DE2363923C2

DE2363923C2 - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus verschäumten Polyolefinteilchen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2363923C2
Application number: DE2363923A
Authority: DE
Inventors: Akira Ando; Minoru Kobe Hara; Itaru Hatano; Tsuneo Ashiya Kitamura; Yasuki Kobe Hyogo Suganuma
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1972-12-19
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE2363923A1; BE808848A; FR2210502B1; FR2210502A1; NL7317315A; IT1008625B; IT1008525B; GB1445474A; JPS4985158A; CA1017516A; US3953558A; AU6378473A; JPS5122951B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus verschäumten Polyolefinteiichen, die unter dem Druck eines anorganischen Gases stehen und einen Hauptanteil an geschlossenen Zellen aufweisen, wobei die Teilchen in eine Form gefüllt werden, aus der Gas entweichen kann, und in der Form erhitzt werden, so daß die erhitzten Teilchen in der Fc m expandieren, bis sie fest aneinander haften, und hierdurch ein Gegenstand erzeugt wird, der genau der Gestalt und dem Muster der Form angepaßt ist.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens.

Polyäthylenschaumstoffe finden auf vielen Gebieten Anwendung, beispielsweise als Wärmeisolatormai ;rialien. Polster-, Pack- und Schwimmkörpermaterialien, als

ίο Materialien für diverse andere Erzeugnisse und als Baustoffmaterialien. Normalerweise werden sie in diesen Fällen in Form von Platten oder Folien eingesetzt, die gegebenenfalls zu einer speziellen Gestalt durch Schneiden, Stanzen und Verkleben verarbeitet werden. Bei Anwendungen im großen Maßstab ist dies jedoch sehr mühsam, in extremen Fällen sogar undurchführbar.

Man hat daher versucht. Formkörper beliebiger Gestalt unmittelbar aus geschäumten Polyolefinpellets in einer Form herzustellen.

Aus der DE-OS 16 29 316 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff-Formkörpern durch Verbinden von Teilchen aus schaumförmigen Olefinpolymerisaten in Formen unter Druckanwendung bekannt, bei dem die Teilchen unter Druck in eine Form eingebracht, der Drue's in der Form erhöht, das Volumen des Innenraums auf 90—40% des ursprünglichen Schüttvolumens der Teilchen reduziert und anschließend der Druck in der Form verringert wird.

Dabei wird wegen der angestrebten Verklebung und Versinterung der Teilchen in der Praxis auf Temperaturen über dem Schmelzpunkt des Polymerisats erhitzt.

Da sich durch Anwendung eines Außendrucks und durch Herabsetzung des Rauminhalts das Raumgewicht der Polyolefinieilchcn erhöht, sind Formgegenstände mit möglichst niedriger Dichte nach diesem Verfahren nicht erhältlich.

Wegen der Anwendung einer beweglichen Formwand zur Verringerung des Innenraumvolumens sind auch in bezug auf die allseitige Kofiplexibilität der Formgcstalt Grenzen gezogen. Die Einfüllung der Teilchen unter Druck und die Anwendung eines Drucks von außen auf die Teilchen verlangt kompliziertere Einrichtungen, Formwerkzeuge und insoesondere eine gasdichte Form.

Die DE-OS 16 29 316 gibt ferner an. daß es anders als bei treibmittelhaltigen Styrolpolymerisaten praktisch nicht möglich sei, zelfförmige Olefinpolymerisate in Formen zu versintern, wenn man treibmittelhaltige Polymerisate zunächst vorschäumt und die vorgeschäumten Massen nach kurzer Lagerungszeit innerhalb einer Form erhitzt, damit die Teilchen ausschäumen und zu Formkörpern mit den genauen Abmessungen des Innenhohlraums versintern.

In den japanischen Patentanmeldungen 34 458/1972 und 86 463/1970 werden zur Herstellung von expandierten Formgegenständen vorexpandierte Polyolefinteiichen erzeugt, indem diese in wäßriger Suspension in Gegenwart kleiner Mengen eines grenzflächenaktiven Mittels, Vernetzungsmittels, z. B. eines organischen Peroxids, und eines feinkörnigen, wenig wasserlöslichen anorganischen Metallsalzes direkt vernetzt werden, wobei unter Anwendung erhöhter Temperaturen ein Gelanteil von 10 — 70 Gew.-% eingestellt wird und das Treibmittel die Teilchen gleichmäßig imprägniert. Die vorexpandierten Polymerteilchen werden in einer aus einem organischen gasförmigen Treibmittel bestehenden Atmosphäre gehalten und dann in ein Formwerk-

zeug gegeben.

Der Erfindung liegt als Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit dem Formkörper einer gewünschten Gestalt und insbesondere auch mit einer komplexen Gestalt und von geringer Dichte unmittelbar aus vorgeschäumten Polyolefinteilchen in einem kurzen Arbeitsgang und bei verhältnismäßig niedriger Temperatur ohne Außendruckanwendang und -verformung erhalten werden können. Die Bereitstellung einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das in Anspruch 1 angegebene Verfahren, bei dem vorgeschäumte Polyolefinteilchen eingesetzt werden, die geschlossene Zellen in einem Anteil von mehr als 8ü VoI.-°/o enthalten und eine nichtkomprimierte Gestalt aufweisen, wobei nur das Innere der Zellen durch das anorganische Gas unter Druck gesetzt ist, um einen Innendruck von mehr als 1,16 bar zu erzeugen, und diese Teilchen bei atmosphärischem Druck in eine nichtgasdichte Form gefüllt und darin ohne Anwendung von Ar:3endruck erhitzt werden. Vorzugsweise werden die Formkörper während des Abkühlens aus der Form genommen, wenn die Innentemperatur desselben zwischen dem Schmelzpunkt und einer 50°C niedrigeren Temperatur liegt, wird die Form unter einem geringeren Druck als dem Normaldruck gehalten und/oder werden vernetzte Polyolefinteilchen mit einem Gelgehalt von 0.01 bis 70% eingesetzt.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß vorgeschäumte Polyolefinteilchen eingesetzt werden, in deren Zellinnerem der Innendruck von mehr als 1,16 bar durch Erhitzen in einem druckfesten Gefäß erzeugt worden ist. und daß der Formkörper nach Herausnehmen aus der Form in einem Raum bzw. Gefäß bei einer Alteruiigsicmperatur gehalten vsird, die 30 bis 70 C niedriger als der Schmelzpunkt des Formkörpcrs lieg!.

Bei dem er.indungsgeniä'ßen Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers werden so zubereitete Kunsthar/.schaumpelleis aus Polyolefin verwendet, daß sie eine Vielzahl geschlossener Zellen aufweisen, deren Volumen mehr als 80% des Gesamtzellenvolumens ausmacht (gemessen mit einem Pycnometer nach dem Luftvolumerivcrgleichsverfahren) una die ein anorganisches Gas unter einem Druck von mehr als 1,16 bar enthalten. Diese Harzpelletc werden dann in eine Form gefüllt, die sie zwar dicht, aber nicht gasdicht umschließt, und erwärmt, damit sie sich ausdehnen, gegeneinanderstolicn. fest aneinandcrhaften und die Form ausfüllen. Dann wird der Formkörper nach dem Kühlen oder während des Kühlvorganges, wenn die Innentemperatur des Formkörpers vorzugsweise zwischen dem Schmelzpunkt und einer etwa 50°C tieferen Temperatur liegt, aus der Form herausgenommen.

Tabelle I AnUiI der geschlossenen Zellen (Vol.-%) bei vorgeschäumten Polyolefinpeliet« nach bisherigen Verfahren

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Formung-von Kunstharzschaumpellets aus Polyolefin zu einem Formkörper jeder gewünschten Gestalt bei einer ziemlich niedrigen Temperatur und in einem kurzen Arbeitsgang, wobei sich der Formkörper der Form ohne Verformung bzw. Deformation anpaßt.

Der Volumenanteil der geschlossenen Zellen der geschäumten Polyolefinharzpellets sollte mehr als 80% des Gesamtzellvolumens, mit einem Luftvolumenvergleichspycnometer bestimmt, betragen. Je größer dieser Volumenanteil der geschlossenen Zellen ist, umso besser ist das Verfahren_ausführbar. Um derartige Pellets zu erreichen, werden vernetzte Kunstharzpellets aus Polyolefinen eingesetzt.

Da die Polymerisate der Olefine allgemein zur Kristallisation neigen und daher einen verhältnismäßig scharf definierten Schmelzpunkt aufweisen, ändert sich ihre Viskosität am Schmelzpunkt sehr schnell. Während das Polymerisat bei einer etwas niedrigeren Temperatur kaum fließfähig ist, fließt es be^; einer höheren Temperatur sehr leicht. Dieser Unstand führt zu Schwierigkeiten bei der Herstellung von geschäumten Polyolefin-Pellets aus Treibmittel enthaltenden Harzpellets durch Erwärmen über den Schmelzpunkt, denn die Fließfähigkeit des Harzes und die Gaserzeugung aus dem Treibmittel sind durch eine geeignete Betriebstemperatur kaum so genau einzustellen, daß man gerade das gewünschte Ergebnis erreicht. Aus diesem Grund vernetzt man die Molekularstruktur des Harzes, um den sicheren Arbeitsbereich zu erweitern. Obgleich der optimale Vernetzungsgrad vom Verfahren der Herstellung des geschäumten Formkörpers selbst abhängt, ist erfindungsgemäß ein Gelgehalt von vorzugsweise 0,01 bis 70% ausreichend. Gelgehalt bedeutet hier die ermittelte Menge des unlöslichen Harzanteils in Gewichtsprozent, die man während 48 Std. mit siedendem Xylol ausziehen kann. .

Zur Vernetzung des Polyolefinharzes ist eine ionisierende Strahlung oder eine Behandlung mit organischem Peroxid geeignet; die Vernetzung kann vor ''.sm Verschäumen der Polyolefinharzpellets oder nach der Herstellung der Schaumharzpellets durchgeführt werden.
Als Treibmittel zur Herstellung der vorgesthäumten Polyolefinharzpellets kann ein Treibmwiel, das sich unter Wärmeeinwirkung zu einem Gas zersetzt, eine gasförmige Verbindung oder eine flüssige Verbindung. die bei gewöhnlichen Temperaturen leicht verdampft, angewendet werden.

Bei den zur Erfindung führenden Untersuchungen hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bei kei nem der handelsüblichen Erzeugnisse das Verhältnis des Volum<-"s der geschlossenen Zellen zum Gesamtzellvolumen größer war als 65%, gemessen mit einem L.uftvolunienvergleii-hspycnometer, vgI.Tabc|!e I.

Kunstharz

Venieüunjjverfehren

Geigehalt

Treibmittel Herstellungsverfahren

Anteil der

geschlossenen

Zellen

(Pycnometcr-

mcssung)

Hochdruckpolyäthylen

Dichlortetrafluoräthan Auspressen Verschäumen

44,5

Fortsetzung

Kunstharz

Vernetzungsverfahren

Gel- Treibmittel

gehalt

Herstellungsverfahren

Anteil der

geschlossenen

Zellen

(Pycnometer-

messung)

Hochdruck- ionisierende 7,6 Isobutan Verschäumen und Pellet!- 37,3 Polyäthylen Strahlung sieren durch Auspressen,

Pellets durch Bestrahlung vernetzt

Hochdruck- ionisierende 30,8 Azodicarbon- durch Erwärmen ver- 60,7 Polyäthylen Strahlung säureamid schäumt nach Vernetzung

der das Treibmittel enthaltenden Pellets durch Bestrahlen

I-ii r die erfindungsgemäßen /wecke wird der größtmögliche Anteil .in geschlossenen Zellen mit einer Methode erreicht, bei der zunächst aus vernetzten Polyäihylenpellets verschäumoare Pellets hergestellt werden, die mit einem Gas oder mit einer unter gewöhnlichen Bedingungen leicht verdampfbaren flüssigen Substanz durchsetzt sind, und diese dann zum Verschäumen auf eine Temperatur erhitzt werden, die der Schmelztemperatur des Grundharzes oder einer etwas höheren Temperatur entspricht. Nach dieser Verl.ihrcnsweise erhält man PeIIeIs. deren Anteil an geschlossenen Zellen 48 bis 80¹Vo beträgt.

Bei Herstellung eines Har/schaums durch Auspressen eines in einen Extruder gegebenen und darin erhitzten Polvolefinkunstharzcs und Treibmittels können verschäumte Pellets erzeugt werden, deren Anteil an geschlossenen Zellen in Abhängigkeit von der als Grundmaterial eingesetzten Uarzart. der Art und Menge des Treibmittels und der Zusätze mehr als 65% beträgt. Hei einer Vernetzung mit ionisierender Strahlung stellt man zweekmäßigerweise die ArbeitstempenMiir des Auspreßvorgangs und damit die Viskosität des geschmolzenen Harzes sorgfältig ein. um kleine Zellen zu erhalien.wobci in der l'orm der Druck so hoch und die Temperai ir so niedrig wie möglich sein sollte.

Wenn verschäumtes Pnlvolefinharz durch Wärmebehandlung von verschäiimbaren Pellets, die ein sich thermisch zersetzendes Treibmittel enthalten, im Anschluß an eine Vcrnetzungsbehandlung erzeugt wird, bei der verschäumbar Pellets durch Extrusion eines in einen Extruder gegebenen Gemisches aus Harz und Treibmittel unter Mischen derselben bei einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels hergestellt werden, wird gleichfalls die Erzeugung von verschäumten Harzpellets mit einem Anteil an geschlossenen Zellen von mehr als 65% möglich, wobei man ein thermisch zersetzbares Treibmittel mit möglichst niedriger Zersetzungstemperatur verwendet, dieses mit dem Harz ohne thermische Zersetzung abmischt, verschäumbar Pellets extrudiert. dann durch ionisierende Strahlung vernetzt und schließlich die Pellets durch Erhitzen ausdehnt.

Beispiele für die Herstellung von erfindungsgemäß geeigneten verschäumten Pellets aus Polyolefin-Kunstharz mit einem Anteil an geschlossenen Zellen von mehr als 80% (gemessen mit einem Luftvolumenvergleichspyenometer) finden sich in der US-PS 38 86 100.

Obgleich der Ausdehnungsgrad der verschäumten

Pellets, das Verhältnis des scheinbaren Volumens der Pellets zum Volumen des festen Harzanteils, nach dem für das Endprodukt erwünschten Ausdehnungsgrad eingestellt werden kann, lassen sich Pellets mit einem Ausdehnungsgrad von weniger als 40 am leichtesten erreichen. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.

Die Durchmesser der geschlossenen Zeilen in den verschäumten Pellets liegen im allgemeinen zwischen 700 und 20μπι. Durchmesser von 500 bis 50 um sind besonders zweckmäßig. Wenn die Du-chmcssei zu groß sind, ist das Endprodukt nicht ausreichend llexibel. während zu kleine Durchmesser zu einer Verformung beim Abkühlen führen, da der innendruck der /eilen beim Kühlen absinkt und sich die /eilen selbst leicht verformen.

Die nach der oben beschriebenen Verfahrensweise erhaltenen verschäumten Pellets enthalten nur geringe Treibmittelrückstände: sie lassen sich erfindungsgemäß unmittelbar für die Formung verwenden oder die Rückstände können in geeigneten Vorrichtungen entfernt werden.

Hält man die porösen Pellets unter einem bestimmten Druck in einem anorganischen Gas vor. wird das anorganische Gas in den verschäumten Pellets unter

einem Druck von mehr als 1.16 bar bis zum Form- und Verschäumvorgang in der Form eingeschlossen. Der in den verschäumten Pellets vorliegende Druck läßt sich berechnen aus dem beobachteten Volumen des anorganischen Gases, das innerhalb eines bestimmten

so Zeitraumes aus den schnell in ein anderes GeLß überführten Zellen austritt.

Die so erhaltenen verschäumten Pellets mit dem unter Druck eingeschlossenen Gas werden in eine Form gegeben und erwärmt, damit sie in sich verschäumen

und der Gestalt der Form folgend aneinanderheften: so erhält man das fertige Erzeugnis.

Der Ausdehnungsgrad des verschäumten Formkörpers wird von dem scheinbaren Volumen der in die Form gegebenen Pellets bestimmt. Da sich das

scheinbare Volumen der verschäumten Pellets, die man dem anorganischen Gas ausgesetzt hat, abhängig von der Einwirkungsdauer, der Temperatur und dem Druck des anorganischen Gases etwas ändert, muß man vorher den Zusammenhang zwischen dem scheinbaren VoIumen und den Bedingungen der Gasbehandlung kennen. Das erfindungsgemäß ejngesetzte Gas hat eine kritische Temperatur, die geringer ist als die Temperatur des Formvorgangs: es verflüssigt sich unter dem

\i !-vrvlruck und Ji-T Arbeiisiempei .ιtur nicht, sondern hli/ii in der Corm mimer gasförmig, wahrend beim W¹ISl-bäumen mn einem flüssigen Treibmittel dieses Wärmeenergie aufnehmen mülite. um /u verdampfen i'.ler sieh /u (i.is zu /erset/en. was eine höhere 1 emperauir erforderlich machen würde. Da erfindungsgcmäi, ein anorganisches Gas hei einer erheblieh höheren .ils der kritischen Tempei · 1111 r eingesetzt wird. isi es möglich, ilen Formvorgang mit einer niedr: iieren remperatur durchzuführen als beim Einsatz eines I reibmitiels mil höherer kritischer Temperatur. Das Formverfahren der Erfindung hai ferner den Vorteil, ti a Il eine s;,,rke Haftung der Pellets untereinander, ein glattes I i.elien lies l'ol'.oleiinharzes während des F.rw.irmens ,in i\t:r Oberflache des Formkörpers und dadurch eine glatte Oberflache des Formkörpers selbst erreicht wird Lind nur geringe Wassermengen im Formkörper zurückbleiben, wenn Wasserdampf ais Wärmeleiter verwendet wird.

Da das anorganische Gas bald aus den Pellets entweicht, sollte Jas Aufheizen im Formvorgang schnell vor sich gehen, ledoch können für das Formverfahren auch Pellets noch etwa JO bis bO Minuten nach der Inkorpöiierung des anorganischen Gases unter einem Druck von mehr als 1.Ib bar verwendet werden.

Der erfindungsgemaß erhaltene verschäumte Formkorper wird dann in der Form abgekühlt. Die Kühlung kann ohne Hilfsmittel oder als /wangskühlung mit Luft oder Wasser erfolgen. Man nimmt den Formkörper aus der F.irin. wenn die Kühlung abgeschlossen ist. voivugsweise dann, wenn die Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des Grundharzes und einer 50 C niedrigeren Temperatur bzw. einer 30 C niedrigeren Temperatur liegt.

Wird der Formkörper mil zu hoher Temperatur aus der !■■«!·:« eruier;;· {höher al·, die Schmelztemperatur). wird die Oberfläche durch Nachschäumen rauh.

Ist andererseits der Formkörper in der Form so weil abgekühlt, daß seine Temperatur mehr als 50 C unter dem Schmelzpunkt des Grundharzes liegt, wird der 40 I interdruck in den Zellen des Formkörpers so stark, daß sich die Struktur verformt und der Formkörper beispielsweise durch Bildung von Hohlräumen infolge der Schrumpfung teilweise verzerrt und die gewünschte Gestalt nicht erreicht werden kann. Dies kann bei einem hohen Ausdehniingsgrad der Formkörper der Fall sein.

F.s ist deshalb zweckmäßig, eine optimale Kühltemperatur /w wählen, bei der der Formkörper aus der Form herausgenommen wird. Obgleich es sieh bei dem Innendruck in den geschlossenen Zellen des Formkörpers, der bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt und einer um 50" C niedrigeren Temperatur oder vorzugsweise zwischen dem Schmelzpunkt und einer um 30" C niedrigeren Temperatur aus der Form genommen wird, um einen Unterdruck handelt, hat der fertige Formkörper dennoch genau die gewünschte Gestalt mit glatter Oberfläche. Die Außenluft dringt schnell in die Zellen ein. ohne daß diese sich verformen. Erfindungsgemäß wird deshalb mit einem kurzen Formvorgang bei niedriger Temperatur die Herstellung eines verschäumten Formkörpers erreicht, der genau die gewünschte Gestalt ohne Deformation und mit stabilen Abmessungen aufweist.

Als Polyolefinkunstharze für die Erfindung eignen sich die verfügbaren Harze wie Hochdruckpolyäthylen, Mittel- oder Niederdruckpolyäthylen. Polypropylen und Mischpolymerisate von Äthylen mit anderen Olefinen wie Propylen oder mit Vinylverbindungen wie Vinylacetat oder als Mischung von mehr als zwei Arten oder eine Mischung von nicht weniger als 50% Polyolefinharz mit nicht mehr als 50% mischbarer thermoplastischer Harze oder Kunstgummi.

Als Gestalt der Schaumharzpcllets aus Polyolefin kommen normalerweise die Kugel·, Ellipsen-, Zylinder-, Würfel- und Quaderform mit 1 bis 15 mm Lange oder Durchmesser in Frage; es bestehen hier jedoch keine Einschränkungen.

Die Ermittlung des Volumcnanteils der geschlossenen Zellen in den Sehaumpellets läßt sich mittels eiius Pycnometers durch Vergleich mit dem verdrängten Luftvolumen durchführen. Man mißt dabei das tatsächlich von einer Probe des Schaumstoffkörpers beanspruchte Volumen mit dem Pycnometer (Luftvolumenvergleich) und berechnet das Volumenverhältnis der geschlossenen Poren oder Zellen zu den offenen Zellen aus dem ermittelten Wert nach einer von W. J. Remington und R. Pariser angegebenen Formel.

Das Prinzip der Bestimmung ist dabei wie folgt: Man nehme an, daß man eine Probe der Schaumharzpcllets in ein geschlossenes System einbringt und den Druck im System abrupt ändert. Die Volumenieile. die diesem abrupten Drucksprung nicht folgen, sind sicherlich das vom Harz selbst ausgefüllte Volumen und das Volumen der geschlossenen Zellen, das hier in Frage sieht. Diese Zellen sind vollständig von festem Harz umgeben, das ein schnelles Entweichen der eingeschlossenen Luft bzw. ein Eindiffundieren der Außenluft verhindert. Demgegenüber machen die offenen Poren eine Druckänderung unmittelbar mit. Da sich das Volumen des Harzes unmittelbar aus der Dichte bestimmen läßt, kann man das Volumen der geschlossenen Zellen nach dem oben angegebenen Prinzip unier Verwendung eines Luftvolumenvergleichspycnometers ermitteln.

1 öigCnüe AfigiiuCfi Sind erforderlich:

Volumen der Probe, bestimmt durch ihre Abmessungen;

Gewicht der Probe:

Dichte des Polymerisats, aus dem die Probe besteht, und

von der Probe verdrängtes Luftvolumen bzw. Volumen des Harzfeststoffanteils und der Zellen. AV.

Von diesen erhält man das verdrängte Volumen Δ V nach (4) mittels des Pycnometers (Lufivolumenvergleichspycnometer). In der vorliegenden Beschreibung sind Resultate angegeben, die man mit dem sogenannten »l-l/2-l-atm-Vcrfahren« erhalten hat. Dieses Verfahren ist auf Seite 6 der Betriebsanleitung des Toshiba-Beckmann-Pycnometers Typ 930. beschrieben.

Aus den ermittelten Daten lassen sich der Volumenantei! der geschlossenen Zellen, der Anteil der offenen Zellen und der Anteil des Festharzes bestimmen: diese Größen sind wie folgt definiert:

1. Volumenanteil der geschlossenen Zellen: Probengewicht (g)

V -

Dichte des Polymerisats Probenvolumen (cm³)

x 100%.

2. Volumenanteil der offenen Zellen:

Probenvolumen (cm³) -AV Probenvolumen (cm³)

x 100%.

Volumenanteil der Zellwinde bzw. Polymerisat· anteil:

Probengewicht (g)

Probenvolumen (cm³) χ Dichte des Polymerisats

χ 100%.

Die Vernetzung des Polyolefinkunsthar/es erfolgt nach bekannten Verfahren.

Als Treibmittel zur Herstellung der Polyolefin-Schnumpcllcts mit 0.01 bis 70% Gelgehalt werden bekannte Mittel wie unter Wärmeeinwirkung zersetzbare Substanzen und Gase oder Flüssigkeiten verwendet, die bei gewöhnlichen Bedingungen leicht verdampfen.

Als anorganisches Gas verwendet man erfindungsgeniiiß Luft. Stickstoff. Helium. Neon und Argon — gelegentlich auch Kohlendioxid, vorzugsweise jedoch Luft.

Diese anorganischen Gase werden einzeln oder in Mischungen von zwei oder mehreren verwendet: ihre Wahl und die Wahl der Anwendungsbedingungen hängen im einzelnen von der Art des Grundharzes und den Eigenschaften der Schaumpcllets ab — insbesondere von dem Ausdehnungsgrad, den Abmessungen der Pellets sowie dem Anteil und dem Durchmesser der geschlossenen Zellen. Für Schaumpellets aus Hochdruckpolyäthylen mit 50% Gelgehalt, einem Durchmesser von 1.8 mm. einem Vergrößerungsgrad von 25 und einem Volumenanteil der geschlossenen Zellen von 85% verwendet man vorzugsweise Luft unter einem Druck von mehr als 19.6 bar für eine Dauer von mehr als 20 min und bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Grundharzes, aber nahe an diesem, wobei gilt, daß man dem Schmelzpunkt vorzugsweise so nahe wie möglich kommt. Beispielsweise ist für Polyäthylen eine Temperatur von mehr als 90"C geeignet.

Um Schaumpellets aus Polyolefinkiinstharz mit 0.01 bis 70% Gelanteil und einem Anteil von mehr als 65% an geschlossenen Zellen in einer Atmosphäre aus anorganischem Gas zu hallen, füllt man sie in ein druckfestes Gefäß, führt das anorganische Gas ein und hält es mit der gewünschten Temperatur und dem gewünschten Druck für eine bestimmte Dauer vor. Dieser Vorgang läßt sich ν lederholen.

Obgleich die Pellets im allgemeinen Reste des für das Vorschäumen verwendeten Treibmittels enthalten, sind derartige Rückstände unerwünscht.

Der Innendruck der Zellen sollte bis kurz vor dem Formvorgang, wie bereits erwähnt, einen Wert von mehr als 1.16 bar und vor/ugsweise mehr als 1.37 bar betragen.

Die Schaumharzpellets mit in den Zellen eingeschlossenem anorganischen Gas werden mit einem Gasdruck von mehr als 1.16 bar in eine Form eingefüllt, die das Harz dicht, aber nicht gasdicht umschließt, wonach man den Formvorgang durchführt und so den Formkörper jeder gewünschten Gestalt in guter Qualität erhält.

Das Einfüllen der Schaumpelleis in die Form kann nach herkömmlichen Verfahren wie z. B. mit Druckluft oder durch Evakuieren der Form durchgeführt werden.

Die Erwärmung der mit den Schaumpellets gefüllten Form wird bei gewöhnlichem, erhöhten oder einem Unterdruck mit Heißluft, auf 100-300°C erhitztem wasserdampf. iR-Sirahiung. hochfrequenten magnetischen Feldern oder durch Berührung mit einem flüssigen Heizmedium durchgeführt, das den Schaumstoff nicht erodiert. Vorzugsweise verwendet man Wasserdampf.

Zur Kühlung nach dem Aufheizen kommen natürliche Luftkühlung, Zwangskühlung mit Gasen wie Luft und Wasserkühlung in Frage: Wasserkühlung ist am bequemsten und wirkungsvollsten.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der beigefügten Zeichnung gezeigt.

Die Figur zeigt den Aul'bnu einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung mit einer Formmaschine 1. einer geschlossenen Form 2, Gefäßen 3 und 3' für die Gasbehandlung. Fülltrichtern 4 und 4' für die vorgeschäumten Pellets, einem Speisrohr 5 für ein anorganisches Gas wie Luft, einem Druckregler 10 zur Gasspülung der Behandlungsgefäße, einem Heiz- und Kühlzeitregler für die Formmaschine 5. einem Förderer 6 für die Formkörper und einem Alteriingsraiim 7.

Weiterhin zeigt die Figur einen Fall der Herstellung.

bei dem jedes Behandlungsgefäß 3 oder 3' in einem Schritt vorgeschäumte Pellets in gerade der gleichen Menge wie die geschlossene Form 2 aufnehmen kann: es wird nach der Behandlung mit dem anorganischen Gas fast die gesamte Menge der vorgeschäumten Pellets in die Formmaschine I eingegeben. Diese Anlage nach der Figur ist folglich sinnvoll, wenn die Formmaschine I und die Bchandlungsgefäßc 3 bzw. 3' nicht voll zu arbeiten brauchen, selbst wenn ein Arbeitszyklus der Behändlungsgefäße 3,3' mehr als doppelt so lang ist wie der der Formmaschine I.

Da es oft erwünscht ist. die vorgeschäumten Pellets mit dem anorganischen Gas im BehandUingsgcfäß in einem länger als 15 min dauernden Vorgang zu behandeln und der Arbeitszyklus der Formmaschine bei vorgeschäumten Pellets aus Polyolefinkiinstharz 2 bis 5 min dauert, ist es. wenn die Formmaschine I und die Behandiungsgeiiiße 3, 3^: voii ausgelastet sein sollen, erforderlich, drei bis mehr als 10 Behandlungsgefäße pro Formmaschine vorzusehen, was nicht nur zu hohen

Anlagenkostcn. sondern auch zu Schwierigkeiten bei der Verfahrensführung führt. Für einen vollen rietrieb ist es folglich besser, zwei große Behandlungsgefäße 3, 3' vorzusehen, in denen die mehrfache Menge des Füllinhalts der Formmaschine mit dem anorganischen Gas behandelt wird. Dann wiegt man die in die Formmaschine einzufüllende Menge an gasbehandelten Pellets ab. überführt sie in ein Spülgefäß (in der Figur nicht gezeigt, aber an der Stelle A einzufügen), um den Innendruck des Gefäßes auf mehr als 0.48 bar einzustellen und die Rückstände des anorganischen Gases auszuspülen, die mit der Füllung in die Formmaschine gelangt sind, und wiederholt diese Verfahrensschritte, während in einem anderen Behandlungsgefäß die nächste Gasbehandlung durchgeführt wird.

Beispiel 1

Polyäthylenpellets mit einem Gelgehalt von 48.5%. durch Vernetzen von handelsüblichen Hochdruckpolyäthylenpellets erzeugt, wurden in ein drucksicheres Gefäß gegeben und bei 6O⁰C zwei Std. mit Dichloridfluormethan behandelt. Die 13.5 Gew.-% Dichlordifluormethan enthaltenden Pellets wurden mit Wasserdampf vor 1,18 bar Druck 20 s lang erhitzt, um vorgeschäumte Peüets 2U erhalten, deren Anteil an geschlossenen Zellen dann 86% und deren scheinbares Volumen i 7,9 cmVg betrug.
Die so hergestellten vorgeschäumten Pellets wurden

in einem druckfesten Gefäß bei 45 C für 20 min mit Luft unter einem Druck von 17,6 bar behandelt, wonach der Druck Huf ilen Normaldruck gesenkt wurde. Hierbei ergaben sich schrumpfungsfreie ausgedehnte Schaumpellets mit einem scheinbaren Volumen von 27,3 cmVg und einem Druck von !,86 bar der in den Zellen eingeschlossenen Luft. Diese Pellets wurden sofort in eine geschlossene Form mit den Innenabmessungen 580 χ 355 χ 50 mm gegeben, die ein kleines Loch als Gasaustrittsöffnung aufwies, und dann mit Dampf

zwecks Formung erhitzt. Der Formkörper wurde nach einer 50 see Kühlung mit Wasser aus der Form genommen. Derart hergestellte Formkörper, die unter Wasserdampferhitzung unter verschiedenen Bedingungen geformt worden waren, wurden nach ihren Eigenschaften untersucht. Die Tabelle Il zeigt die Ergebnisse, wobei die Probe Nr. 6 eine Kontrollprobe mit vorgeschäumten, aber nicht mit Druckluft behandelten Pellets war; wie ersichtlich, sind deren Eigenschaften sehr schlecht.

Tabelle 11	Scheinbares	Druckluft-	Scheinbares	Dampf	Out« des	Erzeugnisses	EiaCits IUwUi
Probt Nr.	verechäurMen	** ■* "^u"¹" "·"*·	Voiiüüsn der mit Luft	druck heim Formen	zustand	«ö- Hämin» ööi Pellets im
	Pellets		dehandelten			Innenraum
			verschüumten
			Pellets
	lcmVgl	[° C/bar/min]	[cm³/g]	[bar]			keine
	17,9	90/17,6/20	27,4	1,86	gut	O	Verformung
1							desgl.
	17,9	90/17,6/20	27,2	1.47	gut	O	desgl.
2	17,9	90/17.6/20	27.6	1,18	tut	O	desgl.
ι	17.9	90/17,6/20	27,2	0,9«	gut	O	desgl.
4	17,9	90/17,6/20	27,5	0,78	gut	O	stark
5	17,9	keine	17,9	1.47	sehr	X	geschrumpft
6 (Ver					schlecht		und verftxmt
gleich)					(körnig)

Bemerkungen

Haftung der Pellets im Innenraum.

O = Mehr als 80% hafttn aneinander.

x = Weniger als 10% haften aneinander.

/v- Mehr sls 50% haften aneinander.

Dampferhitzung wurde durchgeführt, bis bei jedem in der Tabelle angegebenen Druck die richtige Wärmemenge

abgegeben war.

Beispiel 2

Polyäthylenpellets mit einem Gelgehalt von 553% durch Vernetzung eir.es Hochdruckpolyäthylens (handelsübliches Erzeugnis einer anderen Qualität als im Beispiel 1) erhalten, wurde wie im Beispiel 1 mit Dichioridfluormethan behandelt und mit Wasserdampf 20 s lang unter einem Druck von 0,69 bar erhitzt. Die so erhaltenen schrumpffreien Pellets, deren Atiteil an geschlossenen Zellen 92% und scheinbares Volumen 20cmVg betrug, wurden 48 Std. in Heißluft von 45° C behandelt, um die Treibmittelrückstände vollständig auszutreiben.

Ein Teil der behandelten Pellets wurde in ein druckfestes Gefäß gefüllt und bei 65⁰C in pichloridfluormethan unter einem Druck von 12,74 bar gehalten. Die Probe enthielt 34 Gew.-°/o Freongas, wurde wie im Beispiel 1 in eine geschlossene Metallforni gefüllt, mit Wasserdampf von 1,18 bar erwärmt, ausgeformt und nach 50 s Wasserkühlung aus der Form genommen. Ein weiterer Teil der Pellets, der der oben beschriebenen Behandlung zum Austreiben der Treibmittelrückstände unterworfen worden war, wurde in ein druckfestes Gefäß gefüllt und 20 min lang unter einem Druck von 19,6 bar wie im Beispiel 1 in einer Luftatmosphäre vorgehalten, wonach der Druck auf den Normaldruck gesenkt wurde. Die Probe wurde aus dem Gefäß genommen, sofort in eine geschlossene Metallform überführt und dort unter Erwärmung mit Wasserdampf nach den gleichen Bedingungen, wie oben erläutert, ausgeformt. Es wurden also zwei Proben des Formerzeugnisses erhalten und ihre Eigenschaften verglichen (Tabelle III). Beide hatten ein gutes schrumpffreies Aussehen; was die Innenhaftung und den Wassergehalt anbetrifft, ist die zweite Probe, die mit Druckluft behandelt worden war, besser als die erste.

Tabelle

Beim Formen eingesetztes Schiumgu

Scheinbares Volumen der MkU nach (km Einbringen des Scniunimittels uilUrDtuck

(«mV»)

Diente

(cm³/« flÜtf rtrt firrtignlimi

fossergekak innedhafUat Atouheo

[i. ΤΛ. Ü]

Dichlordifhiormethan 28,2 23,2

(Vergleich)

Luft 24,0 23,0

Beispiel 3

Eine Probe von Polyäthylenpellets mit einem Gelgehalt von 46,3% aus Hochdruckpolyäthylen mit einem Ant-.-il von geschlossenen Zeilen von 86% und einem scheinbaren Volumen von 20J2cm³/g wurde hergestellt und in einem drucksicheren Gefäß unter einem Druck von 17.6 bar bei 93° C für eine Dauer von 10 min in einer Stickstoff-Luft-Mischatmosphäre vorgehalten, wonach der Druck auf den Normalwert abgesenkt wurde. Die Pellets wurden dann sofort in die gleiche Form gefüllt, die im Beispiel 2 benutzt worden

Tabelle IV

1,9 SO keine

Verformung

5,9 90 keine

Verformung

war, und unter Wasserdampfbeheizung bei 1.18 bar Druck ausgeformt Die Wirkung der Temperatur beim Herausnehmen auf das Aussehen und die Schrumpfung des Formkörpers wurde untersucht Die Formkörper wurden bei innentemperaturen von 92,75 und 55'C aus der Form entnommen; die Tabelle IV zeigt die Ergebnisse. Es bestätigte sich, daß Schrumpfung und Verformung des verschäumten Formkörpers geringer sind, wenn dieser bei einer Temperatur aus der Form genommen wird, die so nahe wie möglich am Schmelzpunkt des Grundpolymerisats liegt.

Innentemperatur des nach dem Formen aus der Form genommenen Formkörpen

Scheinbares Volumen

(cfflVg)

Wassergehalt

Schrumpfung im Mittelteil

Aussehen

25,7 25,5 23,9

Beispiel 4

0 0 0

tut gut schlecht

Es wurden verschiedene Arten vorgeschäumter Pellets mil verschiedenen Anteilen an geschlossenen Zellen bei 95°C für 20 min Druckluft unter 17.6 bar in einem druckfesten Gefäß wie im Beispiel 1 ausgesetzt und der Druck danach auf den Normalwert abgesenkt. Unmittelbar danach wurde jede Sorte in eine Metall-Tabelle V

form mit Außenabmessungen von 30Ox 18Ox 120 mm und Innenabmessungen von 260x 14Ox 100mm gefüllt und unter Beheizung mit Wasserdampf bei 1.47 bar ausgeformt. Die Formkörper wurden nach 15 see Wasserkühlung aus der Form genommen und auf Aussehen, Schrumpfung und Verformung untersucht. Die Tabelle V zeigt die Ergebnisse.

so '

Nr.	Anteil der	Sctumbtre Dichte	Otite des Formkörper»	Verformung, AusMhM
	geschlossenen Zeflen	der geschäumten FefJeu	scbeiflbam Volumen
	<%)	(ctnVg)	(cm³/!)	nicht formbar
1 (Vergleich)	35	21,0	_	nicht foftnfctf
5 (Vergleich)	47	27,0	-	lUfke Sduumpfaii
3	60	26,5	-	schlecht
				gut
4	16	27,2	2«»5	gut
5	95	27,5	27,0

Bemerkung:

Die Probe 1 und 2 liege« sich nkht formen, d. h. dta Pellets hafteten nicht aneinander und schrumpften getrennt. Beispiel 5

Polyäthylenpellets mit 48,5% Gelgehalt, die aus handelsüblichen Polyäthylenpellets hergestellt waren, wurden zu einem Anteil von 87% an geschlossenen Zellen und 32cnWg scheinbarem Volumen vorverschäumt. Nach einer Stickstoffbehandlung in einem druckfesten Gefäß bei verschiedenen Drücken, Temperaturen und Behandlungsdauern wurde jede Probe automatisch nach dem Druckdifferenzverfahren in eine geschlossene Metallform mit einer kleinen öffnung (Innenabmessungen 580 χ 355 χ 50 mm) gefüllt und unter Wasserdampfbeheizung bei 1.18 bar ausgeformt. Die Formkörper wurden dann nach 60 see Wasserkühlung aus der Form genommen. Die Tabelle VI zeigt die Ergebnisse.

TabefleVl	Ttmjmtui	Dnjcb	Z*	Druck des singe-	Verfbmuag
Nr.				lfhlof cfllljsft a it"»	des Produkts
				gffrchec Oases
	CQ	(kw)	*(ma)*	0»«)
	25	174	20	1,64	keim
1	25	17,6	10	1.59	gering
2	25	17,6	5	1.57	gering
3	25	0	0	0,98	stark,
4 (Vergleich)					schlechtes
					Aussehen
	65	9,8	20	1^4	gering
5	90	17,6	20	1.S6	keine
6	90	17,6	10	1.80	keine
7

Die Probe Nr. 4 war für jedwede Anwendung zu schlecht, die Proben Nr. 2,3 und 5 waren leicht verformt und die anderen Proben wiesen bei guten Eigenschaften keinerlei Verformung auf.

Beispiel 6

Es wurden zwei Arten verschäumter Pellets mit verschiedenen Zelldurchmessern (Tab. VlI-I) mit Luft oder Stickstoff unter einem Druck von 19,6 bar bei 95° C

Tabefl· VIM

in einem druckfesten Gefäß für 20 min behandelt und der Druck dann auf den Normalwert gesenkt. Jede der

vier so erhaltenen Proben wurde sofort in eine

geschlossene Metallform mit einer kleinen Öffnung

(Innenabmessungen 580 χ 355 χ 50 mm) eingebracht

und unter Beheizung mit Wasserdampf bei 1,18 bar ausgeformt. Der Formkörper wurde nach 50 see

Wasserkühlung aus der Form genommen und geprüft.

Die Tabelle Vl 1-2 zeigt die Ergebnisse.

Rohmaterial Nr. ZeUdwchmesier

(μ)

Oelgehalt

Anteil der geschlossenen Zellen

Scheinbares Volumen

(craVg)

Tabelle VU-2

200

12

87

20 24

Gas

Rohmaterial Nr. Gü.'e des Formkörper!

idMinbares Wassergehalt

Volumen

(cm^J/|) (Oew.-%)

Verformung

Luft

Stickstoff Uft Stickstoff

Wie sich aus der Tabelle Vl 1-2 ergibt, sind diese Erzeugnisse qualitativ sehr hochwertig.

Kontrollbeispiel I

Die für das Beispiel I verwendeten voi geschäumten Pellets wurden in ein druckfestes Gefäß eingebracht und 23,0 23,5 26,6 26,1

5,9 5,5

6,9

keine keine keine keine

bei 70°C mit Dichloridfluormethan unter 14,2 bar zu einem Anteil der Imprägnierung von 38 Gew.-% behandelt. Die behandelten Pellets wurden sofort in eine geschlossene Metallform (Innenabmessungen 580 χ 355 χ 50 mm) mit einem kleinen Loch eingefüllt und durch Beheizung unter verschiedenen Bedingungen

17 18

ausgeformt. Die Formkörper wurden nach 65 see Die Tabelle Vl 11 zeigt die Ergebnisse. Wasserkühlung aus der Form genommen und geprüft

Tabelle VIU

Probe Nr.	Fonndruck	Oüte des verschäumen Produkts	Innenhaftung	Aussehen
	(bar)	Oberfläche	O	keine Verformung
1	1,86	gut	O	keine Verformung
2	1,47	gut	Δ	geringe Verformung
3	1,18	Zwischenräume zwischen den Pellets	X	starke Verformung
4	0,98	große Zwischenräume zwischen den
		Pellets	X	starke Schrumpfung
5	0,78	keine Haftung, schlecht		und Verformung

Bemerkungen:'

1. Innenhaftung

O - mehr als 80%. Δ - mehr als 50%. X - weniger als 10%.

2. Die Wasserdampfbeheizung wurde durchgeführt, bis für jeden in der Tabelle angegebenen Druck die richtige Wärmemenge abgegeben war.

Wie die Tabelle VIII zeigt, ist es für ein qualitativ hochwertiges Produkt erforderlich, einen Wasserdampfdruck von mehr als 1.47 bar zu verwenden. Aus einem Vergleich mit dem Beispiel 1. bei dem zum Verschäumen Druckluft verwindet wird, ist die Arbeitstemperatur ziemlich hoch und sind die günstigen Arbeitsbedingungen auf einen schrrHen Bereich eingeschränkt.

Beispiel 7

Polyäthylenpellets mit einem Gelgehalt von 0,7%, die durch Vernetzen von Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex von OJ hergestellt worden waren, wurden in ein druckfestes Gefäß gefüllt und 2 Std. lang bei 70⁰C mit Dichlordifluormethan zu 22Gew.-% behandelt.

Tabelle IX

Die behandelten Pellets wurden mit Wasserdampf von 0,78 bar für 20 see erhitzt, um zu schäumen; es ergaben sich ververschäumte Pellets mit einem scheinbaren Volumen von 21,8CmVg und einem Anteil an geschlossenen Zellen von 90%.

Die vorverschäumten Pellets wurden in einem druckfesten Gefäß bei 95° C mit Druckluft von 17,6 bar

-.5 30 min lang behandelt. Die so behandelten Pellets wurden dann sofort in eine geschlossene Metallform für Kameraverpackungskörper gefüllt und bei verschiedenartiger Wasserdampfbeheizung ausgeformt. Jeder Formkörper wurde nach Wa-iserkiMung für 15 see aus der Form herausgenommen und geprüft. Die Tabelle IX zeigt die Ergebnisse.

Probe Nr. Scheinbares Volumen

der vorgeschäumten Pellets

(cmVg)

Dampfdruck in der Form

(bar)

Güte des Formkörpers Oberfläche Innenhaftung

Aussehen

29,6 29,6 29,6

1,47 1,37 1,27

gut gut gut O O O

gut gut gut

Bemerkungen:

1. Innenhaftung

O - mehr als 80%. Δ » mehr ils 50%. x = weniger als 10%, PeIIeU hatten das Aussehen von Granatäpfeln.

2. Die Wasserdampfbeheizung wurde so lange durchgeführt, bis für jeden »gegebenen Druck die richtige Wärmemenge eingebracht war.

Beispiel 8

Vorvcrschiiumtc Pellets aus Hochdruckpolyäthylen mit einem Anteil von 95"/o ;in geschlossenen Zellen und einem scheinbaren Volumen von 20cm'/g. durch Verschäumen mit Dichlordifluormethan aus Polyäthylenpellets mit einem Gclgehalt von 46%. die ihrerseits durch Vernetzen von handelsüblichen Polyäthylcnpd-

lets entstanden, erhalten, wurden in einem druckfesten Gefäß einer Hochdruck-Kohlendioxidatmosphäre ausgesetzt und der Druck auf den Normalwert abgesenkt. Unmittelbar danach wurden die Pellets in eine geschlossene Metallform mit Abmessungen von j80 χ 355 χ 50 mm mit einem kleinen Loch gefüllt und unter Dampfbeheizung mit 1.18 bar ausgeformt. Die Formkörper wurden nach einer Wasserkühlung für 50 see aus der Form genommen: sie wiesen ein gutes Aussehen ohne jegliche Verformung auf.

Beispiel 9

Die im Beispiel 1 enthaltenen vorverschäumten Pellets mit einem Anteil an geschlossenen Zellen von 86% und einem scheinbaren Voiumen von 17,9 cmVg wurden in ein druckfestes Gefäß eingebracht und bei 90⁰C 10 min lang atmosphärischer Luft von 17,6 bar Druck aufgesetzt, worauf der Druck auf den Normdwert reduziert wurde. Diese Behandlung wurde sodann wiederholt, d.h. die Pellets im Gefäß wurden noch einmal 10 min lang der Druckluft von 17,6 bar ausgesetzt.

Die insgesamt 20 min mit Druckluft behandelten Pellets wurden in die im Beispiel 1 verwendete

ίο Metallform mit kleinem Loch gefüllt und unter Wasserdampfbeheizung von 1,18 bar und 0,78 bar Dampfdruck ausgeformt. Jedes Produkt wurde nach Wasserkühlung aus der Form genommen und seine Güte geprüft; die Ergebnisse sind in der Tabelle X zusammengefaßt.

Tabelle X	Scheinbares Volumen der verscbäumten Pellets nach der DruckgaibcuäTiulüng (cmVg)	Dampfdruck beim Formen (bar)	Güte des verschäumten Produktes Innenhaltung Oberflächen aussehen	gut gut	Aussehen
Probe Nr.	28,3 28,3 80% Haftung.	1,18 0,78	O O		keine Verformung keine Verformung
1 2 Bemerkung: Innenhaftung O - mehr als

An diesen Ergebnissen bestätigt sich, daß die Auswirkungen einer Behandlung der Pellets mit anorganischem Gas hohen Drucks unabhängig von Unterschieden des Behandlungsverfahrens selbst — kontinuierlich in einem Vorgang wie im Beispiel 1 oder unterbrochen in zwei Schritten wie im Beispiel 9 — fast gleich sind, solange die Gesamtbehandlungszeit gleich bleibt.

Beispiel 10

Pellets aus vernetztem Polyäthylen mit einem Gclgehalt von 48.3%. einem Anteil an geschlossenen Zellen vo;i 88% u;;d einem scheinbaren Volumen von 17,3 cmVg wurden in einem druckfesten Gefäß in Druckluft unter 17,6 bar bei Raumtemperatur 20 min vorgehalten und der Druck dann auf den Normalwert abgesenkt. Sofort bzw. 40 und 80 min nach dem Absenken des Drucks wurden die Pellets in die im Beispiel 1 verwendete Metallform gefüllt und unter Wasserdampfbeheizung mit 1,47 bar ausgeformt und die Formkörper nach 60 see Wasserkühlung aus der Form genommen. Die Tabelle Xl zeigt die Ergebnisse (Nr. 2 bis 4).

Zum Vergleich wurden Formkörper auf die gleiche Weise, aber ohne Druckluftbehandlung hergestellt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle Xl (Nr. I) angegeben.

Tabelle XI	Zeit von Druck	Innendruck der	Scheinbares Volumen	Haftindex der
Nr.	absenkung bis zum	Pellets beim Formen	der Formkörper	Formkörper
	Formen
	(min.)	(bar)	(cm³/g)
	_	0,98	19,9	4,5
1 (Vergleich)	0	1,63	26,7	19,3
2	40	1,23	27,5	16,6
3	80	1,16	27,0	17,7
4
Bemerkungen:

Der »Haftindex« ist ein numerischer Ausdruck für die Spannung, die bis zum Bruch des Formkörpers durch wiederholtes Biegen auftritt.

Wie die Tabelle Xi zeigt, war der Haftindex des Formkörpers durch den Einschluß von Luft in die vorverschäumten Pellets mit einem Drir.k vofi mehr als 1,16 bar trotz der Abnahme des scheinbaren Volumens des Formkörpers erheblich besser.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus verschäumten Polyolefinteiichen, die unter dem Druck eines anorganischen Gases stehen und einen Hauptanieil an geschlossenen Zellen aufweisen, wobei die Teilchen in eine Form gefüllt werden, aus der Gas entweichen kann, und in der Form erhitzt werden, so daß die erhitzten Teilchen in der Form expandieren, bis sie fest aneinander haften, und hierdurch ein Gegenstand erzeugt wird, der genau der Gestalt und dem Muster der Form angepaßt ist. dadurch gekennzeichnet, daß vorgeschäumte Polyolefinteiichen eingesetzt werden, die geschlossene Zellen in einem Anteil von mehr als 80 Vol.-°/o enthalten und eine nichtkomprimierte Gestalt aufweisen, wobei nur das Innere der Zellen durch das anorganische Gas unter Druck gesetzt ist, um einen Innendruck von mehr als 1,16 bar zu erzeugen, und daß diese Teilchen bei atmosphärischem Druck in eine nichtgasdichte Form gefüllt und darin ohne Anwendung von Außendruck erhitzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper während des Abkühlens aus der Form genommen wird, wenn seine Innentemperatur zwischen dem Schmelzpunkt und einer 50° niedrigeren Temperatur liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form unter einem geringeren Druck als dem Normaldruck t-'tialten wird.

4. Verfahren nach einem d«r Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß venv :zte Polyolefinteiichen mit einem Gelgehalt von 0,01 bis 70% eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorgeschäumte Polyolefinteiichen eingesetzt werden, in deren Zellinnerem unter Erhitzen in einem druckfesten Gefäß mit einem anorganischen Gas der Innendruck von mehr als 1.16 bar erzeugt worden ist, und daß der Formkörper nach Herausnehmen aus der Form in einem Raum bzw. Gefäß bei einer Alterungstemperatur gehalten wird, die 30" bis 70⁰C niedriger als sein Schmelzpunkt liegt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, mit einer Formeinrichtung mit geschlossenem Innenraum der gewünschten Gestalt, mit Heizmitteln zum Erhitzen der Polyolefinteiichen, die in den Raum gefüllt werden, mit Kühlmitteln und mit Mitteln zum Herausnehmen des Formkörpers aus der Form, gekennzeichnet durch Mittel zum Herausnehmen und Befördern des Formkörpers mit der vorgegebenen Innentemperatur und durch einen Alterungsraum (7). der bei der vorgegebenen Temperatur gehalten werden kann.