DE3882546T2 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkörpern aus linearem Polyäthylen mit niedriger Dichte. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkörpern aus linearem Polyäthylen mit niedriger Dichte.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Expansions-Formteilen aus linearen Polyethylenharzen mit niedriger Dichte (nachstehend als L-LDPE bezeichnet) in einer Form, die z.B. als thermische Isolatoren, stoßabsorbierende Verpackungsstoffe, wiederverwendbare Behälter oder Kernmaterialien für Stoßdämpfer verwendet werden.
  • Expansions-Formteile aus L-LDPE sind ausgezeichnet in der Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Hitzebeständigkeit und Deformationsrückbildung nach Kompression, verglichen mit Expansions-Formteilen aus Polystyrol. Weiter sind die Expansions-Formteile aus L-LDPE auch ausgezeichnet in der Hitzebeständigkeit, Druckfestigkeit und Zugfestigkeit, sogar verglichen mit Expansions-Formteilen aus Polyethylen niedriger Dichte, so daß sie als stoßabsorbierende Verpackungsstoffe, wiederverwendbare Behälter und Kernmaterialien für Stoßdämpfer verwendet wurden. Zur Herstellung solcher Expansions- Formteile aus L-LDPE sind die folgenden Verfahren bekannt:
  • (A) Ein Verfahren, umfassend die Behandlung vorexpandierter Körner eines Polyolefins mit einem anorganischen Gas unter Druck um die Körner mit dem anorganischen Gas zu durchtränken, allmähliche Entspannung des Drucks, Füllen einer Form mit den Körnern, die verschlossen, aber nicht versiegelt werden kann, während der Innendruck der Körner auf 1.18 Atm oder mehr gehalten wird, und thermisches Schmelzen der Körner unter Dampf, wobei ein Formteil in Gestalt der Form hergestellt wird (US-A-,3 953 558).
  • (B) Ein Verfahren, umfassend das Füllen einer Form mit vorexpandierten Körnern eines Polyolefins, die verschlossen, aber nicht versiegelt werden kann, thermisches Schmelzen der Körner unter Dampf, Entfernen des Formteils aus der Form und thermisches Altern, während das Volumen des Formteils 70 bis 110% des Volumens der Form beträgt, wobei ein Formteil in Gestalt der Form hergestellt wird (US-A-4 631 159).
  • (C) Ein Verfahren, umfassend die Kompression vorexpandierter Körner eines vernetzten Polyolefins auf 80% oder weniger des scheinbaren Schüttvolumens der Rohkörner durch Gasdruck, Füllen der komprimierten Körner in eine Form und thermisches Schmelzen der Körner, wobei ein Formteil in Gestalt der Form erhalten wird (JP-B-33996/1978).
  • Jedoch bringt das vorstehend beschriebene Verfahren (A) den Nachteil mit sich, daß die anfängliche Investition hoch wird, da die Einrichtung für eine Kompressionsbehandlung mit anorganischem Gas einen größeren Umfang darstellt. Verfahren (B) hat den Nachteil, daß Produkte mit komplizierter Struktur schlechter im Aussehen sind, z.B. Mulden und unzureichende Oberflächeneigenschaften aufweisen. Weiter ist das Verfahren (C) nicht ausreichend zufriedenstellend in bezug auf die Oberflächeneigenschaften und Formgenauigkeit.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung von Expansions-Formteilen aus L-LDPE mit guter Formgenauigkeit, ausgezeichneter Schmelzrate und Oberflächeneigenschaft in einer Form mit hoher Produktivität zu schaffen.
  • Als Ergebnis der umfassenden Untersuchungen in bezug auf die aktuellen Situationen, haben die Erfinder festgestellt, daß die vorstehend beschriebenen Probleme durch Einstellen des Verhältnisses AH/AL in einem bestimmten Bereich, d.h.
  • 5 % ≤ AH / AL x 100 % ≤ 80 %
  • und Einstellen der Kompressionsrate der vorexpandierten Körner in einem bestimmten Bereich überwunden werden können (AL ist die Fläche des Peaks beim Schmelzvorgang am Schmelzpunkt auf der Niedertemperaturseite (TML) und AM ist die Fläche des Peaks beim Schmelzvorgang am Schmelzpunkt auf der Hochtemperaturseite (TMH) der vorexpandierten L-LDPE-Körner, gemessen mittels Differentialscanningcalorimetrie (nachstehend als DSC-Verfahren bezeichnet)).
  • Figur 1 ist eine Grafik, die die Bestimmung des Schmelzpunktes (TM) von L-LDPE, wie im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung verwendet und mit dem DSC-Verfahren gemessen, zeigt. Figur 2 ist eine Grafik, die die Bestimmung des Schmelzpunktes auf der Niedertemperaturseite (TML) und des Schmelzpunktes auf der Hochtemperaturseite (TMH) der vorexpandierten L-LPDE-Körner, sowie das Verhältnis AH/AL aus den jeweiligen Peakflächen (AL, AH) zeigt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Expansions-Formteilen (nachstehend als "Formteile" bezeichnet) aus L-LDPE in einer Form, umfassend das Zusammenpressen von vorexpandierten L-LDPE-Körnern, die zwei Schmelzpunkte besitzen (gemessen mittels Differentialscanningcalorimetrie) und ein Verhältnis AH/AL x 100% von 5 bis 80% aufweisen, unter Verwendung eines Druckgases, das Füllen einer Form mit den komprimierten Körnern, die verschlossen, aber nicht versiegelt werden kann, und anschließend das Entlüften der Form und Erhitzen und Schmelzen der Körner mit Dampf, wobei die Kompressionsrate der vorexpandierten Körner kurz vor dem Erhitzen mit Dampf zu den ursprünglich Vorexpandierten Körnern 5 bis 60% beträgt (AL ist die Fläche des Peaks beim Schmelzvorgang am Schmelzpunkt auf der Niedertemperaturseite (TML) und AH ist die Fläche des Peaks beim Schmelzvorgang am Schmelzpunkt auf der Hochtemperaturseite (TMH)). Dabei wird ein Formteil in Gestalt der Form hergestellt.
  • Das erfindungsgemäße DSC-Verfahren wird nachstehend beschrieben.
  • Als Meßeinrichtung kann man gewöhnliche Differentialscanningcalorimeter erwähnen, zum Beispiel Modell DSC-2, hergestellt von Perkin-Elmer Co., Ltd., Modell TAS-100, hergestellt von Rigaku Denki K.K., etc.
  • Der vorstehend beschriebene Schrnelzpunkt des L-LDPE ist die aus der Auswertung des Hitzeverbrauchs (endotherme Kurve) erhaltene Peaktemperatur TM, wenn man unter Verwendung eines Differentialscanningcalorimeters (DSC) die Temperatur einer Probe mit einer Geschwindigkeit von 10ºC/Min. auf 200ºC erhöht und sie dann zur Kristallisation mit einer Geschwindigkeit von 10ºC/Min. auf Raumtemperatur abkühlt (Figur 1).
  • Andererseits zeigen die Schmelzpunkte der vorexpandierten L-LDPE-Körner die aus der Auswertung des Hitzeverbrauchs (endotherme Kurve) einer Probe bei einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10ºC/Min. erhaltenen Peaktemperaturen. Die Peaktemperatur auf der Niedertemperaturseite (Schmelzpunkt auf der Niedertemperaturseite) und die Peaktemperatur auf der Hochtemperaturseite (Schmelzpunkt auf der Hochtemperaturseite) werden als TML bzw. TMH bezeichnet. Die Flächen dieser Peakteinperaturen werden als AL bzw. AH bezeichnet (Figur 2).
  • Vorzugsweise ist das bei der vorliegenden Erfindung verwendete L-LDPE ein Copolymer von Ethylen mit einem α-Olefin mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, wobei das Copolymer einen Schmelzpunkt von 115 bis 130ºC, eine Dichte von 0.915 bis 0.940 g/cm³ und einen Schmelzindex (MI) von 0.1 bis 5 g/10 Min. aufweist.
  • Beispiele des als Comonomer verwendeten α-Olefins mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen schließen 1-Buten, 1-Penten, 1- Hexen, 3,3-Dimethyl-1-buten, 4-Methyl-1-penten, 4,4-Dimethyl-1-penten, 1-Octen etc. ein. Diese Comonomeren können einzeln oder als Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
  • Ist der Schmelzpunkt des vorstehend beschriebenen Copolymers geringer als 115ºC, ist die Hitzebeständigkeit des erhaltenen Formteils unzureichend und übersteigt er 130ºC, nähert sich das Produkt Polyethylen mit hoher Dichte an, woraus sich Schwierigkeiten beim Formen ergeben.
  • Im Fall, daß die Dichte des vorstehend beschriebenen Copolymers geringer als 0.915 g/cm³ ist, ist die Festigkeit des Harzes nicht ausreichend, sodaß Formteile mit einem hohen Expansionsgrad nur mit Schwierigkeiten erhalten werden können; ist die Dichte größer als 0.940 g/cm³, wird die Schlagbeständigkeit schlecht, und das Produkt ist brüchig und nähert sich Polyethylen mit hoher Dichte an, was das Formen schwierig macht.
  • Ist der MI des vorstehend beschriebenen Copolymers geringer als 0.1, wird die Fluidität beim Expandieren schlecht, woraus sich eine schwierige Expansion auf ein hohes Maß ergibt, und die Oberflächenglattheit des Formteils wird schlecht. Übersteigt andererseits der MI 5, wird die Fluidität in starkem Maß groß, so daß bei der Expansion leicht kontinuierliche Zellen auftreten, und der Zellendurchmesser zur Ungleichförmigkeit neigt.
  • Der Schmelzpunkt des vorstehend beschriebenen Copolymers ist die aus der Auswertung des Hitzeverbrauchs erhaltene Peaktemperatur bei einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10ºC/Min., wie vorstehend erklärt. Die Dichte ist ein gemäß JIS K 6760 (JIS K 7112, Verfahren D) bestimmter Wert und der MI ist ein gemäß JIS K 6760 (JIS K 7210, 190ºC, unter einer Belastung von 2.16 kg) bestimmter Wert. Diese L-LDPE sind vorzugsweise in einem nicht vernetzten Zustand, aber sie können auch mit Peroxiden oder durch Bestrahlung vernetzt werden.
  • Das L-LDPE, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann auch geeignete Zusätze enthalten, wie einen thermischen Stabilisator, ein UV-Absorptionsmittel, ein antistatisches Mittel, ein Flammverzögerungsmittel, einen Farbstoff oder feinverteilte anorganische Pulver, abhängig vom Zweck. Insbesondere im Fall, daß das L-LDPE in Form von Körnern mit einem relativ geringen Korndurchmesser verwendet wird, wie bei der vorliegenden Erfindung, was später erklärt wird, kann eine Wiedergranulierung mit einem Extruder manchmal erforderlich sein. Daher werden vorzugsweise Antioxidationsmittel des Phenyl- und/oder Phosphortyps in einer Menge im Bereich von 0.01 bis 0.5 Gew.-% bezogen auf das Harz zugegeben, um eine thermische Zersetzung des L-LDPE zu verhindern. Beispiele des Antioxidationsmittels des Phenoltyps schließen Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionat und Pentaerythritol-tetrakis-(3-3,5-di- tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat ein. Beispiele des Antioxidationsmittels des Phosphortyps schließen Tris-(2,4-ditert-butylphenyl)phosphit, Poly(nonylphenyl)phosphit und Triphenylphosphit ein.
  • Vorzugsweise weisen die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten L-LDPE-Körner ein Korngewicht von 0.5 bis 20 mg/Korn auf. Ist das Korngewicht geringer als 0.5 mg/Korn, wird die Herstellung stark expandierter Körper schwierig, mit mehr als 20 mg/Korn werden die vorexpandierten Körner zu groß, so daß das Expansionsformen in einer Form dazu neigt, nur unter Schwierigkeiten ausgeführt werden zu können.
  • Es gibt keine besondere Einschränkung auf ein bestimmtes Verfahren, um die erfindungsgemäßen vorexpandierten L- LDPE-Körner herzustellen, aber das folgende Vorexpansionsverfahren ist zum Erhalt von zwei Schmelzpeaks im DSC-Verfahren von Vorteil.
  • Das Verfahren umfaßt das Dispergieren der L-LDPE-Körner und eines flüchtigen Treibmittels in Wasser in Gegenwart eines Dispergiermittels in einem Druckbehälter, Erhitzen der Dispersion auf eine bestimmte Expansionstemperatur im Bereich von -25 bis +10ºC des Schmelzpunkts der Harzkörner, um die Harzkörner mit dem Treibmittel zu durchtränken unter einem höheren Druck als dem Dampfdruck des flüchtigen Treibmittels und dann Entnahme des Gemisches der Körner und des Wassers in eine Atmosphäre mit einem niedrigeren Druck als im Behälter, während man die Temperatur und den Druck im Behälter konstant hält. In diesem Fall variiert das Verhältnis AH/AL der Peakfläche AH auf der Hochtemperaturseite zu der Peakfläche AL auf der Niedertemperaturseite, abhängig von der molekularen Struktur des L-LDPE, aber AH/AL kann im allgemeinen durch Einstellen der Vorexpansionstemperatur während der Vorexpansion eingestellt werden.
  • Beispiele des flüchtigen Treibmittels, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, schließen aliphatische Kohlenwasserstoffe oder halogenierte Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von -50ºC bis 120ºC ein, zum Beispiel Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Cyclopentan, Cyclohexan, Monochlormethan, Dichlormethan, Monochlorethan, Trichlormonofluormethan, Dichlordifluormethan, Dichlormonofluormethan, Trichlortrifluorethan und Dichlortetrafluorethan. Diese Treibmittel können in L-LDPE in einer Menge von 5 bis 50 Teilen (Gew.-Teile, nachstehend genauso) pro 100 Teile für die Expansion bereitgestelltes L-LDPE eingebracht werden.
  • Beim Verfahren zur Vorexpansion der Körner, umfassend die Dispersion der L-LDPE-Körner und des flüchtigen Treibmittels in Wasser in Gegenwart eines Dispergiermittels in einem Druckbehälter, Bringen des Systems auf eine hohe Temperatur unter einem hohen Druck und dann Entnahme in einen Niederdruckbereich, wird die Menge des zu verwendenden Treibmittels derart bestimmt, daß der Gehalt des Treibmittels im Harz im vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wobei man die Art des Treibmittels, die gewünschte Expansionsvergrößerung und die Menge des Harzes im Behälter in bezug auf das Volumen des Behälters in Betracht zieht.
  • Das Dispergiermittel wird verwendet, um eine Aneinanderballung der Harzkörner durch das Erhitzen zu verhindern. Es können zum Beispiel wasserlösliche hochmolekulare Substanzen, wie Polyvinylalkohol, Methylcellulose und N-Polyvinylpyrrolidon, oder schwach wasserlösliche feinverteilte anorganische Substanzen, wie Calciumphosphat, Magnesiumpyrrophosphat, Zinkcarbonat, Titanoxid und Aluminiumoxid, verwendet werden. Im Fall der Verwendung der vorstehend beschriebenen anorganischen Substanzen, wird vorzugsweise eine kleine Menge eines grenzflächenaktiven Mittels, wie Natriumalkylbenzolsulfonat, Natrium-α-olefinsulfonat oder ein Natriumalkylsulfonat zusätzlich als Dispergierhilfsmittel verwendet, um die Menge der verwendeten anorganischen Substanz zu vermindern, um das Verschmelzen der vorexpandierten Körner beim Formen zu verbessern. In diesem Fall werden etwa 0.1 bis 3 Teile der schwach wasserlöslichen, feinverteilten anorganischen Substanz und etwa 0.001 bis 0.5 Teile des anionischen grenzflächenaktiven Mittels, bezogen auf 100 Teile der Harzkörner, verwendet. Weiter werden im Fall, daß eine Wasserlösliche, hochmolekulare Substanz verwendet wird, etwa 0.1 bis 5 Teile, bezogen auf 100 Teile der Harzkörner, verwendet.
  • Die Menge der in Wasser zu dispergierenden L-LDPE-Körner beträgt in bezug auf verbesserte Produktivität, Dispersionsstabilität und verringerte Kosten vorzugsweise 10 bis 100 Teile pro 100 Teile Wasser.
  • Um das gewünschte Verhältnis der Peakfläche AH auf der Hochtemperaturseite zur Peakfläche AL auf der Niedertemperaturseite zu erhalten, kann die Erhitzungstemperatur abhängig von Faktoren, wie der Art des verwendeten L-LDPE, der Art des flüchtigen Treibmittels und der gewünschten Expansionsvergrößerung variieren, sie liegt aber im allgemeinen im Bereich von -25 bis +10ºC, vorzugsweise im Bereich von -20 bis +5ºC, in bezug auf den Schmelzpunkt. Mit einem Schmelzpunkt von, zum Beispiel 120ºC, wird die Erhitzungstemperatur im Bereich von 95 bis 125ºC gewählt. Ist die Erhitzungstemperatur niedriger als der Bereich, ist die Verminderung in der Expansionsvergrößerung merklich, und ist die Temperatur höher als der Bereich, nimmt das Verhältnis der geschlossenen Zellen in den vorexpandierten Körnern ab.
  • Um die L-LDPE-Körner mit dem vorstehend beschriebenen flüchtigen Treibmittel zu durchtränken, kann jedes übliche Verfahren verwendet werden, umfassend das Inkontaktbringen der Dispersion im Druckbehälter mit dem flüchtigen Treibmittel unter Rühren im vorstehend beschriebenen Temperaturbereich. Der Innendruck des Behälters ist in diesem Fall ein höherer Druck als der Dampfdruck des flüchtigen Treibmittels.
  • Durch die Entnahme der wäßrigen Dispersion der L-LDPE- Körner aus dem Behälter in eine Atmosphäre mit einem niedrigeren Druck als der im Behälter, während man die Temperatur und den Druck im Behälter konstant hält, können vorexpandierte L-LDPE-Körner, die für ein Expansionsformen in einer Form geeignet sind, erhalten werden.
  • Als vorexpandierte L-LDPE-Körner werden jene mit einem Peakflächenverhältnis AH/AL von 5 bis 80% bei der vorliegenden Erfindung verwendet; mit weniger als 5% wird der mögliche Temperaturbereich für das Formen eng und die Formschrumpfung (Mulden) der Formkörper groß. Übersteigt das Verhältnis 80% wird die Oberflächeneigenschaft des Formteils schlecht und gleichzeitig wird die innere Schmelzbarkeit schlecht, so daß die Erhitzungtemperatur erhöht werden muß, woraus sich ein langandauernder Formzyklus ergibt.
  • Die so erhaltenen vorexpandierten Körner werden in einen Druckbehälter eingebracht und mit einem Druckgas zusammengepreßt. Nachdem die vorexpandierten Körner in eine Form eingebracht werden, die verschlossen, aber nicht versiegelt werden kann, wird der Überschuß des Gases aus der Form entspannt. In diesem Fall liegt die Kompressionsrate der vorexpandierten Körner im Bereich von 5 bis 60%. Dann werden die vorexpandierten Körner erhitzt und mit Dampf geschmolzen, wobei ein Formteil in Gestalt der Form erhalten wird. Das Formteil wird aus der Form entfernt und in üblicher Weise gealtert und erhitzt, wobei ein Formteil aus L- LDPE erhalten wird.
  • Die Kompressionsrate der vorstehend beschriebenen vorexpandierten Körner wird wie folgt bestimmt.
  • Die Kompressionsrate ist ein durch Dividieren des Gewichts der vorexpandierten Körner von L-LDPE, wie in die Form unter Atmosphärendruck unter Verwendung eines Einspeisers, wie für expandiertes Styrol verwendet, gefüllt, durch das Gewicht der vorexpandierten Körner nach Entfernen des Überschusses des Gases aus der Form im Anschluß an das vorstehend beschriebene komprimierende Füllen erhaltener Wert.
  • Kompressionsrate (%) =
  • (1 - Gewicht der vorexpandierten Körner beim Einfüllen unter Atmosphärendruck/Gewicht der vorexpandierten Körner beim Einfüllen unter Druck) x 100
  • Mit einer Kompressionsrate von weniger als 5% wird die Oberflächeneigenschaft des Formkörpers schlecht und Mulden oder eine Schrumpfung treten leicht auf; andererseits wird, wenn die Kompressionsrate 60% übersteigt, die innere Schmelzbarkeit schlecht, so daß der Formzyklus verlängert und gleichzeitig die Druckstärke der Formmaschine und die Form größer wird, was nicht wirtschaftlich ist.
  • Als nächstes wird die vorliegende Erfindung im einzelnen in bezug auf die Beispiele, Vergleichsbeispiele und Bezugsbeispiele beschrieben, sie soll aber nicht als auf diese Beispiele beschränkt betrachtet werden. Beispiele 1 bis 10, Vergleichsbeispiele 1 bis 6 und Bezugsbeispiele 1 und 2 Tabelle 1 Art des L-LDPE Comonomer Dichte (g/cm³) Schmelzpunkt mit DSC-Verfahren (ºC) Gewicht des Korns (mg/1 Korn) 1-Buten 1-Octen
  • In einem Druckbehälter wurden 100 Teile der in Tabelle 1 aufgeführten zwei Arten der L-LDPE-Kugeln A und B, 20 bis 50 Teile Dichlordifluormethan, 1.0 Teil pulverisiertes basisches tertiäres Calciumphosphat und 0.006 Teile Natrium-n- Paraffinsulfonat als Dispergiermittel zusammen mit 300 Teilen Wasser eingebracht Das Gemisch wurde auf eine festgelegte Temperatur erhitzt. Der Druck im Behälter betrug in diesem Fall etwa 23 bis 30 kg/cm² G. Während Aufrechterhalten des Drucks im Behälter bei 23 bis 31 kg/cm² G durch Einleiten von Dichlordifluormethan unter Druck, wurde ein im unteren Teil des Druckbehälters sitzendes Ventil geöffnet und die wäßrige Dispersion durch eine Normblende mit 4 mm in Atmosphärendruck entnommen, um eine Vorexpansion durchzuführen, wobei vorexpandierte Körner mit einer 20 bis 50fachen Expansionsvergrößerung erhalten wurden.
  • Die so erhaltenen vorexpandierten Körner hatten ein Peakflächenverhältnis AH/AL (Peakfläche AH, bezogen auf den Schmelzpunkt der Hochtemperaturseite zur Peakfläche AL, bezogen auf den Schmelzpunkt der Niedertemperaturseite; gemessen mittels des DSC-Verfahrens), wie in Tabelle 2 aufgeführt. Bei den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden Formteile durch Einbringen der vorexpandierten Körner in einen Druckbehälter, Zusammenpressen der Körner unter Luftdruck, Unmittelbares Einfüllen in eine Preßform mit einer Größe von 290 x 270 x 50 mm unter verschiedenen Kompressionsraten und Erhitzen unter einem Dampfdruck von etwa 4.0 bis 1.0 kg/cm² G erhalten. Nach 12 Stunden Trocknen bei 50ºC und dann 24 Stunden Stehenlassen bei Raumtemperatur wurden die Formteile bewertet.
  • In bezug auf die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen Formteile wurde von jedem Formteil die Schmelzrate, die Formschrumpfungsrate und das Aussehen der Oberfläche gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. In Tabelle 2 sind der Dampfdruck für das Erhitzen und der Formzyklus ebenfalls beschrieben.
  • Bei den Bezugsbeispielen wurden die Formteile durch Einbringen der vorexpandierten Körner in einen Druckbehälter, Zusammenpressen der Körner durch Luft mit 70ºC x 9 kg/cm² G während 120 Minuten, um den vorexpandierten Körnern den Innendruck zu verleihen, Entfernen der Körner unter Atmosphärendruck, Einfüllen in die vorstehend beschriebene Form und Erhitzen unter Dampf unter etwa 1.0 und 1.1 kg/cm² G erhalten. Die Bedingungen für die Herstellung und die physikalischen Eigenschaften des Produkts sind in Tabelle 2 aufgeführt. Als Bezug ist der innere Druck der Körner unmittelbar vor ihrem Einfüllen in die Form auch in der Tabelle aufgeführt.
    • Schmelzrate:
  • Nach Einritzen mit einer Tiefe von etwa 5 mm auf der Oberfläche des Formteils mit einem Messer, wird das Formteil entlang der Kerbe gebrochen, der Bruchquerschnitt wird untersucht und das Verhältnis der gebrochenen Körner zur Gesamtzahl der Körner wird bestimmt.
  • : Schmelzrate von 80% oder mehr
  • : Schmelzrate von 60 bis weniger als 80%
  • : Schmelzrate von 50 bis weniger als 60%
  • × : Schmelzrate von weniger als 50%
  • Eine für das Formteil zufriedenstellende Standardschmelzrate beträgt im allgemeinen mindestens 60%.
    • Formschrumpfungsrate:
  • Die Größe des Formteils wird mit einer Schieblehre gemessen und die Schrumpfungsrate wird bezogen auf die Größe der verwendeten Form berechnet.
  • : Schrumpfungsrate von 2% oder weniger
  • : Schrumpfungsrate von 2 bis weniger als 3%
  • : Schrumpfungsrate von 3 bis weniger als 5%
  • × : Schrumpfungsrate von 5% oder mehr
    • Aussehen der Oberfläche:
  • Die Formteile wurden bezogen auf die folgenden Messungen bewertet:
  • : Eine Unebenheit auf der Oberfläche wird nicht beobachtet und Lücken zwischen den Körnern werden kaum beobachtet.
  • : Es wird eine leichte Unebenheit auf der Oberfläche beobachtet, aber Lücken zwischen den Körnern werden kaum beobachtet.
  • : Eine Unebenheit auf der Oberfläche wird nicht beobachtet, aber die Lücken zwischen den Körnern sind etwas bemerkenswert.
  • × : Eine Unebenheit auf der Oberfläche wird beobachtet und die Lücken zwischen den Körnern sind außerordentlich groß.
  • Wie aus den in Tabelle 2 aufgeführten Ergebnissen offensichtlich ist, können die Formteile aus L-LDPE mit einer minimierten Formschrumpfungsrate (gute Formgenauigkeit) und ausgezeichneten Schmelzrate und Oberflächenaussehen mit hoher Produktivität hergestellt werden, wenn das Peakflächenverhältnis AH/AL (Peakfläche AH auf der Hochtemperaturseite zur Peakfläche AL auf der Niedertemperaturseite, gemessen mittels des DSC-Verfahrens) im Bereich von 5 bis 80% liegt, und die Kompressionsrate der vorexpandierten Körner für die Form für das Expansionsformen 5 bis 60% beträgt. Weiter kann, im Vergleich zu üblichen Verfahren, in denen die vorexpandierten Körner unter Druck behandelt werden, um den Körnern den Innendruck zu verleihen, und dann das Expansionsformen durchgeführt wird, das Verfahren die anfängliche Investition für die Einrichtungen sparen und Formteile mit der zu herkömmlichen Formteilen vergleichbarer Qualität können erhalten werden. Tabelle 2 Vergrößerung der vorexpandierten Körner (große Vergrößerung) Kompressionsrate (%) Maximaler Dampfdruck des Erhitzens (kg/ol-G) Formzyklus (Sekunden) Vergrößerung des Formkörpers (Zeit) Formschrumpfungsrate Schmelzrate Aussehen der Oberfläche Harz Beispiel Vergleichsbeispiel Bezugsbeispiel (Innendruck der Teilchen)

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Expansions-Formteilen aus linearem Polyethylenharz mit niedriger Dichte in einer Form, umfassend das Zusammenpressen von vorexpandierten linearem Polyethylenharzkörnern mit niedriger Dichte, die zwei Schmelzpunkte besitzen (gemessen mittels Differentialscanningcalorimetrie) und ein Verhältnis:
5 % ≤ AH / AL x 100 % ≤ 80 %
aufweist, unter Verwendung eines Druckgases, das Füllen einer Form mit den zusammengepreßten Körnern, die verschlossen, aber nicht versiegelt werden kann, und anschließend das Entlüften der Form und Erhitzen und Schmelzen der Körner mit Dampf, wobei die Kompressionsrate der vorexpandierten Körner kurz vor dem Erhitzen mit Dampf zu den ursprünglich vorexpandierten Körnern 5 bis 60 % beträgt (AL ist die Fläche des Peaks beim Schmelzvorgang am Schmelzpunkt auf der Niedertemperaturseite (TML) und AH ist die Fläche des Peaks beim Schmelzvorgang am Schmelzpunkt auf der Hochtemperaturseite (TMH)).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das lineare Polyethylenharz mit niedriger Dichte ein Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, und das Copolymer einen Schmelzpunkt von 115 bis 130ºC, eine Dichte von 0,915 bis 0,940 g/cm² und einen Schmelzindex (MI) von 0,1 bis 5 g/10 min aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das α-Olefin mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 3,3-Dimethyl-1-buten, 4-Methyl-1-penten, 4,4-Dimethyl-1-penten und/oder 1-Octen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das lineare Polyethylenharz mit niedriger Dichte ein Antioxidationsmittel vom Phenoltyp und/oder ein Antioxidationsmittel vom Phosphortyp in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Polyethylenharz enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Körner aus linearem Polyethylenharz mit niedriger Dichte ein Korngewicht von 0,5 bis 20 mg pro Korn aufweisen.
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