacrylat-Gehalt 10Gew.-% oder
mehr, bezogen auf das Copolymere ist, dessen Äthylacrylat-Gehalt 10 Gew.-% oder mehr, bezogen
auf das Copolymere ist, oder ein Äthylen-Methylmethacrylat-Copolymeres, dessen Methylacrylat- m
Gehalt 10% oder mehr, bezogen auf das Copolymere, beträgt, ein natürlicher Kautschuk, ein Butadien-Kautschuk,
ein in Lösung polymerisierter statistischer Styrol-Butadien-Copoiymerkautschuk, ein in
Emulsion polymerisierter statistischer Styrol-Buta- ir>
dien-Copolymerkautschuk, ein Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, ein Isopren-Butadien-Kautschuk, ein
Polyisopren-Kautschuk, ein Isobutylen-Isopren-Kautschuk oder ein Styrol-Butadien-Blockcopolymeres
und/oder ein Styrol-Isopren-Blockcopolymeres darstellt, mit Hilfe von 0,3 bis 3 Gew.-Teilen eines
zersetzlichen Treibmittels, berechnet als Azodicarbonamid, auf lOOGew.-Teile des Gemisches der
Polymeren A) und B), 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 (^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
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