DE2944503A1 - Geschaeumte radiergummis, sowie verfahren und vorrichtungen zu deren herstellung - Google Patents

Geschaeumte radiergummis, sowie verfahren und vorrichtungen zu deren herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft geschäumte Radiergummis auf der Basis von PVC- und/oder PV'/PVA-Mischpolymerisat-Plastisolen oder plastifizierter, fließfähiger Kautschuk-Mischungen, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger geschäumter Radiergummis und Fertigungsvorrichtungen.
Die bisher bekannten geschäumten Radiergummis weisen sehr grobporige und ungleichmäßige Struktur auf. Sie werden in der Regel dadurch hergestellt, daß der jeweiligen Grundsubstanz geeignete Treibmittel zugesetzt werden, die sich bei erhöhter Temperatur unter Gasabspaltung zersetzen.
Durch diesen exothermen und irreversiblen Zersetzungsvorgang entstehen einzelne Hohlräume in der Radierrr.asse, die weder in Bezug auf ihre Größe noch auf ihre gleichmäßige Verteilung innerhalb der gesamten Masse steuerbar bzw. beeinflußbar sind.
Außerdem lassen sich derartige Radiergummis nicht kontinuierlich herstellen.
Allgemein bekannt ist es darüberhinaus auch bereits, Latex-Mischungen , PVC-Plastisole oder ähnliche fließfähige Materialien in kontinuierlichen Schaummischern unter Luft- oder sonstiger Gaszufuhr durch Mischen aufzuschäumen.
Unter Einbeziehung dieser bekannten Misch- bzw. Schäumungsmethode ist es Aufgabe der Erfindung, einen geschäumten Radiergummi mit gleichmäßiger feiner und variabler Struktur, ein Verfahren zur Herstellung derartiger geschäumter Radiergummis, sowie hierfür geeignete Vorrichtungen zu schaffen, mit denen es ermöglicht wird, diese geschäumten Radiergummis auch in kontinuierlicher Arbeitsweise mit beliebiger Porenstruktur zu fertigen.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs aufgezeigten Merkmalen sowie mit den beanspruchten Verfahren und Vorrichtungen, auf besonders vorteilhafte und einfache Art und Weise
gelöst.
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ORIGINAL INSPECTED
Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Ausgestaltungs-Merkmale der Erfindung sind in den ergänzenden Unteransprüchen aufgezeigt.
Durch die während der Herstellung bzw. vor der Aushärtung der fließfähigen Grundmasse zugemischte Luft, oder durch gleichermaßen eingebrachtes sonstiges Gas, weist der .so erhaltene Radierer besonders feinporige und gleichmäßige Porenstruktur auf, die in Abhängigkeit von der Luft- oder Gaszugabe, der Konsistenz der Grundmasse, sowie der Mischungsdauer und -geschwindigkeit variabel ist.
Ebenso kann hierdurch die Enddichte des fertigen Produktes beliebig eingestellt werden.Werte zwischen 0,8 und 1,4,bes.zwischen 0,9 u. 1,3 g/cm^ sind vorzuziehen. Durch die Beimischung von Emulgatoren und/oder zusätzlicher Lösungsmittel, läßt sich der Schaum während der Fertigung für längere Zeit stabilisieren. Das zusätzliche Lösungsmittel wirkt darüberhinaus ggf. noch als ergänzender oder im Extremfall auch ausschließlicher Porenbildner und sollte zw. 20 u. 120° C flüchtig sein.
Nach dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren können, insbesondere durch die Kombination eines handelsüblichen kontinuierlich arbeitenden Schaummischers mit einer Geliervorrichtung, die ebenfalls kontinuierlichen Materialdurchlauf ermöglicht, erstmalig auf überraschend einfache Weise geschäumte Radiergummis mit äußerst feinporiger, gleichbleibender Schaumstruktur besonders leicht und preiswert hergestellt werden.
Der mit der Geliervorrichtung direkt gekoppelte Schaummischer fördert den erzeugten Schaum unter Druck unmittelbar auf bzw. in das kontinuierlich arbeitende Förderaggregat. Mittels diesem wird die geschäumte Masse durch die differenziert aufgebaute Heizzone beispielsweise mit Temperaturstufen von 60, 90, 120,
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130, 135 Grad C geführt. Hierbei härtet die Radiergur.mimasse bei richtig gewählter Beheizungsart bzw. bei bewegter Förderung unter Beibehaltung ihrer Radierfähigkeit aus und kann anschließend beispielsweise im Wasserbad abgekühlt und dann zu gebrauchsfähigen beliebig großen Stücken geschnitten werden.
Besteht die Geliervorrichtung aus einem beheizbaren Extruder, so ist die Art der zugeführten Wärme sekundär, da durch die Bewegung der Radiermasse innerhalb des Extruders eine gleichmäßige Aushärtung ohne Krustenbildung oder Entstehung unterschiedlicher Härtungszonen erfolgt. Wichtig ist hierbei jedoch, daß der Extruder differenzierte Temperaturzonen aufweist, die die Einstellung der beispielsweise oben genannten Temperaturstufen ermöglicht und daß die Förderschnecke des Extruders gleichmäßig profiliert ist, ..se daß der Durchsatz des Schaumes ohne Rückstau oder größere Druck- oder Scherbeeinflussung erfolgen kann.
Besonders geeignet sind reine Förderschnecken mit gleicher Gangtiefe (zwischen 2 und 6 mm), gleicher Steigung (vorzugsweise 30°) und gleichmäßiger Kanalbreite.
Insbesondere bei der Verwendung anderer Förderaggregate, wie Förderbänder oder ähnliches, ist es wichtig, daß als Heizelemente keine Strahlungswärme erzeugenden Geräte sondern vorzugsweise Hochfrequenz- oder Microwellen-Heizvorrichtungen verwendet werden.
Durch die vorgeschlagenen Heizungen erfolgt die Aushärtung bzw. Gelierung der Radiermasse nicht unmittelbar von außen nach innen sondern gleichmäßig innerhalb des ganzen Profilstranges, so daß sich weder unterschiedliche Zonen noch glatte nicht radierfähige Randzonen (Oberflächen) bilden.
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Für die erfindungsgemäßen Radiergummis bzw. für die Herstellung von Radiergummis mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren eignen sich u.a. Mischungen, wie sie in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen aufgezeigt sind:
Beispiel 1 ;'"*
25,0 Teile PVC( K-Wert 70) 37,0 Teile Calciumcarbonat (Korngröße < 5 μ) 37,0 Teile Di-2-äthylhexylphthalat 1,0 Teil Calciumstearat
Diese Bestandteile werden zu einem vollständig dispergierten Plastisol vermischt und dann in den Schaummischer eingebracht.
Beispiel 2
28 Teile PVC (K-Wert 70)
35 Teile Calciumcarbonat (Korngröße < 5 μ)
38 Teile Dibutylphthalat
1 Teil Calciumstearat
Beispiel 3
25 Teile PVC (K-Wert 70)
35 Teile Calciumcarbonat (Korngröße < 5 μ)
35 Teile Di-2-äthylhexylphthalat
4 Teile Isotridecanol-Polyglykoläther
1 Teil Aluminiumstarat
Beispiel 4
Teile PVC (K-Wert 70) Teile Calciumcarbonat (Korngröße 2-15 p) Teile Di-isononyladipat
4 Teile Alkylbenzol mit einem linearen C1Q-C _ Alkylrest
1 Teil Calciumstearat
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Beispiel 5
43 Teile PVC (Κ-Wert 70)
50 Teile Di-2-äthylhexylphthalat
4 Teile pyrogene Kieselsäure
2 Teile Fettalkohol-äthoxylat
1 Teil Calciumstearat
Beispiel 6
25 Teile PVC (K-Vert 70)
36 Teile Calciumcarbonat (Körnung < 5 /i)
37 Teile Di-2-äthylhexylphttelat
1 Teil n-Heptan
1 Teil Calciumstearat
zum Teil
Die Mischungen weisen/außer den zur üblichen Radiergummiherstellung erforderlichen Grundsubstanzen bereits zur Schaumstabilisierung bzw. ggf. ergänzenden Schaumbildung geeignete Emulgatoren und/oder weitere Lösungsmittel auf. Die Bestandteile werden vor der Weiterverarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem vollständig dispergierten Plastisol vermischt.
Neben den in den Beispielen aufgeführten Mitteln eignen sich auch anderweitige oberflächenaktive Substanzen und/ oder zwischen 20 und 120° C flüchtige Lösungsmittel zur Erzielung und Stabilisierung besonders feinporiger Schäume.
Falls erforderlich oder gewünscht, kann die Viskosität des Plastisols durch die Verwendung schneller oder langsamer gelierender Weichmacher beeinflußt werden, um insbesondere die Verweilzeit im Microwellen- oder Hochfrequenzfeld variieren zu können, wodurch sich der jeweils gewünschte Abrieb des fertigen Produktes einstellen läßt.
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Selbstverständlich ist der Anwendungsbereich der Erfindung hiermit nicht vollständig umrissen bzw. eingeschränkt. Praktisch kann jede plastifizierbare Radiergummimischung mit oder ohne abrasiver Füllstoffe oder sonstiger beliebiger Zusätze zur Herstellung erfindungsganäßer geschäumter Radiergummis mittels den vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden.
Bei der Verwendung eines Extruders als Forderelement, erhält der Radiergummi i.d.R. sein strangförmiges Außenprofil durch die dem Extruder vorgeschaltete Düse, während bei einem Förderband diverse Flächenprofile und beliebige Motive oder Strukturen, insbesondere senkrecht zur Förderrichtung, vorgegeben werden können.
Der vorschlagsgemäß zu verwendende Schaummischer sollte vorzugsweise kühlbare Stator- und Rotor-Mischelemente mit gegeneinander gerichteten Zahnkränzen oder-Lamellen, regelbare Förderpumpen für den Ein- und Auslaß des Mischgutes, sowie beliebig dosierbare Luft- bzw. Gas-Einlaßvorrichtungen und Drehzahlsteuerung aufweisen.
Beim Mischen wird die Luft bzw. das Gas mittels der ineinander kämmenden Zahnkränze oder Lamellen in das Plastisol "eingeschlagen", so daß sich steifer physikalischer Strukturschaum bildet,der,beliebig steuerbar,unter Druck in den Extruder eingegeben oder auf ein Förderband aufgebracht wird und dann unter differenzierter Hitzeeinwirkung zu Radiergummis geliert bzw. aushärtet.
Als schaumstabilisierende Emulgatoren wirken die Komponenten: •isotridecanol-:. .","Alkylbenzol.. .»> und »Fettalkohol-äthoxylat" der Beispiele 3,4u.5, während " n-Heptan " in Beispiel 6 ein die Schaumbildung verstärkendes Lösungsmittel darstellt und die Beispiele 1 und 2 keine ergänzenden Zusätze aufweisen.
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Claims (8)

taedtler Nürnberg, 2. Nov.1979 Kirchenweg 10 Pat - 83 119 - Hr/ßu Geschäumte Radiergummis, sowie Verfahren und Vorrichtungen zu deren Herstellung Ansprüche
1. Geschäumte Radiergummis auf der Basis von Polyvinyl- ·—.·· clorid (PVC)- oder PVC/PVA Mischpolymerisat-Plastisolen oder plastifizierter, fließfähiger Kautschuk-Mischungen,
dadurch gekennzeichnet , daß die Radiergummimasse feinstverteilte Luft oder sonstiges Gas als Porenbildner enthält, wobei die Luft bzw. das Gas;unter ständigem Mischen der fließfähigen Grundmasse,in diese vor dem Ausgelieren eingebracht und/oder in dieser freigesetzt wird.
2. Geschäumte Radiergummis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dichte von 0,8 bis 1,4 vorzugsweise zwischen 0,9 und 1,3 g/cm aufweisen.
3· Geschäumte Radiergummis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundmasse Emulgatoren und/oder zusätzliche Lösungsmittel enthält.
4- Verfahren zur Herstellung geschäumter Radiergummis aus Polyvinylclorid (PVC)-oder PVC/PVA-Mischpolymerisat-Plastisolen oder aus plastifizieren, fließfähigen Kautschuk-Mischungen gemäß Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die fließfähige Radiergummimasse zunächst in einen kontinuierlich arbeitenden Schaummischer unter ständiger Kühlung und dosierter Luft- oder Gaszufuhr zu physikalischem Schaum verarbeitet
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ORIGINAL
"0/iri und daß dieser Strukturschaum in einer direkt anschließenden Geliervorrichtung unter Hitzeeinwirkung zu einer radierfähigen Masse ausgehärtet und anschließend abgekühlt und in gebrauchsfähige Stücke geschnitten wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet , daß die Geliervorrichtung aus einem kontinuierlich arbeitenden Förderaggregat und einem oder mehreren hintereinander angeordneten Heizelement(en) besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß die Geliervorrichtung aus einem heizbaren Extruder besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet , daß der Extruder differenzierte Temperaturführungszonen sowie eine gleichmäßig profilierte Förderschnecke aufweist.
8. Verrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß sie zur Aushärtung der Radiermasse Hochfrequenzoder Microwellenheizelemente aufweist.
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