DE2239900A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung geschaeumter thermoplastischer kunststoffe - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung geschaeumter thermoplastischer kunststoffe

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Description

Dr. Michael Hann s v .. H /"£■> C (470) - 15
Patentanwalt a r 1Ii" August 1972
63 Gießen Ludwigstraße 67
The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG GESCHÄUMTER THERMOPLASTISCHER KUNSTSTOFFE
Priorität: 19. August 1971 /'USA / Ser. No. 173,130
Thermoplastischer Kunststoffschaum und Verfahren zu seiner Herstellung durch Extrusion des thermoplastischen Materials, das ein Treibmittel oder ein gasabspaltendes Mittel enthält, sind wohl bekannt. Bei der Herstellung derartiger geschäumter Kunststoffe oder schäumbarer Stoffe durch Extrusion ist es insbesondere wünschenswert, einen durch Erwärmen erweichten oder plastifizierten Strom aus dem thermoplastischen Material zu erzeugen und diesem ein flüchtiges fluides, im allgemeinen das Polymere bei der Extrusionstemperatur nicht lösendes Treibmittel zuzufügen oder zu injizieren, das Treibmittel mit dem durch Erwärmen plastifizierten Gel zu vermischen und das Gel auf die Extrusionstemperatur zu bringen, die abhängig davon, ob ein geschäumtes oder schäumbares Produkt gewünscht wird, oberhalb oder unterhalb der Schäumungstemperatur liegen kann. Vom praktischen Standpunkt her ist ein derartiges Verfahren, insbesondere bezüglich der erzielbaren Dichte beschränkt.
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ORIGINAL INSPECTED
Beispielsweise kann man bei Verwendung eines gegebenen Kunststoffes wie Polystyrol einen runden geschäumten Stab mit einem geringen Durchmesser von 2,5 bis 5 cm zu einem Schaumstoff von sehr geringer Dichte leicht extrudieren. Jedoch kann der Versuch, unter den gleichen oder ähnlichen Bedingungen einen geschäumten Körper mit einem grosseren Durchmesser zu extrudieren, wie z.B. einem Barren mit einer Dicke von 30 cm und einer Breite von 60 cm,zu schlechten Ergebnissen führen; das Produkt kann sich verziehen, verbiegen und deformiert werden. Häufig gibt es bei einem extrudierten Schaumbafren in einer senkrecht zur Extrusionsrichtung gelegenen/Querschnittsebene Zonen mit unterschiedlicher Dichte und Zellgrösse. Diese treten manchmal in einem radialen oder einem gewöhnlich querlaufenden Muster auf.
Es wurde schon eine Vielzahl von Anlagen zur Herstellung thermoplastischer Schaumstoffe durch Extrusion verwendet, die in folgenden US-Patentschriftan beschrieben sind: 2 669 751, 2 753 595, ? 740 157, 3 151 192 und 3 169 688. Es sind auch andere komplizierte Extrusionsprrzesse bekannt. Je verwickelter jedoch die Anlagen werden, desto schwieriger ist üblicherweise die Wartung und desto niedriger die bei täglichem Betrieb erzielbare Wirtschaftlichkeit. Die Wartung wird umso aufwendiger, je mehr Elemente mit beweglichen Teilen verwendet werden,und oftmals steigt der Energierbedarf pro Kapazitätseinheit.
Bei der Herstellung von Kunststoffschäumen ist es häufig wünschenswert, verschiedene modifizierende Materialien einschllesslieh fein verteilter Stoffe beizugeben, wie Calciumsilikat, Farbstoffe, Pigmente, feuerhemmende Mittel oder andere fein verteilte unverträgliche feste Stoffe, die als KeimbildungsaLLtLelfdie Jtellgrösse verändern und im
JHWWiTi(TSiBr original inspected
allgemeinen herabsetzen. Um bei der üblichen Herstellung von Schaumstoffen die gewünschte Zellgrösse zu erreichen und ähnliches zu bewirken, sind geringe Anteile dieser Zusätze erforderlich. Solche Zusätze sind vielfach kostspieliger als das zur Herstellung des Schaums verwendete thermoplastische Material, und es ist deshalb wünschenswert, derartige Zusätze in geringer Menge zu verwenden. Häufig tragen auch derartige Zusätze neben der gewünsdten Wirkung zu unerwünschten Nebeneffekten bei. Es wäre wünschenswert, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Herstellung geschäumter Kunststoffe verfügbar zu haben.
Es wäre auch ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von geschäumten Kunststoffen erwünscht, die verbesserte Produkte ergeben 'und nur eine geringe Menge von Zusätzen benötigen.
Es wäre ferner wünschenswert, ein vereinfachtes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung geschäumter Kunststoffe bei gleichzeitig niedrigerem Leistungsbedarf verfügbar rru machen.
Diese Vorzüge und andere Vorteile lassen sich gemäss der Erfindung mit einem Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Kunststoffes erreichen, bei dem ein flüchtiges 'fluides, den Kunststoff nicht lösendes Treibmittel dem durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff unter Bildung eines fließfähigen Gels zugemischt wird, das in eine Zone niedrigerer Temperatur und niedrigeren Drucks extrudiert wird, wobei die Verbesserung darin besteht, dass der durch Erwärmen plastifizierte Kunstoff einen Grenzflächengeneri. * vor der Extrusion in die Zone niedrigeren Drucks durchläuft. _
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Herstellung geschäumter Kunststoffe vorgesehen. Diese Vorrichtung umfasst in gegenseitigem Zusammenwirken eine Quelle für den durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff, Mittel zum Einführen des flüchtigen fluiden Treibmittels in den durch Erwärmen plastifizierten Kunst Stoffstrom, einen mit der Quelle in betrieblicher Verbindung stehenden Grenzflächengenerator mit einem Ein- und Auslaß, wobei über den Einlaß der durch Erwärmen plastifizierte Kunststoff zugeführt und dieser mit dem Treibmittel an der Auslaßöffnung ausgetragen wird, und eine in betrieblicher Verbindung7 mit dem Grenzflächengenerator stehende Extruderform, mit einer nach Wunsch ausgestalteten Austrittsöffnung.
Unter der Bezeichnung "Grenzflächen^enerator" versteht man einen innen ausgekleideten bewegungslosen Mischer, der manchmal als statischer Mischer oder statischer Rohrmischer bezeichnet wird, desäen Mischungsmechanismus im allgemeinen nicht vom Durchsatz abhängt, wenn der Durchlauf angenähert stromlinienförmig ist. Derartige Mischer können als "Schichtmischer" angesehen werden, bei denen die Strömung unterteilt ist und zwei Anteile derart aufeinander einwirken, dass die Berührungsfläche der ursprünglichen Strömungselemente (Stromfäden) wesentlich vergrössert wird. Solche Mischer sind bekannt und einige von ihnen einschliesslich ihrer Wirkungsweise können folgenden US-Patentschriften entnommen werden: 3 051 542, 3051 453,3 195 865, 3 206 170, 3 239 197, 3 286 992, 3 328 003, 3 358 749, 3 382 534, 3 394 924, 3 404 869, 3 406 947 und 3 506 244.
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Extrudier- und schäumbare Polymere einschiiessiich der flüchtigen fluiden Schäumungsmittel sind ihrer Art und kommerziellen Verwendung nach bekannt. Derartige Polymere schliessen Polymere von aromatischen Alkenylverbindungen ein. Darunter wird ein festes Polymeres aus einem oder mehreren polymerisierbären aromatischen Alkenylverbindungen verständen. Bevorzugt ist ein Polymeres oder Copolymeres, das mindestens 50 Gew.% mindesten einer aromatischen Alkenylverbindung in polymerisiert« Form aufweist und durch die allgemeine Strukturformel
Ar-C=CH2
dargestellt werden kann. Hierbei ist mit Ar der Rest eines aromatischen Kohlenwasserstoffs oder eines aromatischen Halokohlenwasserstoffs der Benzolreihe bezeichnet, während R Wasserstoff oder einen Methylrest darstellt.
Beispiele derartiger aromatischer Alkenylverbindungen sind die festen Homopolymeren des Styrols, a-Methylstyrols, o-Methylstyrolsj m-Methylstyrols, p-Methylstyrols, ar-Äthylstyrols, ar-Vinylxylols, ar-Chlorstyrols oder ar-Bromstyrols; die festen Copolymeren aus zwei oder mehr derartiger aromatischer Alkenylverbindungen mit geringen ' . Anteilen anderer leicht polymerisierbarer olefinischer Verbindungen, wie Methylmethycrylat oder Acrylnitril.
Typisch für solche Polymere sind Polystyrol, Styrol/Acrylnitril-Polymere und Styrol/Malein-Anhydrid-Polymere. Andere schäumbare Polymere sind Polyolefine, wie Polyäthylen, Poly propylen oder Copolymere aus Äthylen und Propylen, PoIy-
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caprolactam; Polyamide,wie Kondensationsprodukte von Hexamethylendiamin und Adipinsäure; Äthylen/Vinylacetat-Copolymere; Polyvinylchlorid, Vinylidenchlorid/Vinylchlorid-Copolymere; Polymethylinethacrylat und PoIyäthylacrylat.
Für die vorliegende Erfindung werden mit besonderem Vorteil Polymere von aromatischen Alkenylverbindungen, wie Polystyrol oder Styrol/Acrylnitril-Copolymere und ebenso gut kautschukverstärkte Styrolpolymere und kautschukverstärkte Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolyraere verwendet.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Vorrichtung wird ein weitgehend gleichmässiges Produkt unabhänig davon erhalten, ob ein Schaumkunststoff oder ein schäumbarer Kunststoff extrudiert wird."Bei geschäumten Polymeren lassen sich Ungleichmässigkeite.n meistens schnell aus einer Beurteilung der Zellstruktur bestimmen. Ungeschäumte Polymere werden üblicherweise durch Bestimmung des Treibmittelgehalts längs eines Querschnitts des extrudiert en Produkts bewertet.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 und 2 noch näher erläutert, die zwei alternative Ausführungsformen schematisch darstellen.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine mit 10 bezeichnete, zur Erläuterung des Standes der Technik und der Erfindung geeignete Extrudieranlage zur Herstellung von Kunststoffschaum. Die Anlage weist im gegenseitigem Zusammenwirken mit ihren übrigen Teilen einen Extruder 11 als Quelle für den durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff auf, Ein Vorratsgefäß 12 für das flüchtige fluide Treibmittel
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ist mit dem Extruder 11 betriebsmässig verbunden und versorgt das plastifizierte Gel innerhalb des Extruders mit dem flüchtigen Treibmittel. Der Extruder 11 hat einen Auslaßkanal 13, der in Verbindung mit einer ersten Verarbeitungseinheit 15 zur Erzeugung eines Gelstroms oder schäumbaren Polymeren steht. An die Verarbeitüngseinheit 15 schließen sich miteinander verbundene Verarbeitungseinheiten 16, 17 und 18 an; die Verarbeitungseinheit 18 arbeitet auf eine Extrudierdüse bzw. einen Extrusionsspritzkopf 19. Das plastifizierte Gel tritt aus der Extrudierdüse 19 als gestreckt ausgebildetem Körper 20 aus. Die beiden ersten Verarbeitungseinheiten dienen gewöhnlich dazu, das heiße plastifizierte Polymer mit dem Treibmittel ausreichend zu vermischen. Da . das Treibmittel oder das flüchtige fluide Treibmittel das Polymere bei der Extrusionstetnperatur im allgemeinen nicht löst, ist das Einbringen derartiger Treibmittel häufig mit Schwierigkeiten verbunden. Die dritte und vierte Verarbeitungs· einheit 17, 18 führen üblicherweise Wärme von dem durch Erwärmen plastifizierten Gel ab und bringen es vor dem Austritt aus der Extrudierdüse auf die gewünschte Extrusionstemperatur.
Obwohl in Fig. 1 vier Verarbeitungseinheiten dargestellt sind, kann ihre Anzahl in Abhängigkeit von der konstruktiven Ausgegestaltung der Gesamtanlage größer oder kleiner sein. In manchen Fällen wird für die Extrusion des Schaumstoffes die Extrudierdüse direkt mit dem Extruder verbunden und das aufeinanderfolgende Erhitzen, Mischen und Abkühlen erfolgt innerhalb eines Teils der Anlage. Die in Fig. 1 dargestellten Grundfunktionen werden jedoch beibehalten.
In der US-Patentschrift 2 669 751 ist ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines KunststoffSchaumes be-
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schrieben. Das wesentliche dieses Verfahrens besteht darin, dass das durch Erwärmen plastifizierte Gel mit dem Treibmittel eine Anlage aus einem oder mehreren Extrudern mit Schneckenforderen oder ähnlichen hintereinandergeschalteten Vorrichtungen zum Mischen und Kühlen vor dem Austritt aus der Extrudierdüse durchläuft. Jede dieser Vorrichtungen benötigt einen Antrieb, der üblicherweise aus einem Elektromotor mit einem Zahnraduntersetzer besteht.
Die aus den Verarbeitungseinheiten 15 und 16 bestehende "Gel-Verarbeitungsstrecke" kann in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft durch einen Grenzflächengenerator ersetzt werden, wie er beispielsweise in den US-Patentschriften 3 051 452, 3 051 453 und 3 195 865 beschrieben ist. Überraschenderweise werden bei einem derartigen Ersatz wesentlich verbesserte Ergebnisse erhalten. Der Energiebedarf: der Extrudierstrecke sinkt beträchtlich, wenn die in ihrer Funktion als Mischer den Verarbeitungseinheiten 15 und 16 entsprechenden rotierenden Mischer oder Extruder ohne einen Anstieg der für den Extruder 11 erforderlichen Eingangsieistung eliminiert werden. Bei der Wahl eines Grenzflächengenerators anstelle der Verarbeitungseinheiten 15 und 16 muß gebührend beachtet werden, dass der Druck innerhalb der Verarbeitungsstrecke infolge der viskosen Strömung abnimmt. Die Auswahl eines Grenzflächengenerators mit einer geeigneten Größe für den jeweiligen Verarbeitungsabschnitt ist für den Fachmann ohne weiteres möglich.
Auch anstelle der Verarbeitungseinheiten 17 und 18, die zur Kühlung des heißen plastifizierten Stroms auf die gewünschte Extrusionstemperatur dienen, werden vorteilhaft Grenzflächengeneratoren eingesetzt. Wegen der "Schichtcharakteristik" des Grenzflächengenerators wird dieser vorteilhaft außen mit einem
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Wärmeaustauscher verkleidet, der einen geringen Temperaturgradienten zwischen den einzelnen Strömungselementen einstellt, die sich theoretisch bis zu einer Mindestzahl von mehreren tausend Stromfäden entwickeln können.
In Fig. 2 ist ein mit der Bezugsziffer 30 versehenes alternatives Ausführungsbeispiel einer Extrudieranlage gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Anlaga30 umfaßt im gegenseitigen Zusammenwirken eine Quelle für den durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff oder einen mit dem ersten Grenzflächengenerator 32 in betrieblicher Verbindung stehenden Extruder 31 -, einem zweiten und dritten Grenzflächengenerator 33 und 34, wobei die Generatoren in Serie miteinander verbunden sind; der erste mündet in den . zweiten und der zweite in den dritten Generator. Der dritte Grenzflächengenerator führt in eine Extrudierdüse 35, die im allgemeinen mit der Extrudierdüse 19 in Fig. 1 identisch istl Die Quelle 37 für das flüchtige fluide Schaummittel steht mittels einer Leitung 39 in selektiver betrieblicher Verbindung mit der Quelle 3T, wobei in der Leitung 39 ein Absperrorgan 41 vorgesehen ist. Die Quelle 37 steht weiterhin über die Leitung 39a und ein Absperrorgan 41a mit dem Grenzflächengenerator 32 in Verbindung.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird das flüchtige fluide Treibmittel entweder der Quelle für das Polymere direkt in der Zuleitung zu dem ersten Grenzflächengenerator oder innerhalb desselben zugegeben. In Abhängigkeit von der Quellentemperatur kann auch so verfahren werden, das ein Teil des Treibmittels vor dem Eintritt in den Grenzflächengenerator und der verbleibende Teil anschließend innerhalb des Grenzflächengenerators zugeführt werden. Die zwei- oder mehrfache Zugabe ist besonders günstig, wenn relativ große Mengen des Treibmittels zur Anwendung gelangen. Beim Einsatz
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eines Grenzflächengenerators zum Mischen ist im allgemeinen die Verwendung von Stoffen mit stark verschiedenen Viskositäten unerwünscht, um die Ausbildung von Kanälen oder ähnliche Effekte zu vermeiden.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Zur Herstellung von Polystyrolschaum wird ein Ansatz aus 100 Teilen Polystyrol und 10 Teilen eines Treibmittels verwendet, das aus einer Mischung von 50 Teilen Dichlordifluormethan und 50 Teilen Methylchlorid besteht. Ein 32 rnrn-Extruder dient zum Plastifizieren des Polystyrols durch Hitzeeinwirkung. Das Treibmittel wird durch eine seitliche EinßpritzÖffnung zugeführt, die der Austragsöffnung des Schneckenförderers benachbart ist und etwa 3/4 des Abstands zwischen dem Einlaß für das Schüttgut und der Austragsöffnung des Schneckenförderers liegt. Der Auslaßkanal des Extruders führt in einen Grenzflächengenerator aus 28 Mischelementen oder Mischstufen mit einem in der US-Patentschrift 3 406 beschriebenen Stromlinienbild. Der Auslaß des Grenzflächengenerators steht in betrieblicher Verbindung mit einer Extrudierdüse geeigneter Größe, um ein geschäumtes Band mit einer Dicke von etv.Ta 1,27 cm und einer Breite von 30 cm zu erhalten. Der so extrudierte Srhaum hat eine Dichte von etwa 0,0288 g/cm und weist in seiner Querschnittsfläche eine außerordentlich gleichmäßige Zeilstruktur auf. Für Vergleichszwecke wurde der Grenzflächengenerator durch einen zweiten 32 mra-Extruder ersetzt, wobei die beiden Förderschnecken mit der gleichen Drehgeschwindigkeit wie bei dem Versuch mit dem Grenzflächengenerator rotieren. Der maximale, ohne die
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Bildung von Gaseinschlüssen und groben Unregelmäßigkeiten des Schaums verwendbare Anteil des eingeblasenen Treibmittels beträgt etwa 8 Teile auf 100 Teile des Polymeren. Für jeden Versuch wurden die gleichen Polymere und Treibmittel verwendet und die Bedingungen im Hinblick auf maximale Produktionsraten bei gleichbleibender Qualität optimiert.
Beispiel 2
Eine Polystyrol-Extrudieranlage mit einem 62,5 mm-Extruder und einem rotierenden Kühler' (ähnlich dem in der US-Patentschrift 2 669 751 beschriebenen Kühler) würde zur Optimierung des extrudierten Schaums betätigt, um einen Schaum mit im wesentlichen gleichmäßiger niedriger Dichte unter Verwendung einer maximalen Treibmittelmenge zu erhalten. Das Treibmittel ist eine Mischung aus 60 Gewichtsteilen Methylchlorid und 40 Gewichtsteilen Dichlordifluormethan. Es wurden folgende
2 Ve,rfahrensbedingungen gewählt: Extrudierdruck 99,4 kp/cm ; Extrudierformdruck 46,9 kp/cm ; Extrudertemperatur 2O8°C; Schäumungstetnperatur 113 C; 0,03 Teile Megnesiumoxid und 0,04 Teile Indigo, auf 100 Teile Polystyrol bei einer Zuführungsgeschwindigkeit von festem Polystyrol von 45 kg pro Std. Der maximale Anteil des Treibmittels, das ohne Beeinträchtigung des Produkts in dem extrudierten Schaum eingeschlossen werden kann, beträgt 8 Teile auf 100 Teile Polystyrol,
Eine Schaumdichte von 0,0476 g/cm wurde erhalten. Ein zehnstufiger Grenzflächengenerator mit einem in der US-Patentschrift 3 406 947 dargestellten Strömungsbild wurde in die Extrudieranlage eingebaut und direkt von dem Extruder mit dem Polymeren gespeist. Die Extrusionsbedingungen wurden dann optimiert,um den maximalen, in dem Polymer einschließbaren Anteil des Treibmittels zu bestimmen und einen markt-
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gängigen Polystyrolschaum zu erhalten, wobei eine Zuführgeschwindigkeit von 45 kg pro Std. für das Polystyrol vorgesehen war, das auf 100 Teile 0,03 Teile Magnesiumoxid und 0,01 Teile Indigo enthält. Es wurden folgende Extrusions-
2 bedingungen angewandt: Extruderdruck 77 kp/ctn ; Düsendruck 37,8 kp/cm ; Extrudertemperatür 212°G; Schäumungstemperatur 113°C, Es wurden 10 T9Ue Treibmittel auf 100 Teile Polystyrol für einen wirtschaftlichen akzeptablen Schaum mit einer Dichte
3
von 0,0336 g/cm verwendet.
Beispiel 3
Ein ähnlicher Vergleich wurde mit einer größeren Polystyrol* Extrudieranlage bei einer Zuführgeschwindigkeit von 820 kg pro Std. durchgeführt, wobei ein GrenzflächengenerAtor to&th. der US-Patentschrift 3 406 947 direkt hinter dem Extruder angeschlossen wurde. Das Schaummittel bestand aus einer Mischung mit gleichen Gewichtsanteilen von Methylchlorid und Dichlordifluormethan. Außerdem wurden in beiden fällen feuerhemmende und die Zellbildung fördernde Mittel in gleichen Anteilen zugesetzt.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle niedergelegt:
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Tabelle
Ui
CD
to CO
Extruder Düsen Extruderr Schäumungs- Treib Schaum
druck druck Temperatur Temperatur mittel dichte
kD/cm2 ktj/cm °C 0C Gew.% s/cm
üit Grenzflächengenerator 82. 6 42.7 215 114 14.0 0.0256
Ohne Grenzflächengenerator 77 40.6 220 115 11.5 0.032
CD CO CD Q

Claims (11)

Patentansprüche
1./Verfahren zur Herstellung eines geschäumten thermoplastischen Kunstoffs, wobei ein flüchtiges, den Kunststoff nicht lösendes f luides Treibmittel der?) durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff zur Bildung eines fließfähigen Gels zugemischt und die Mischung in eine Zone mit niedrigerem Druck und niedrigerer Temperatur . extrudiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Erwärmen plastifizierte Kunststoff und das Treibmittel vor der Extrusion in die/Zone niedrigeren Drucks einen oder mehrere Grenzflächengeneratoren durchläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Treibmittels dem durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff vor dem Eintritt in den Grenzflächengenerator (32) und der verbleibende Anteil des Treibmittels innerhalb des Grenzflächengenerators (32) zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff ein Kunststoff auf Basis einer alkenylaromatischen Verbindung verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff eine Polymeres oder Copolymeres verwendet wird, das mindestens 50 Gew.% mindestens einer alkenylaromatischen Verbindung gemäß der Formel
Ar-C-CH2
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in polymerisiefter Form enthält, wobei mit Ar der Rest eines aromatischen Kohlenwasserstoffs oder Halokohlenwasserstoffs der Benzolreihe und mit K Wasserstoff oder ein Methylrest bezeichnet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff Polystyrol verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Treibmittel eine Mischung aus Methylchlorid und DicHlördifluormethan verwendet wird,
7. Vorrichtung zur Herstellung von geschäumten Kunststoff, die in gegenseitigem Zusammenwirken umfaßt: eine Quelle (31) für den durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff, Mittel (39, 39a) zum Einbringen eines flüchtigen fluiden Treibmittels in den aus der Quelle (31) gespeisten durch Erwärmen plastifizierten Strom des Kunststoffs,ein mit der Quelle (31) in betrieblicher Verbindung stehender Grenzflächengenerator (32) mit einem Ein- und Auslaß, dessen Einlaß zur Aufnahme des durch Erwärmen plastifizierten Kunststoffs von der Quelle (31) und dessen Auslaß zum Austrag des durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff und des Treibmittels ausgebildet sind, und eine in betrieblicher Verbindung mit dem Grenzflächengenerator (32) stehende Extrudierdüse (35) mit einer nach Wunsch ausgestalteten Austrittsöffnung.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zwischen der Quelle (31) und dem Grenzflächengenerator (32) angeordnete Mittel (39) zum Zumischen des flüchtigen fluiden Treibmittels zu dem durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff, um ein gleichmäßiges, plastifiziertes schäum-
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bares Gel zu erhalten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch der Extrudierdüse benachbart angeordnete Kühlmittel, um Wärme von dem durch Erwärmen plastifizierten Kunststoff und dem Treibmittel abzuführen.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (39, 39a) zum Einbringen des flüchtigen fluiden Treibmittels in selektiver Verbindung mit einer Stelle innerhalb des Grenzflachengenerators (32) und einer Stelle zwischen der Quelle (31) und dem Grenzflächengenerator (32) stehen.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grenzflächengenerator (32) und der Extrudierdüse (35) weitere Grenzflächengeneratoren (33, 34) vorgesehen sind.
■) β \ ■:
DE19722239900 1971-08-19 1972-08-14 Einrichtung zum herstellen eines geschaeumten thermoplastischen kunststoffes Ceased DE2239900B2 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2440022A1 (de) * 1974-08-21 1976-05-20 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von daemmund leichtbaustoffen und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3983080A (en) * 1974-09-20 1976-09-28 The Dow Chemical Company Extrusion foaming of normally crystalline vinylidene chloride polymers
DE2739998C3 (de) * 1977-09-06 1980-04-10 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover Strangpreßvorrichtung zur Herstellung von geschäumtem Kunststoff
IT1109660B (it) * 1978-02-23 1985-12-23 Lavorazione Mat Plast Perfezionamento all estrusione di schiume sintetiche
JPS5835614B2 (ja) * 1979-03-09 1983-08-03 日本スチレンペ−パ−株式会社 ポリスチレン系樹脂板状発泡体の製造法
US4362482A (en) * 1980-01-09 1982-12-07 Cosden Technology, Inc. Apparatus for extruding thermoplastic compositions
JPS6052926B2 (ja) * 1981-05-18 1985-11-22 積水化成品工業株式会社 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法及び装置
US4560334A (en) * 1981-09-01 1985-12-24 Cosden Technology, Inc. Apparatus for extruding thermoplastic compositions
US4387169A (en) * 1981-10-01 1983-06-07 The Dow Chemical Co. Low density, extruded ethylenic polymer foams
US4476077A (en) * 1981-12-16 1984-10-09 Mobil Oil Corporation Process for preparing a poly(p-methylstyrene) foam
US4636527A (en) * 1985-04-12 1987-01-13 The Dow Chemical Company Method for the preparation of styrene polymer foam and foam prepared thereby
KR900003049B1 (ko) * 1985-04-12 1990-05-04 더 다우 케미칼 캄파니 스티렌 중합체 발포제의 제조방법 및 이로부터 제조된 발포제
US4746478A (en) * 1985-07-24 1988-05-24 Sekisui Kaseihin Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for production of foamed thermoplastic material
CA1255866A (en) * 1985-07-24 1989-06-20 Hiromu Fujisaki Method and apparatus for production of foamed thermoplastic material
DD246727A1 (de) * 1986-03-24 1987-06-17 Bauakademie Ddr Konditioniervorrichtung zur herstellung von thermoplastschaeumen
AU609736B2 (en) * 1986-09-19 1991-05-09 Dow Chemical Company, The Process and apparatus for producing extruded thermoplastic foam bodies
AU608533B2 (en) * 1986-09-19 1991-04-11 Dow Chemical Company, The Fluidized vacuum seal
JPS6390229A (ja) * 1986-10-03 1988-04-21 Toshiba Corp 光伝送方式
DD261271A3 (de) * 1986-10-29 1988-10-26 Bauakademie Ddr Vorrichtung zum konditionieren von thermoplastschmelzen beim extrusionsschaeumen
US5053202A (en) * 1990-08-02 1991-10-01 Olin Corporation Static mixer configuration
US5225451A (en) * 1992-08-27 1993-07-06 Astro-Valcour, Inc. Ultra low density polyolefin foam, foamable polyolefin compositions and process for making same
US5290822A (en) * 1992-08-27 1994-03-01 Astro-Valcour, Inc. Ultra low density polyolefin foam, foamable polyolefin compositions and process for making same
US6783710B1 (en) * 1994-02-21 2004-08-31 Sulzer Chemtech Ag Method for the production of expandable plastics granulate
US6113374A (en) * 1996-08-14 2000-09-05 Owens Corning Fiberglass Technology, Inc. Foam extrusion apparatus
KR20050010847A (ko) * 2002-05-30 2005-01-28 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. 할로겐 비함유 내점화성 열가소성 수지 조성물
US8557884B2 (en) * 2002-05-31 2013-10-15 Owens Corning Intellectual Capital, Llc To enhance the thermal insulation of polymeric foam by reducing cell anisotropic ratio and the method for production thereof
AU2003230910A1 (en) * 2003-02-06 2004-09-06 Dow Global Technologies Inc. Halogen free ignition resistant thermoplastic resin compositions
ES2403187T3 (es) * 2005-03-17 2013-05-16 Sulzer Chemtech Ag Procedimiento e instalación para la fabricación continua de granulado de plástico que puede expandirse
AU2006320722B2 (en) * 2005-11-28 2012-04-19 Gala Industries, Inc. Apparatus and method for controlled pelletization processing
DE102007050681A1 (de) * 2007-10-22 2009-04-23 Coperion Werner & Pfleiderer Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Polymergranulats
TW201008749A (en) * 2008-06-25 2010-03-01 Sulzer Chemtech Ag An apparatus and method for the introduction of a foaming agent

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3404869A (en) * 1966-07-18 1968-10-08 Dow Chemical Co Interfacial surface generator
US3358749A (en) * 1966-07-22 1967-12-19 Dow Chemical Co Interfacial surface generator and method of preparation thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2440022A1 (de) * 1974-08-21 1976-05-20 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von daemmund leichtbaustoffen und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
ES405948A1 (es) 1975-08-01
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FR2149562A1 (de) 1973-03-30
US3751377A (en) 1973-08-07
SE389053B (sv) 1976-10-25

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