DE2343602A1

DE2343602A1 - Verfahren und vorrichtung zum schaeumen von polymer-koernern

Info

Publication number: DE2343602A1
Application number: DE19732343602
Authority: DE
Inventors: Max Klein
Original assignee: Normac Inc
Current assignee: Normac Inc
Priority date: 1972-08-29
Filing date: 1973-08-29
Publication date: 1974-03-07
Also published as: ES418302A1; AU6432374A; FR2197934B3; FR2197934A1; IT990341B; NL7311891A; US3876741A; AR200278A1; BR7306599D0; IL43053A0

Description

(Priorität: 29.August 1972, USA, Nr. 284,601)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schäumen von Blähmittel enthaltenden Körnern aus einem in einem aufgeheizten wässerigen Bad schäumbaren Polymer,d.h. eines Polymers, dessen Erweichungspunkt nicht über dem Siedepunkt des wässerigen Bades liegt, das gegenüber dem Polymer bei der Blähtemperatur inert ist. Derartige Polymere werden im folgenden kurz als "im erhitzten Wasserbad erweichbare Polymere" bezeichnet. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Schäumung schäumbarer Körner aus einem solchen Polymer, bei dem sie an einem Ende eines länglichen wässerigen Bades eingetaucht und zum anderen Ende des Bades fortbewegt werden, wobei Geschwindigkeit, Verweilzeit und Badtemperatur so gewählt werden, dass die Körner am Austragsende des Bades urn das gewünschte Mass geschäumt sind.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Schäumen der Körner aus einem Polymer in einem derartigen wässerigen Bad. Die Vorrichtung enthält einen länglichen Behälter, an dessen einem Ende die Polymer-Körner eingegeben werden, eino

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Fördereinrichtung zur Förderung der schäumenden Körner zum anderen Ende des Behälters, Heizeinrichtungen, die die zur Schäumung notwendige Temperatur des Bades aufrechterhalten, und Einrichtungen zum Austragen der geschäumten Polymer-Körner aus dem Behälter. Die Vorrichtung kann, wie im folgenden noch erläutert wird, für zusätzliche Zwecke weitere Einrichtungen enthalten.

Unter einem wässerigen Bad, das gegenüber dem Polymer inert ist, ist Wasser oder eine wässerige Lösung einer in Wasser löslichen Substanz zu verstehen,auch wenn der Siedepunkt der sich ergebenden Lösung über lOO ° c liegt), die bei der Betriebstemperatur des Bades und Atmosphärendruck nicht mit dem Polymer reagiert.

Als Körner aus einem im erhitzten Wasserbad erweichbaren Polymer, d.h. eines Polymers dessen Erweichungspunkt den Siedepunkt des gegenüber dem Polymer inerten wässerigen Bades nicht übersteigt, werden beliebige diskrete, d.h. frei fliessfähige Formen von im erhitzten Wasserbad schäumbarem Polymer bezeichnet, beispielsweise die verschiedenen Grossen von Stücken, die durch Schneiden von extrudiertem Polymer in kleine Längen erhalten werden und die üblicherv/eise als Kügelchen und bei Polystyrol als Kristalle bezeichnet werden, Stückchen verschiedener Grossen, wie sie bei der Suspensions- oder Emulsionspolymerisation oder auf andere Weise, z.B. durch Formen feinverteilter Teilchen erhalten werden, die durch Auftrennung dieser verschiedenen Formen erzeugt werden, sogenanntes Mahlgut einschliesslich grobge-

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mahlener geformter Polymere wie Styrolpolymer oder Abfall, wie geformtes Polymer (verschiedener Grosse, z.B. etwa 3 mm Stärke, 6 mm Breite und 10 mm Länge) sowie beliebige andere kleine Formen derartiger Erzeugnisse, auch wenn sie durch ein Sieb mit einem Maschendurchmesser von etwa 2,5 cm hindurchgehen.

Das in einem erhitzten wässerigen Bad erweichbare Polymer umfasst nicht nur ein Styrolpolmer sondern auch ein Polyolefin wie ein Polymonoolefin, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyisobutylen oder Polydiolefin wie Polybutadien oder einen synthetischen oder natürlichen Kautschuk oder Copolymere dieser Produkte mit anderen Materialien wie zum Beispiel Sthylen/Vinylacetat - Copolymere oder Polyvinylchlorid - und Polyvinylacetat Copolymere und ähnliche Verbindungen.

Von den obigen Polymeren schliesst das "Styrolpolymer" nicht nur Polystyrol als solches ein sondern auch Polymere irgendwelcher polymerisierbarer substituierter Styrole

( zum Beispiel am Kern alkilierte Verbindungen wie Alphamethyl styrol oder Polyvinylxylol oder Mono- oder Dichlor-Styrol oder Divinylbenzol), die beliebige durchschnittliche Molekulargewichte aufweisen können, als auch Copolymere von Styrol mit einer oder mehreren anderen verträglichen polymerisierbaren Substanzen wie am Kern alkilierte oder -halogenierte Styrole,wie die am Ring durch Methylgruppen oder Chloratome substituierten Styrole oder auch Oi - Methylstyrol oder mit B-ungesättigten Estern, Äthern, Amiden oder Nitri-

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den von Acrylsäure sowie deren Homologe, die der Alphastellung alkiliert sind, Venylester von alphatischen und aromatischen Carbonsäuren in Vinylverbindungen wie N-vinylcarbazol, N-vinylimidazol oder N-vinylpyrrolidon.

Derartige Styrolcopolymere sollten üblicherweise mindestens etwa. 50 Gewichtsprozent Styrol enthalten, oder als überwiegender Bestandteil oder mindestens in gleicher Menge .

mit den anderen in grosser Menge- vorhandenenen Bestandteilen in irgendwelcher Teerpolymatisate vorhanden sein. Die Styrolcopolymere schliessen auch die verschiedenen schlagfesten Polystyrole ein, die als Hauptbestand Styrol und als Nebenbestandteil einen Styrol/Butadien - Kautschuk (der üblicherweise als SBR-Kautschuk oder in gewissen Fällen auch als Buna-S bezeichnet wird) enthalten und die man zum Beispiel 'durch Emulsionspolymerisation von etwa 75 Teilen Butadien mit etwa 25 Teilen Styrol erhält.

Somit umfassen die Styrolpolymere auch Styrolmischungen (das heisst durch Druckeinwirkung oder durch Schmelzen erhaltene Mischungen von Polystyrol mit anderen Polymeren. In den Bereich der Styrolpolymere fallen auch die ABS-Harze, die man z.B. dadurch erhält, dass man 20 bis etwa 30 Gewichtsprozent Acrylnitril , etwa 10 bis etwa 15 Gewichtsprozent Butadien- Kautschuk und als Rest auf 100 % Styrol verwendet. Das ABS-Harz kann ein Pfropfpolymeres (draft type G) (d.h. ein Produkt, das man dadurch erhält, dass man eine Mischung aus den Monomeren in den besonderen Mengenverhältnissen mit

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Butadienmischpolyinerisiert) oder eine Polymermischung (alloy type B) sein (d.h. ein Produkt, zu dessen Herstellung z.B. die getrennt durch Emulsionspolymerisation der Monomeren in den ausgewählten Mengenverhältnissen erhaltenen Produkte die physikalisch bei hohen Temperaturen in beispielsweise einem Banbury-Mischer vermischt werden). In jedem Fall kann das Produkt stranggepresst und in Pellets überführt worden sein.

Bisher wurden stark zu erhitzende Polystyrol-Körner dadurch geschäumt, dass sie Dampf oder unter gegenüber Atmosphärendruck erhöhtem Druck stehenden Dampf und darauf einem Unterdruck ausgesetzt wurden. Dieses Schäumungsverfahren hat verschiedene Nachteile. Beispielsweise muss zur Schäumung ein Dampferzeuger vorhanden sein oder eigens beschafft werden.

Darüber hinaus sind nicht nur Dampfrohre notwendig um den Dampf zur Schäumvorrichtung zu leiten, sondern auch verschiedene Steuereinrichtungen wie Dampfdruckregler und dgl.. Hinzu kommt, dass sich bei der Schäumung von Mehrzweck-Polystyrol mittels Dampf ein unbrauchbares brüchiges Produkt ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schäumung von Polymer-Körnern.anzugeben, mit denen nicht nur die Nachteile der bisher bekannten

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Verfahren und Vorrichtungen vermieden werden, sondern mit deren Hilfe auch andere im erhitzten Wasserbad erweichbare Polymere geschäumt werden können.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden schäumbare Körner aus einem in erhitztem Wasserbad erweichbaren, ein Blähmittel enthaltenden Polymer dem Eingabeende eines länglichen Heiz- oder Schäumbades zugeführt, das einen Einlass und einen Auslass zur Entnahme des geschäumten Produkts enthält. Das Bad wird so geheizt, dass eine Temperatur aufrecht erhalten wird, bei der das Blähmittel in den Körnern schäumt und somit die Körner selbst aufschäumen. Gleichzeitig werden die schäumenden Körner zum Auslassende des Bades gefördert. Die Fördergeschwindigkeit ist so gewählt, dass die schäumenden Körner' f dem erhitzten Schäumungsbad so lange ausgesetzt und durch dieses beheizt werden, dass sie im gewünschten Masse geschäumt sind, wenn sie an das Auslassende des Bades gelangen. Schliesslich werden die so geschäumten Körner aus dem Auslass ausgetragen .

Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient zur Schäumung frei fliessender bzw. fliessfähiger Körner aus einem im erhitzten Wasserbad erweichbaren, ein Blähmittel enthaltenden Polymer durch Eintauchen derselben in ein erhitztes wässeriges Schäumbad. Sie enthält einen länglichen Behälter zur Aufnahme des wässerigen Schaumbades, der mit einem Einlass und einem Auslass für das geschäumte Produkt versehen ist, eine Eingabeeinrichtung,

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mit der die Körner in den Einlass eingegeben werden, eine im Behälter arbeitende Fördereinrichtung zur Förderung der schäumenden Körner zum Auslassende, Heizeinrichtungen, mit denen das Schaumbad auf einer gewählten Temperatur gehalten wird, und am Auslass vorgesehene Einrichtungen zum Austragen der geschäumten Körner aus dem Behälter.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung; und

Fig. 2 den Vertikalschnitt 2-2 der Fig. 1 in Pfeilrichtung gesehen.

Fig. 1 zeigt einen Behälter oder Tank 5, der auf Füssen oder Schienen 6 etwas oberhalb des Bodens gelagert ist. Eine Schnecke 7 ist mit den Enden ihrer Welle 8 passend in die offenen Enden der nach innen ragenden Hülsen 14 und 14a der tragenden, hülsenförmigen Wellenteile 9 und 9a eingesetzt. Die äusseren Ende der Wellenteile 9 und 9a sind in auf Trägern 12 und 12a befestigten Lagern 11 und 11a gelagert.

Die Hülsen 14 und 14a der Wellenteile 9 und 9a sind durch Stopfbuchsen 13 und 13a flüssigkeitsdicht um ein kurzes Stück in das Innere des Behälters geführt. Die Stopfbuchsen sind flüssigkeitsdicht und lösbar in öffnungen in der Endwand 15 bzw.

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15a des Behälters 5 befestigt, und nehmen, wie erwähnt, die Enden der Welle 8 auf. Diese ist mittels Schrauben 16 und 16a mit den Wellenteilen 9 und 9a gekuppelt, die quer durch die Hülsen 14 und 14a sowie die Enden der Welle 8 verlaufen. Die Schrauben 16 und 16a sind mittels geeigneter Befestigungseinrichtungen, beispielsweise mittels Muttern 17 und 17a und nicht gezeigten Klemmscheiben befestigt.

Am äusseren Ende des Wellenteils 9a ist eine Riemenscheibe 18 lösbar und starr, beispielsweise mittels einer Nut-Federkupplung, befestigt, durch die der WeIlenteil 9a, die Welle 8 und die daran angeformte Schnecke 7 angetrieben werden.

Ein Motor 19, auf dessen Welle eine Antriebsriemenscheibe 20 sitzt, treibt die Riemenscheibe 18 über ein Untersetzungsgetriebe 22. Dieses wird mittels eines Riemens 21 angetrieben, der um die Antriebsriemenscheibe 20 und eine angetriebene Riemenscheibe 23 des Untersetzungsgetriebes 22 gelegt ¹St. Die Schneckenwelle 8 wird mit verminderter Drehzahl von der Ausgangs-Riemenscheibe 24 des Untersetzungsgetriebes mittels eines Riemens 25 angetrieben, der über die Riemenscheibe 18 gelegt ist.

Mittels eines beispielsweise in der Rückwand (gemäss Fig. l)des Behälters 5 angeordneten und mitseinem Innenraum in Verbindung stehenden ^sichtfensters 26 kann die Höhe des Bades gegebenenfalls überwacht werden. Diese Höhe wird vorzugsweise

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mittels eines Fühlers gemessen, der elektrisch mit einem Steuerventil verbunden ist. Hierdurch kann beispielsweise aus einer Wasserleitung das Bad automatisch ergänzt werden.

Der Behälter 5 ist mit Heizeinrichtungen zur Aufheizung des Bades auf die erforderliche Schäumungstemperatur versehen, beispielsweise mit Heizspulen, die wenigstens längs

des Bodens des Behälters verlegt sind, oder mittels eines um den Boden und die Seiten des Behälters angeordneten Hassermantels. Auch andere Heizeinrichtungen sind möglich, wobei jedoch in jedem Fall eine geeignete, nicht gezeigte Isolation vorgesehen sein muss. Vorzugsweise besteht die Heizeinrichtung aus mehreren elektrischen Tauchsiedern 27,die an eine nicht gezeigte äussere Spannungsquelle angeschlossen, in einem Abstand voneinander angeordnet und unterhalb der untersten Tiefe der Flügel der Schnecke angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine praktisch gLeichmässige Beheizung.

Die Temperatur des Schäumbades kann mittels eines Wärmefühlers 28 gemessen werden, der durch eine Wand des Behälters unter den untersten Umfang der Schnecke ragt. Der Fühler sollte an einer Stelle angeordnet werden, an der die Badtemperatur sicher gemessen werden kann. Der Wärmefühler ist mit einem Thermometer oder einem aufzeichnenden Thermometer (nicht gezeigt) verbunden, das ausserhalb des Behälters 5 angeordnet und seinerseits mit elektrisch betätigten Einrichtungen zur Steuerung der Leistungszufuhr verbunden ist. Auf diese Weise kann die erforderliche

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- IO Temperatur des Bades automatisch aufrechterhalten werden.

Als Wärmeschutz und zur Reinigung ist der Behälter 5 mit einem isolierten Deckel 29 versehen, der mittels eines kürzeren, nach unten ragenden und um den gesamten Umfang des Deckels verlaufenden Flansches am Behälter gehalten wird. Die Unterseite des Deckeis 29 ist in Vertikalrichtung in einem Abstand vom obersten Unfang der Schnecke angeordnet, so dass die Schnecke den Deckel nicht berühren kann. Ein Abstand von etwa 2,5 cm reicht üblicherweise aus.

Entsprechend der Drehrichtung der Schnecke 7 werden die Ausgangs-Polymerkörner an einem Ende des Behälters zugeführt, im vorliegenden AusfUhrungsbeispiel gemäss Fig. 1 auf der linken Seite. Dabei ist vorausgesetzt, dass die Drehung gemäss Fig. 2 in Pfeilrichtung, also im Gegenuhrzeigersinn erfolgt. Das fertige Produkt, nämlich geschäumtes Polymerisat wird dann am anderen Ende entfernt.

Die Körner 33 aus dem schäumbaren Ausgangspolymer fliessen kontinuierlich durch einen Trichter 31 und werden mittels einer Schnecke 32 zu einem Schacht 34 geführt und bei geöffneter Klappe 36 durch die eine Öffnung 35 in das Wasser oder das wässerige Schäumbad eingeleitet, das auf eine Temperatur aufgeheizt ist, bei der das eingetragene Ausgangspolymer schäumt.

Die Schnecke 32 kanndirch einen getrennten Motor und ein

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getrenntes Untersetzungsgetriebe angetrieben werden. Vorzugsweise ist das Getriebe als Wechselgetriebe ausgebildet» so dass wenigstens zwei Drehzahlen möglich sind. Alternativ kann an seiner Welle eine Riemenscheibe mit der gewünschten Drehzahl entsprechendem Durchmesser angebracht sein, die mittels eines mit dem Wellenteil 9a in Verbindung stehenden Riemens angetrieben wird.

Bei laufendem Motor 19 werden die Welle 8 und die Schnecke 7 angetrieben. Wenn die frisch zugeführten Körner 33 in das Schäumbad eintreten und absinken, beginnen sie innerhalb weniger Sekunden zu schäumen. Die Schäumung setzt sich fort, während sie vom Eingangsende des Behälters 5 weggefördert werden. Sobald ihre Dichte geringer ist als. die des Bades, beginnen sie aufzuschwimmen xinä schwimmen längs seiner Oberfläche bei weiter andauernder Schäumung. Dabei v/erden sie weiter zum Austragsende befördert.

Das sich am Austragsende ansammelnde geschäumte Produkt wird, welter durch die Drehung der Schnecke 7 angetrieben, durch einen Auslass 3.9 gedrückt und durch eine Auslassführung 41 geführt. Die geschäumten Körner werden über einen nicht gezeigten Schacht auf Fördereinrichtungen geleitet, die sie von der Schäumvorrichtung ableiten.

Die Bewegung der ausreichend geschäumten Polymer-Körner

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zum und durch den Auslass 39 und ihr Austritt längs der Führung 31 werden mittels eines Leitbleches 37 verstärkt. Hierdurch wird verhindert, dass sie bei stärkerer Ansammlung bei weiterlaufender Schnecke 7 nach unten gedrückt werdbn. Die Austragsbewegung wird ferner durch eine paddelartige Schaufel 38 verstärkt, die an der Welle 8 befestigt und von dieser radial nach aussen ragt, wobei der Abstand längs der Schaufel etwa gleich ist der Breite der Auslassöffnung 39 (senkrecht zur Endwand 15 gemessen). Die Schaufel 38 erzeugt eine Kraft, die die geschäumten Körner vom unteren Ende des Durchmessers der Schnecke 7 nach oben leitet, so dass der Austrag durch die öffnung 39 verstärkt wird.

Eine während des Betriebs der Schäumvorrichtung flüssigkeitsdicht verschlossene Ablaßschraube 42 kann zur Entleerung des Behälters geöffnet werden, beispielsweise wenn das Bad durch ein frisches ersetzt werden soll.

Mit Hilfe der erfindungsgemässen Schäumvorrichtung können nicht nur sogenannte jungfräuliche, d.h. noch nicht benutzte im erhitztem Wasserbad erweichbare und ein Blähmittel enthaltende oder damit imprägnierte Polymer-Körner geschäumt werden, sondern gemahlener Abfall, der im Wasserbad erweichbar ist. Da dieser zuweilen anderen Polymeren zugemischt wird, die bei der Badtemperatur nicht geschäumt werden können, oder mit einem geschäumten Mittel imprägniert wird, oder andere feste Materia-

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- 13 lien wie Metallteile enthält, die schwerer als Wasser

sind, setzen sich diese Substanzen und Materialien am Boden des Behälters 5 ab. Flüssigkeitsdicht verschliessbare Reinigungsklappen 43 und 43a können gegebenenfalls geöffnet werden, um Ansammlungen an abgesunkenem, nicht geschäumtem Material zu entfernen. Aus diesem Grunde ist der Behälter der in den Figuren gezeigten Schäumvorrichtung etwas höher gebaut, als dies bei der Verarbeitung aisschliesslich jungfräulicher schäumbarer Polymere notwenig wäre.

Die Erfindung wird nachstehend anhand weiterer Beispiele erläutert.

Beispiel It

Die Schraube 7 hat einen Durchmesser von etwa 0,6 mm. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Flügeln oder Gängen der Schnecke beträgt etwa 0,3 m bei einer Gesamt-Gangzahl von 8. Die Höhe der Endwände 15 und 15a des Behälters 5 beträgt innerhalb desselben etwa 0,9 m, ihre Breite etwa 0,75 m (im Innern des Behälters 5), so dass sich ein Abstand von etwa 6 mm zwischen der Vorder- und Rückwand und dem äusseren Umfang der Schnecke 7 ergibt. Der Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Innenflächen der Endwände 15 und 15a beträgt etwa 2,5 m, so dass sich ein Spalt von etwa 12 mm zwischen den Enden der Schnecke 7 und den Endwänden 15 und 15a ergibt.

Das feste Leitblech 37 ist halbkreisförmig und in

m breit. Se: 810/1111

Horizontalrichtung etwa 0,3 m breit. Sein Radius ist so bemessen,

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dass sich gegenüber dem äusseren Umfang der Schnecke 7 ein
Abstand von etwa 12 mm ergibt. Die Schaufel 38 hat einen
Radius von etwa 0,3 m. Ihr äusseres Ende verläuft über etwa 18 cm parallel zur Welle 8. Die Tauchsieder 27 haben je eine Leistung von 7,5 kW.

Die Drehzahl des Motors 19 und die Durchmesserverhältnisse der Riemenscheiben 20, 23, 24 und 18 sind so bemessen, dass die Schnecke mit 8 U/min, läuft.

Bei gemahlenem Abfall-Polystyrol wurde die Schäumvorrichtung ebenfalls bei einer Drehzahl von 8 u/min, -mit
einem Produktionsdurchsatz (zu unterschiedlichen Zeiten) von etwa 55 bis etwa 275 ]cg/h ^an gemahlenen Abfall-Mehrzwecksowie hochschmelzenden Polystyrol-Körnern betrieben, die durch ein Sieb mit 2,5 cm Maschenweite geführt wurden.

Die verschiedenen Abmessungen der unterschiedlichen wesentlichen Teile der Schäumvorrichtung können entsprechend der
gewünschten Produktionskapazität gewählt werden. Sie sind ferner abhängig vom Wärmezersetzungspunkt (vorstehend auch als Erweichungspunkt bezeichnet) des zu schäumenden Polymers sowie davon, ob es sich beim zu verarbeitenden Produkt um ein hochschmelzendes oder ein Allzweck-Polymer handelt.

Die Höhe des Behälters 5 kann um wenigstens etwa 15 cm verkürzt werden, wenn die Schäumvorrichtung ausschliesslich

für jungfräuliche Polymere verwendet werden soll, die aus-

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schliesslich schSumbares Material enthalten. Die Anzahl und Heizleistung der Tauchsieder kann entsprechend der maximal geplanten Produktionskapazität und entsprechend dem Siedepunkt des wässerigen Bades gewählt werden, wenn es gelöste inerte Salze enthalten soll/ wenn Polymere geschäumt werdpn sollen, die zur Schäumung eine Badtemperatur von etwas mehr als 100 C benötigen. Es können auch austauschbare zusätzliche Riemenscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen sein, um unterschiedliche Durchmesserverhältnisse zwischen den Riembenscheiben 20, 23, 24 und

zu erreichen und die Schnecke beispielsweise mit nur 4 U/min, oder beispielsweise bis zu 12 U/min. je nach der geplanten Produktionskapazität umlaufen zu lassen.

Die Form des Behälters 5 ist nicht auf einen rechteckigen Quader beschränkt. Beispielsweise kann der untere Teil des Behälters 5, beginnend in der Höhe der Welle 8 oder etwas darunter einen (senkrecht zur Welle 8) halb ovalen oder halbkreisförmigen Querschnitt haben. Der Behälter kann auch gänzin der lieh oval sein, wobei der längere Durchmesser/Vertikalen liegt.

Ebenso kann der Behälter auch kreisförmig sein.

Statt der derzeit bevorzugten Schnecke kann auch eine andere Fördereinrichtung vorgesehen sein, um die schäumenden Polymer-Körner zu fördern. Gleichfalls können andere Drehzahl-üntersetzungseinrichtungen · oder -Anordnungen oder Kombinationen verwendet werden. Auch sind andere Kombinationen

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oder Verfahren zur Zufuhr oder Eintragung der Ausgangskörner in den Einlass des Behälters 5 möglich.

Es hat sich zwar als am praktischsten und wirtschaftlichsten erwiesen,"die Vorrichtung mit einem Deckel zu versehen. Sie ist jedoch auch ohne Deckel betriebsfähig. Daher ist der Ausdruck "Körner-Eingabe-Einlass" nicht auf die Speiseöffnung 35 im Deckel 29 beschränkt. Stattdessen kann auch lediglich eine offene Fläche am Einlassende des Behälters vorgesehen sein, in die die Körner oder Kügelchen eingegeben werden.

Ähnlich umfassen die Einrichtungen am Auslassende auch eine bloße offene Fläche am Auslassende des Behälters ohne Deckel. Eine Beschränkung aif die Auslassöffnung 39 im Deckel ist nicht beabsichtigt.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand weiterer Beispiele erläutert.

Beispiel 2t

Neue Polystyrol-Kristallpellets (extrudiert und geschnitten) mit einer Länge und einem Durchmesser von etwa 3 mm und einem Vicat-Erweichungspunkt von etwa 104 ° C (219 ° F), getränkt mit 8 % Pentan (und nach dieser Imprägnierung mit einem Erweichungspunkt von etwa 96 ° C (205 ° F)) wurden kontinuierlich in Wasser mit einer Temperatur von etwa 99 ° C (210° F) in die Schäumvorrichtung des Beispiels 1 in einer Menge eingeführt, dass sie die Welle 8 bedeckten. Der Durchsatz betrug

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- 17-etwa 180 kg/h (400 lbs/hr),die Drehzahl der Welle und der Schnecke betrug 8 U/min. Das am Ende der Vorrichtung kontinuierlich ausgetragene geschäumte Produkt hatte ein Trocken-Schüttgewicht von etwa 0,0144 g/cm (0,9 lbs/cu.ft.).

Um ein Zusammenbacken und Verkleben der geschäumten Kügelchen am Auslassende bei hohem Produktionsdurchsatz zu vermeiden, ist es vorteilhaft, dem als Schaumbad verwendeten Wasser eine

sehr·· geringe Menge an wenig bis nichtschäumendem anionischem Netzmittel zuzugeben, beispielsweise Natriumlaurylsulfat, und zwar in einer Menge, die ausreicht, das Verkleben zu verhindern. Beispielsweise können dem Ausgangsvolumen des als Schaumbad verwendeten Wassers, dessen Menge beim Beispiel 1 etwa 0,85 m (32 cu.ft.) beträgt, etwa 0,7 kg (1,5 Ib) zugegeben werden. Die Konzentration wird bei etwa 0,05 bis 0,1 Gew.-% gehalten, indem jeweils 100 g des Mittels pro etwa 90 kg des geschäumten Produkts zugegeben werden.

Um ein Endprodukt mit geringerer Dichte zu erhalten, kann das Produkt des ersten Durchgangs nochmals durch das gleiche Bad geführt werden, jedoch bei etwas höherer Temperatur. Hierbei lässt sich ein Produkt mit einem Trocken-Schüttgewicht von etwa 0,008 bis etwa 0,011 g/cm³ (0,5 -0,7 lbs/cu.ft.) erhalten.

Beispiel 3: .

Unter Verwendung des gleichen Bades und der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 2 wurde gemahlenes, pigmentiertes und ge-

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formtes Abfall- Allzweck -Poly styrol durch ein Sieb mit einer Maschenweite von etwa 2,5 cm Durchmesser gesiebt und mit einem Durchsatz von etwa 113 kg/h (250 lbs/h) durch ein Bad mit 0,05 Gew.-% anionischem Netzmittel geleitet, dessen Temperatur zwischen etwa 93,3 und 95,6° C (200 - 2OO ⁰F) lag. Es ergab sich ein geschäumtes Produkt mit einem Trocken-Schüttgewicht von etwa 0,0176 g/cm (1,1 lbs/cu.ft.). Der Gehalt des Abfalls an Pentan betrug anfänglich 8 %.

Um ein Produkt mit geringerem Schüttgewicht zu erhalten, wurde das Produkt der ersten Schäumung dieses Beispiels kontinuierlich durch ein das Netzmittel enthaltendes Bad geleitet, dessen Temperatur zwischen etwa 96,7 und 97,8 ° C ( 2O6 - 2O8 ° F) lag. Der Durchsatz betrug ebenfalls etwa 113 kg/h. Das ausgetragene Produkt hatte ein Trocken-Schüttgewicht von etwa O,0096 g/cm (0,6 lbs/cu.ft.).

Je nach dem Wärmezersetzungspunkt der ein Blähmittel enthaltenden imprägnierten Ausgangs-Polymer-Körner kann Allzweck-Polystyrol im Bereich zwischen etwa 71 und 88 ° C (160 - 190 ° F) geschäumt werden. Imprägniertes hochschmelzendes Polystyrol kann je nach seinem Wärmezersetzungspunkt zwischen etwa 88 und 100 ° C (190 - 212 ° F) geschäumt werden.

Andere als die oben beschriebenen Polymer-Körner können in der gleichen Weise wie in den Beispielen 2 und 3 geschäumt werden, wobei vorzugsweise ebenfalls ein wenig bis nichtschäumen·

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-13-des anionisches Netzmittel dem Wasserbad zugesetzt wird.

Nachdem die Polymer-Körner imprägniert sind, liegt ihr WärmeZersetzungspunkt niedriger als der normale Zersetzungspunkt vor der Imprägnierung.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Schäumung von Körnern aus einem

ein Blähmittel enthaltenden, im erhitzten Wasserbad erweichbaren Polymer, dadurch gekennzeichnet , dass die Körner in das Eingabeende eines länglichen wässerigen Heizbades mit einem Eingangsende und einem Produkt-Auslassende eingeführt werden, dass das Bad beheizt wird, um seine Temperatur auf einer Höhe zu halten, bei der das Blähmittel in den Körnern schäumt, so dass die Körner selbst geschäumt werden, dass gleichzeitig die schäumenden Körner zum Auslassende des Bades mit einer Geschwindigkeit gefördert werden, die so bemessen ist, dass sie dem Bad so lange ausgesetzt sind und dirin geheizt werden, dass sie im gewählten Masse aufgeschäumt sind, wenn sie sich am Auslassende des Bades befinden, und dass die geschäumten Körner aus dem Auslassende ausgetragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Polymer ein Styrolpolymer ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Styrolpolymer ein Allzweck-Styrol ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η -

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zeichnet , dass das Styrolpolymer ein bei hoher Hitze erweichendes Polystyrol ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Styrolpolymer ein gemahlenes Abfall-Polystyrol ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das wässerige Schäumbad eine Menge an wenig bis nicht nichtschäumendem anionischen Netzmittel . enthält, die ausreicht, um zu verhindern, dass die Körner am Auslassende des Bades miteinander verkleben.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, zum Schäumen freifliessender bzw. rieselfähiger Körner aus einem schäumbaren, ein Blähmittel enthaltenden und in einem erhitztenVasserbad erweichbaren Polymer, gekennzeichnet durch einen länglichen Behälter (5) zur Aufnahme des flüssigen Schäumbades, mit einem Einlassende (35) und einem Produkt-Auslassende (39), durch einen Körner-Einlass (35,36), durch den die Körner in den Zuführeinlass eingeleitet werden,durch eine im Behälter angeordnete Fördereinrichtung (7) zur Förderung der schäumden Körner zum Auslassende des Behälters, durch Heizeinrichtungen (27) zur Aufrechterhaltung der notwendigen Schäumtemperatur des Bades während der Schäumung, und durch am Auslassende vorgesehene Einrichtungen (41) zum Austragen der geschäumten Polymer-Körner

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aus dem Behälter.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Fördereinrichtung aus einer Schnecke (7) besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , dass an der Innenfläche der am Auslassende gelegenen Wand (15) des Behälters (5) ein Leitblech (37) befestigt ist, das von der Wandoberfläche mit seiner konvexen Oberfläche in die Nähe des äusseren ümfangs des Endteils der Schnecke (7) ragt und so angeordnet ist, dass es das geschäumte Produkt daran hindert, vom Auslass des Behälters weggeleitet zu werden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vom Endteil der Welle (8) der Schnecke (7) in Radialrichtung wegragend eine hiermit umlaufende Leitschaufel (38) vorgesehen ist, die die Austragung des geschäumten Produkts aus dem Behälter (8) verstärkt.

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