DE69426405T2

DE69426405T2 - Aus thermoplastischem Kunststoff und silan-modifizierten thermoplastischen Kunststoff hergestelltes Schaummaterial und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE69426405T2
Application number: DE69426405T
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Kobayashi; Kenji Miyazaki; Masanori Nakamura
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2014-09-22
Also published as: DE69426405D1; CN1112582A; AU692167B2; US5646194A; US5738922A; AU7412194A; US5594038A; US5552448A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Kunststoffschaummaterial. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Kunststoffschaummaterial bestehend aus einer gemischten Kunstharzzusammensetzung, die thermoplastische Harze und ein silanmodifiziertes Harz enthält (im folgenden als "Kunststoffschaummaterial" bezeichnet), sowie daraus hergestellte Produkte. Die vorliegenden Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Kunststoffschaummaterials.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Kunststoffschaummaterial mit Wänden aus Kunststoff, die einen gitterförmigen oder wabenförmigen Querschnitt mit Schaum darin aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Das Kunststoffschaummaterial der vorliegenden Erfindung, sowie daraus hergestellte Produkte besitzen eine verbesserte Weichheit und größere hitzedämmende Eigenschafen. Sie sind daher geeignet, als hitzedämmende Materialien eingesetzt zu werden. Wegen ihrer Weichheit, den größeren hitzedämmenden Eigenschaften und ihrer Leichtigkeit können Produkte, die aus dem Kunststoffschaummaterial der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, in großem Umfang bei vielen Anwendungen auf verschiedenen Gebieten verwendet werden.
Produkte, die aus dem Kunststoffschaummaterial der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt sind, können gut als Baumaterial verwendet werden. Solches Baumaterial schließt Decken und Fertigwände ein. Durch seine größeren hitzedämmenden Eigenschaften findet das Kunststoffschaummaterial breite Verwendung als Flugzeug-, Eisenbahn und Kraftfahrzeugkomponenten, wie Wänden und Sitzen. Auf dem Markt ist verschiedenes Kunststoffschaummaterial aus Kunststoffzusammensetzungen erhältlich, jedoch sind fast alle minderwertiger entweder, was den Hitzewiderstand oder was die Schaumentwicklung betrifft. Die meisten Kunststoffzusammensetzungen, die die bekannten Schaummaterialien bilden zeigen übermäßige Gelfraktionen und innere Spannungen, die den konventionellen Kunststoffschaummaterialien und den daraus hergestellten Produkten geringere Qualität verleihen.
Ungeachtet verbesserter hitzewiderstehenden Eigenschaften konventioneller Kunststoffschaummaterialien, sind Kunststoffschaummaterialien nach dem Stand der Technik dafür bekannt, dass sie weniger Schaum erzeugen und sich verformenden Schaumaterialien sind; die eine ungenügende Elastizität aufweisen. Daher sind konventionelle Kunststoffschaummaterialien und die daraus hergestellten Produkte nicht geeignet für die Verwendung als Baumaterialien innerhalb von Gebäuden oder als Materialien für den Gebrauch in Flugzeugen, Zügen und Kraftfahrzeugen.
Es hat viele Versuche gegeben, die genannten Nachteile zu überwinden. Unglücklicherweise waren die vorgeschlagenen Verbesserungen bis heute unzureichend.
Ein derartiger Versuch, die allgemeine Qualität der bekannten Kunststoffschaummaterialien zu verbessern, der in der Japanischen Offenlegungsschrift S 58-134131 offenbart ist, schließt die Verwendung einer vernetzten auf Polypropylen basierenden Kunststoffzusammensetzung als Ausgangsmaterial ein. Die vernetzte auf Polypropylen basierende Kunststoffzusammensetzung beinhaltet weiter einen silanmodifizierten auf Polypropylen basierenden Kunststoff, zusammen mit einem Silanol-Kondensationskatalysator und einem Schaummittel.
Die vorgeschlagene Kunststoffzusammensetzung ist jedoch mit vielen Nachteilen behaftet. Der hauptsächliche liegt im gleichmäßigen Vernetzen zwischen den verschiedenen Bestandteilen, wenn zu dem Ausgangsmaterial ein Vernetzungsmittel gegeben wird. Da das Ausgangsmaterial eine auf Polypropylen basierende Kunststoffzusammensetzung beinhaltet, die thermisch mit einer ungesättigten Silanzusammensetzung vom Ethylentyp gepfropft ist, wird das gesamte Kunststoffschaummaterial nach Zugabe des Vernetzungsmittels gleichmäßig vernetzt. Das erhöht nun wieder insbesondere beim Erhitzen die inneren Spannungen des Kunststoffschaummaterials.
Die Menge des silamnodifizierten Kunststoffes, die zu der vorgeschlagenen Mischung gegeben wird ist im Vergleich zu dem anderen Kunststoff außerordentlich viel. Die große Menge des silanmodifizierten Kunststoffes mündet in einer gleichmäßigen Vernetzung zwischen den verschiedenen Bestandteilen und ergibt eine Zunahme der Gelfraktion des sich ergebenden Kunststoffschaummaterials. Die vergrößerte Gelfraktion des Kunststoffschaummaterials bewirkt wiederum eine Abnahme der Gießbarkeit des Kunststoffschaummaterials. Die Verschlechterung der Gießeigenschaften des Kunststoffschaummaterials ergibt wiederum Artikel, die außerordentlich schwach sind und leicht brechen. Die daraus hergestellten Produkte können ihre Form nicht bewahren und wiederbekommen, was teilweise mit der verschlechterten Gießbarkeit des Kunststoffschaummaterialien zu tun hat.
In einem Versuch, die Druckfestigkeit konventionellen Kunststoff schaummaterialien und daraus hergestellter Produkte zu verbessern, offenbart die Japanische Offenlegungsschrift Nr. S 52-104574 ein Verfahren zur Herstellung einer Schaumzusammensetzung, das zwei Extruder verwendet, von denen ein Extruder einen Kunststoff extrudiert, der ein Schaummittel enthält, um einen Kern zu formen, während der andere Extruder einen Kunststoff extrudiert, um den so gebildeten Kern zu bedecken. Dies wird in eine Metallform gespritzt und geschäumt.
Da dieses Verfahren jedoch das Einspritzen eines Kunststoffs mit einem Schaummittel und einer separaten Kunststoffabdeckung in eine Metallform beinhaltet, ist es schwierig, eine gleichmäßige Zuführung des Kunststoffs, der das Schaummittel beinhaltet, sicherzustellen.
Es ist daher unmöglich eine Kunststoffsäule zu formen, die aus dem sich ergebenden Kunststoffschaummaterial vorne und hinten hindurchtritt. Es ist noch weniger möglich, in dem Kunststoffschaummaterial eine gleichmäßige Kunststoffsäule zu formen. Die Druckfestigkeit des sich ergebenden Kunststoffschaummaterials ist daher unzureichend.
Andererseits sind Wabenstrukturen porös und besitzen eine hohe Druckfestigkeit. Eine Wabenstruktur beinhaltet eine Wabenform zwischen Oberflächenmaterialien.
Ungeachtet des Vorhandenseins einer Wabenstruktur, die die Druckfestigkeit erhöht, besitzen konventionelle Kunststoffschaummaterialien gemäß dieser Veröffentlichung eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit. Dies rührt von der Konvektion, die von einer Zunahme des internen Raums kommt. Die Wabenstruktur verleiht dem sich ergebenden Kunststoffschaummaterial so ungenügende Isoliereigenschaften:
Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 4-151238 versucht ebenfalls die Druckfestigkeit konventioneller Kunststoffschaummaterialien zu verbessern, indem ein Kunststoffschaummaterial verwendet wird, das über eine Mehrzahl von Säulen mit einer faserverstärkten Kunststoffschicht verbunden ist. Der Räum zwischen den Schichten ist mit Ausnahme des Raums, der von den Kunststoffsäulen eingenommen wird, mit Schaum gefüllt.
Jedoch ist der verstärkende Effekt dieser Kunststoffschaummaterialien unwirksam, da die Kunststoffsäulen in Schaum eingebettet und daher nicht kontinuierlich sind. Um den Druckwiderstand des Kunststoffschaummaterials wirksam zu erhöhen, wird es außerdem als nötig erachtet, eine große Zahl von Säulen einzubetten, was das Kunststoffschaummaterial wesentlich schwerer macht.
Um den vorgenannten Nachteil zu überwinden, offenbart die Japanische Patentveröffentlichung 5 61-59339 ein Kunststoffschaummaterial, das aus einer Kunststoffzusammensetzung besteht, die ein Copolymer enthält, das aus einem Ethylen und einem ungesättigten Silan besteht, sowie einem Silanolkondensationskatalysator und einem Schaummittel.
Gemäß dieser Veröffentlichung kann ein Copolymer, das wenigstens Ethylen und eine ungesättigte Silanzusammensetzung enthält, unter anderem statt eines Copolymers, das eine Ethylenähnliches Polyolefin und das ungesättigte Silancopolymer enthält, verwendet werden.
Das vorgeschlagene Kunststoffschaummaterial, das aus der vorgenannten Kunststoffzusammensetzung besteht, weist jedoch eine große Gelfraktion und eine erhöhte thermische Deformierbarkeit auf. Die Gelfraktion soll besonders groß sein. Die Zunahme der Gelfraktion und die thermische Deformierbarkeit machen ein solches Kunststoffschaummaterial ungeeignet für die Verwendung beim Gießen des vorgeschlagenen Kunststoffschaummaterials zu großen Objekten, die eine erhöhte Stabilität verlangen.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift S 56-109229 schlägt die Verwendung eines Kunststoffschaummaterials vor, das aus einem auf silylmodifizerten Ethylen basierenden Polymer mit einem auf Ethylen basierenden Polymer und einem Schaummittel zusammengesetzt ist.
Die vorgeschlagene Kunststoffzusammensetzung enthält einen erheblichen Anteil eines auf silanmodifiziertem Ethylen basierenden Polymers von 100 Gewichtsteilen des auf Ethylen basierenden Polymers:
Gegenstände, die aus dem vorgeschlagenen Kunststoffschaummaterial hergestellt sind, weisen jedoch erhöhte innere Spannungen auf. Diese inneren Spannungen führen wiederum zur starken thermischen Deformierbarkeit.
Die Japanische JP-A-4013737 offenbart eine schäumende Kunststoffzusammensetzung die daraus besteht, dass ein Typ eines denaturierten Polyolefinkunststoffes gemischt wird, das mit einer Silikon enthaltenden Zusammensetzung behandelt wird und mit einem kompatiblen unmodifizierten Polyolefinkunststoff vernetzt wird.
Keine Referenz des Stands der Technik schafft es, das Problem großer Gelfraktionen und innerer Spannungen zu überwinden.

AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Kunststoffschaummaterial zu schaffen, sowie daraus hergestellte Produkte, die die Nachteile überwinden, die mit den Kunststoffschaummaterialien nach dem Stand der Technik zusammenhängen.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des Kunststoffschaummaterials zu schaffen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Kunststoffschaummaterial zu schaffen, das eine verbesserte Formbarkeit bei der Thermoformung; sowie in der Bildung von Produkten daraus aufweist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine Kunststoffzusammensetzung zu schaffen, die eine minimale thermische Deformation aufweist, wenn sie ein Kunststoffschaummaterial bildet.
Es ist auch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Kunststoffschaummaterial zu schaffen, das aus einer Kunststoffzusammensetzung besteht, die verbesserte Raumstabilität aufweist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Kunststoffschaummaterial zu schaffen, das einen verbesserten Hitzewiderstand aufweist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Kunststoffschaummaterial zu schaffen, das aus wenigstens zwei thermoplastischen Kunststoffen besteht, das eine verbesserte Ausdehnung bei hoher Temperatur aufweist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Kunststoffschaummaterial zu schaffen, das aus thermoplastischen Kunststoffen besteht, die verbesserte sekundäre Verarbeitungseigenschaften aufweisen, wenn es zusammen mit einem Substrat eine Schichtstruktur bildet.
Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffschaummaterials zu schaffen, das leicht ist und verbesserte hitzedämmende Eigenschaften aufweist:
Es ist noch eine weitete Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffschaummaterials zu schaffen, das einen hohen Druckwiderstand und eine gute Elastizität aufweist.
Kurz gesagt bietet die vorliegende Erfindung ein Kunststoffschaummaterial das aus einer gemischten Kunststoffzusammensetzung besteht, die thermoplastische Harze und ein silanmodifiziertes thermoplastisches Harz einschließt. Die gemischte Kunststoffzusammensetzung besteht aus 100 Gewichtsteilen wenigstens zweier thermoplastischer Harze, zwischen 1 und ungefähr 50 Gewichtsteilen eines silanmodifizierten thermoplastischen Harzes; zwischen 0,001 und ungefähr 25 Gewichtsteilen eines vernetzenden Katalysators, der die Vernetzungsreaktion durch wässrige Behandlung startet und zwischen 1 bis ungefähr 20 Gewichtsteilen eines thermisch aufschließenden Schaummittels, wie in Anspruch 1 beansprucht.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden nicht vernetzten thermoplastischen Harze im wesentlichen miteinander inkompatibel (im folgenden als "inkompatible thermoplastische Harze" bezeichnet), während die beiden thermoplastischen Harze bei der zweiten Ausführungsform nicht inkompatibel sein müssen (im folgenden als "zwei thermoplastische Harze" bezeichnet).
Die gemischte Kunststoffzusammensetzung kann außerdem eine bestimmte Menge von Verstärkungsmitteln wie Glasfasern; sowie Füllmittel enthalten.
Das thermozersetzende Schaummittel zersetzt sich bei genügend hohen Temperaturen um ein Kunststoffschaummaterial zu ergeben. Das sich ergebende Kunststoffschaummaterial weist seinerseits einen höheren Widerstand, eine verbesserte Druckfestigkeit und verbesserte wärmeisolierende Eigenschaften auf Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein Kunststoffschaummaterial geschaffen, das 100 Gewichtsteile einer im wesentlichen unvernetzten polymeren Mischung aufweist, die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze aus der Gruppe aus Polyethylen, Polypropylen, Ethylen- Propylen-Copolymer, Ethylenvinylacetatcopolymer und Polystrol enthält.
Das Kunststoffschaummaterial weist weiter zwischen 1 und 50 Gewichtsteile eines silanmodifizierten thermoplastischen Harzes des gleich Polymertyps auf, wie wenigstens eines der beiden inkompatiblen thermoplastischen Harze, sowie etwa zwischen 0,001 und etwa 2,5 Gewichtsteilen eines vernetzenden Katalysators, der das silanmodifizierte Harz vernetzen kann und zwischen etwa 1 und etwa 20 Gewichtsteilen eines Schaummittels.
Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, um ein Kunststoffschaummaterial aus thermoplastischen Kunststoffen herzustellen, das die Vorbereitung einer ersten Mischung aus 100 Gewichtsteilen einer nicht vernetzten polymeren Mischung einschließt, die zwei inkompatible thermoplastische Harze aus der Gruppe Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymer, Ethylenvinylacetatcopolymer und Polystrol enthält.
Zu der ersten Mischung werden zwischen etwa 1 und 50 Gewichtsteilen eines silanmodifizierten thermoplastischen Harzes des gleichen Polymertyps, wie wenigstens eines der beiden inkompatiblen thermoplastischen Harze gegeben, sowie etwa zwischen 0,001 und etwa 2,5 Gewichtsteilen eines vernetzenden Katalysators, der das silanmodifizierte Harz vernetzen kann und zwischen etwa 1 und etwa 20 Gewichtsteilen eines Schaummittels, um eine gemischte Kunststoffzusammensetzung zu erhalten.
Die gemischte Kunststoffzusammensetzung wird danach extrudiert um ein Strang- oder ein thermoplastisches Folienmaterial zu bilden: Das Kunststofffolienmaterial wird dann einer Vernetzungsquelle ausgesetzt, um ein vernetztes thermoplastisches Folienmaterial zu erhalten, bei dem die vernetzte Kunststofffolie nur vernetztes SMTH enthält.
Danach wird die vernetzte Kunstststofffolie einer Hitzequelle zur Schaumbildung ausgesetzt, um ein Kunststoffschaummaterial zu erhalten.
Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitung eines Kunststoffschaummaterials bestehend aus thermoplastischen Kunststoffen geschaffen, das die Bereitung einer ersten Mischung aus 100 Gewichtsteilen einer unvernetzten polymeren Mischung einschließt, die wenigstens zwei thermoplastische Kunststoffe aus der Gruppe aus Polyethylen, Polypropylen und Ethylen-Propylen-Copolymer enthält.
Zu der ersten Mischung werden etwa 1 bis etwa 50 Gewichtsteile eines silanmodifizierten thermoplastischen Kunstharzes des gleichen Polymertyps gegeben, wie wenigstens eines der beiden im wesentlichen inkompatiblen thermoplastischen Kunststoffe, sowie zwischen etwa 0,001 und etwa 2,5 Gewichtsteilen eines Vernetzungskatalysators, der das silanmodifizierte thermoplastische Harz vernetzen kann und von etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsteilen eines Schaummittels, um eine gemischte Kunststoffzusammensetzung zu erhalten.
Die gemischte Kunststoffzusammensetzung wird dann extrudiert, um eine thermoplastische Kunststofffolie zu erhalten. Die Kunststofffolie wird dann einer Vernetzungsquelle ausgesetzt, um eine vernetzte Kunststofffolie zu erhalten, bei der das vernetzte Kunstharz nur vernetztes SMTH enthält.
Daraufhin wird die vernetzte Kunststofffolie einer Hitzequelle zur Schaumbildung ausgesetzt, um ein Kunststoffschaummaterial zu erhalten.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand einer Beschreibung näher offenbart.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTENAUSFÜHRUNGSFORM

Das Kunststoffschaummaterial der vorliegenden Erfindung besteht aus thermoplastische Harzen und einem silanmodifizierten thermoplastische Harz. Das Ausgangsmaterial zur Bildung des Kunststoffschaummaterials kann außerdem bestimmte Mengen vernetzender Katalysatoren und hitzezersetzenden Schaummitteln enthalten.

AUSFÜHRUNG 1

Gemäß einer ersten Ausführung enthält ein Kunststoffschaummaterial eine gemischte Kunststoffzusammensetzung aus thermoplastischen Harzen und einem silanmodifizierten thermoplastischen Harz. Die thermoplastischen Harze bestehen aus wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen, unvernetzten thermoplastischen Harzen (im folgenden als "zwei inkompatible thermoplastische Harze" bezeichnet).
Im wesentlichen besteht die gemischte Kunststoffzusammensetzung aus 100 Gewichtsteilen von wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen thermoplastische Harzen, zwischen 1 und 50 Gewichtsteilen eines silanmodifizierten Kunstharzes; zwischen etwa 0,001 und 2,5 Gewichtsteilen eines Vernetzungskatalysators für die Verwendung in einer Silanzusammensetzung und zwischen etwa 1 und etwa 20 Gewichtsteilen eines hitzezersetzenden Schaummittels (im folgenden "Schaummittel" genannt).
Das Kunststoffschaummaterial mit größerem Hitzewiderstands- und Druckfestigkeitseigenschaften besteht aus den im folgenden beschriebenen Elementen. Alle Prozentanteile sind Gewichtsangaben (Gewichtsteile), sofern nicht anders angegeben.

Thermoplastische Harze

Die thermoplastischen Harze für die gemischte Kunststoffzusammensetzung sind unvernetzt und müssen nicht auf bestimmte Harze beschränkt sein, sofern sie schäumbar sind.
Die zwei im wesentlichen inkompatiblen thermoplastischen Harze für die Verwendung in der Kunstharzzusammensetzung sind wenigstens zwei aus der Gruppe aus Polyethylen, Polypropylen, einem Ethylen-Propylen-Copolymer, einem Ethylenvinylacetat und Polystyrol.
Der Begriff "Propylen" schließt wenigstens ein Homopolypropylen, ein Blockpolypropylen und ein Propylencopolymer ein. Vorzugsweise schließen die zwei im wesentlichen inkompatiblen thermoplastischen Harze wenigstens zwei aus der Gruppe aus Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol ein. Im allgemeinen bieten stark schäumbare thermoplastische Harze eine erhöhte "Schäumstabilität".
Der Polymerisationsgrad des genannten Polyethethylens sollte etwa zwischen 500 und 6000, vorzugsweise zwischen 600 und 5000 liegen. Der Polymerisationsgrad des genannten Polypropylens sollte etwa zwischen 800 und 12000, vorzugsweise zwischen 1000 und 10000 liegen. Der Polymerisationsgrad des genannten Polystyrols sollte etwa zwischen 250 und 5000, vorzugsweise zwischen 1000 und 4000 liegen. Außerhalb dieser bevorzugten Bereiche ist die Verteilung des silanmodifizierten, vernetzten Kunstharzes stark beeinträchtigt.

Schmelzindex

Der Schmelzindex (im folgenden als "MI" bezeichnet) der zwei im wesentlichen inkompatiblen thermoplastischen Harze wird gemäß der Japanischen Industrienorm (JIS) K7210 bestimmt.
Der MI der zwei im wesentlichen inkompatiblen thermoplastischen Harze liegt vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 50, und besser noch zwischen etwa 1 und etwa 15. Wenn der MI der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze 50 überschreitet oder unter 0,1 fällt, verschlechtert sich die Verteilung des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes stark, was zu einer schwachen Schaumbildung führt.
Wenn Polyethylen und Polypropylen als die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze für die gemischte Kunststoffzusammensetzung gewählt werden, ist die Dichte jedes Kunstharzes vorzugsweise höher als jeweils etwa zwischen 0,91 und 0,89 g/cm³. Das Kunststoffschaummaterial wird ausgesprochen schwach und bietet geringere hitzewiderstehende Eigenschaften, wenn die Dichte von Polyethylen oder Polypropylen und die genannten Werte fällt.
Wenn Ethylenvinylacetatcopolymer und Polystyrol gewählt werden, um die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze zur Verwendung in der Kunststoffzusammensetzung zu bilden; dann liegt in ähnlicher Weise die Dichte des jeweiligen Kunstharzes jeweils etwa zwischen 0,92 und 0,95 g/cm³ und etwa zwischen 1,040 und 1,60 g/cm³.
Wenn die Dichte des Ethylenvinylacetatcopolymers unter 0,92 g/cm³ fällt, verschlechtert sich die Steifigkeit des Kunststoffschaummaterials. Ein ähnlicher Effekt wird beobachtet, wenn die Dichte des Polystyrols unter 1,040 g/cm³ fällt.
Wenn andererseits die Dichte des Ethylenvinylacetatcopolymers 0,95 g/cm³ übersteigt, erhöht sich die Kristallinität dieses Polymers, während sich seine Verteilung wesentlich verschlechtert. Ähnlich wie beim Ethylenvinylacetatcopolymer erhöht sich die Kristallinität des Polystyrols mit einer wesentlichen Verschlechterung seiner Verteilung, wenn die Dichte des Polystyrols 1,60 g/cm³ übersteigt.
Die zwei nach der ersten Ausführung der Erfindung zu verwendenden thermoplastischen Harze sind dadurch charakterisiert, dass sie miteinander im wesentlichen inkompatibel sind. Die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze haben individuelle Schmelzindexe (MI). Der Unterschied der MI der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze (im folgenden als "MI"' bezeichnet) liegt zwischen etwa 3 und etwa 15 g pro 10 Minuten.
Das Gewichtsverhältnis der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze sollte zwischen etwa 2 : 8 und etwa 8 : 2 liegen.
Wenn der MI' 15 g/10 Minuten überschreitet, wird die "See und Insel" Struktur der thermoplastischen Kunstharzzusammensetzung "rauh". Im wesentlichen wird die Größe der "Insel" zu groß, was zu einer schwachen Schaumbildung führt.
Wenn andererseits der Unterschied des Schmelzindexes der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze klein wird, wird die verteilte "See und Insel" Struktur zu klein oder verschwindet, was wiederum zu einer schwachen Schaumbildung führt.
Wenn der MI' zwischen etwa 3 und etwa 15 g pro 10 Minuten liegt, wird eine einheitliche See-und-Insel-Struktur beobachtet mit feinen Partikelgrößen. Es ist vorzuziehen, wenn der MI' zwischen etwa 7 und etwa 11 g pro 10 Minuten liegt.
Für die Zwecke dieser Erfindung bezieht sich der Begriff "Löslichkeitsparameter" auf den nach der folgenden Formel berechneten Wert:
σ = ρΣFi/M
wobei
σ der Löslichkeitsparameter,
ρ die Dichte des thermoplastischen Harzes,
M das Molekulargewicht des Monomers, das das thermoplastische Harz bildet und
Fi die molare Anziehungskonstante der konstitutiven Gruppen des Monomers ist.
Der Grad der Inkompatibilität zwischen den wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harzen kann als "Löslichkeitsparameter" gemessen und dargestellt werden. Wenn der Grad der Inkompatibilität, d. h. des Löslichkeitsparameters zwischen den vorgenannten wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harzen unter 0,1 fällt, dann ist keine einheitliche See-Struktur vorhanden.
Wenn andererseits der Grad der Inkompatibilität zwischen den vorgenannten wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harzen über 2 steigt, wird der Unterschied zwischen den Löslichkeitsparametern der beiden Kunstharze klein. In diesem Fall bildet sich keine See-und-Insel-Struktur. Der Unterschied in den Löslichkeitsparametern zwischen den wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harzen sollte vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und 2 und besser noch zwischen etwa 0,2 und 1,5 liegen.
Vorzugsweise sollte das Gewichtsverhältnis der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze auf zwischen etwa 2 : 8 und 8 : 2 beschränkt werden und die Gebiete von Inseln und See in der "See und Insel" Struktur sollten etwa gleich sein.
Wenn ein Gewichtsanteil eines der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze hoch ist, wird es sehr schwer, eine geeignete Scherviskosität zur Schaumbildung zu erhalten. Um einer der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze in dem anderen wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harz gleichmäßig zu verteilen, ist es vorzuziehen, wenn das Gewichtsverhältnis der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze zwischen etwa 4 : 6 und 6 : 4 und besser noch bei 5 : 5 liegt.

Silanmodifizierte thermoplastische Harze

Wie vorher erwähnt, besteht das erfindungsgemäße Kunststoffschaummaterial aus einer gemischten Kunststoffzusammensetzung. Die gemischte Kunststoffzusammensetzung enthält wiederum wenigstens zwei thermoplastische Harze (d. h. im wesentlichen inkompatibel oder kompatibel) und ein silamnodifiziertes thermoplastisches Harz.
Das silanmodifizierte thermoplastische Harz schließt ein Kunstharz ein, das ähnlich mit wenigstens einem der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze ist. Das silanmodifizierte thermoplastische Harz kann mit oder ohne die Hilfe eines Vernetzungskatalysators vernetzt werden. Die Gelfraktion des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes sollte nach dem Vernetzen zwischen etwa 60 und etwa 85 Gewichtsteilen liegen.
Der Unterschied in dem MI des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes und dem im wesentlichen inkompatiblen Harz des gleichen Polymertyps (im folgenden MI" genannt) ist weniger als 1 g pro 10 Minuten.
Das oben genannte silanmodifizierte Harz kann wenigstens ein konventionelles silanmodifiziertes thermoplastisches Harz sein, wie beispielsweise ein silanmodifiziertes thermoplastisches Harz aus Polyethylen, ein silanmodifiziertes thermoplastisches Harz aus Polypropylen, ein SMT aus Ethylenvinylacetatcopolymer, ein silanmodifiziertes thermoplastisches Harz aus Polystyrol.
Wegen ihren besseren schaumbildenden Eigenschaften wird wenigstens eines von Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol als silanmodifiziertes thermoplastisches Harz bevorzugt.
Für die Zwecke dieser Ausführung schließt der Begriff "silanmodifiziertes thermoplastisches Harz" thermoplastische Harze ein, die durch Pfropfpolymerisation mit eine ungesättigten Silan modifiziert sind.
Eine ungesättigte Silanzusammensetzung ist eine Zusammensetzung nach der folgenden allgemeinen Formel:
R'SiR"mY3-m
wobei
R' eine organische funktionale Gruppe einschließt, d. h. eine Alkenylgruppe wie zum Beispiel eine Vinylgruppe; eine Allylgruppe, eine Propenylgruppe oder eine Cyclohexanylgruppe; eine Glycidylgruppe; eine Aminogruppe; eine Methacrylgruppe; eine halogenierte Alkylgruppe wie zum Beispiel eine γ- Chloroethylgruppe oder eine γ-Bromoethylgruppe;
R" eine Alkylgruppe (eine gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe), eine Arylgruppe (eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe); wie eine Methyl-, Ethyl-, Butyl-, Phenylgruppe und ähnliche Gruppen einschließt;
m 0, 1 oder 2 ist;
Y eine organische Gruppe ist, die hydrolisierbar ist;
beispielsweise kann Y eine Methoxygruppe, Ethoxygruppe, Formyloxygruppe, Acetoxygruppe, Propionoxygruppe; Alkylgruppe, Arylamonogruppe usw. sein. Wenn m 0 oder 1 ist, kann Y identisch oder verschieden sein.
Vorzugsweise wird die vorgenannte ungesättigte Silanzusammensetzung durch die folgende Formel dargestellt:
CH&sub2;=CHSi(OA)&sub3;
Wobei
A eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, besser 1 bis 4 Kohlenstoffatomen einschließt. Beispielsweise kann CH&sub2;=CHSi(OA)&sub3; Vinyltrimethylsilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan usw. sein.
In Fällen, in denen das silanmodifizierte thermoplastische Harz eine Methoxygruppe enthält, hydrolisiert die Methoxygruppe zu einer Hydroxylgruppe sobald sie mit Wasser in Berührung kommt.
Die so gewonnene Hydroxylgruppe kann wiederum mit einer Hydroxylgruppe eines anderen Moleküls reagieren, um eine Si-O-Si-Bindung zu bilden. Im wesentlichen werden zwei silanmodifizierte thermoplastische Harze vernetzt. Vorzugsweise wird ein Vernetzungskatalysator benutzt, um die Vernetzungsreaktionen zu fördern.
Die Gelfraktion des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes nach der Vernetzung ist auf 60 bis 85 Gewichtsteile, besser auf 70 bis 80 Gewichtsteile beschränkt. Wenn die Gelfraktion des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes nach dem Vernetzen unter 60 Gewichtsteilen liegt, ist die Vernetzungsdichte gering und die Schäumeigenschaften der gemischten Kunststoffzusammensetzung werden beeinträchtigt.
Um die Schaumstabilität des vernetzten Harzes wesentlich zu verbessern, ist es ratsam die Gelfraktion des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes auf etwa 70 bis etwa 80 Gewichtsteile zu begrenzen.
Die Gelfraktion wird benutzt, um den Vernetzungsgrad anzuzeigen und wird als Gewichtsanteile des Rückstands nach einer Xylolextraktion bei 120ºC angegeben. Um den durch die Xylolextraktion erhaltenen Rückstand zu messen, wurde eine bestimmte Menge von Kunststoffschaummaterial in einer bestimmten Menge von Xylol getränkt und über 24 Stunden dort bei 120ºC gehalten. Dies löst den unvernetzten Teil des Kunststoffschaummaterials wirksam auf. Der Inhalt des Behälters wurde dann durch ein Sieb gegossen, um den Rückstand von der Lösung effektiv zu trennen. Der in dem Sieb zurückgebliebene Rückstand wurde gesammelt und bei 80ºC und 10 mm Hg Druck über 5 Stunden getrocknet und dann gewogen.
Die Menge (Teile nach Gewicht) des erhaltenen Rückstands wird durch die Verwendung der folgenden Formel berechnet:
Rückstand (Gewichtsteile) = (b/a) · 100
wobei
a dem anfänglichen Gewicht der Kunststoffschaummaterial-Probe entspricht (Gramm),
b dem Gewicht des gesammelten getrockneten Rückstands entspricht (Gramm).
Gemäß der vorliegenden Erfindung sollte MI" geringer als 1 g pro 10 Minuten sein.
Wenn MI" 1 g pro 10 Minuten überschreitet, wird es immer schwieriger, das silanmodifizierte thermoplastische Harz in dem vorgenannten thermoplastischen Harz des gleich Polymertyps zu dispergieren.
Wenn der Anteil des zu der gemischten Kunststoffzusammensetzung gegebenen silanmodifizierten thermoplastischen Harzes unter 1 Gewichtsteil gegenüber 100 Gewichtsteilen der zwei thermoplastischen Harze fällt, weist die gemischte Kunststoffzusammensetzung eine geringere Dehnungsviskosität auf, die zur Schaumbildung nötig ist.
Um wirklich ausreichend Schaum zu bilden, sollte die gemischte Kunststoffzusammensetzung eine ausreichende Dehnungsviskosität aufweisen. Wenn die Dehnungsviskosität verringert ist, wenn die Menge des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes unter 1 Gewichtsteil auf 100 Gewichtsteile der zwei thermoplastischen Harze fällt, führt die anhaltende Abnahme der Dehnungsviskosität zu einem Stopp der Schaumbildung.
Vorzugsweise beträgt die Menge des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes, das zu 100 Gewichtsteilen der zwei thermoplastischen Harze gegeben wir, zwischen etwa Sund etwa 40 Gewichtsteilen, besser noch zwischen etwa 10 bis 30 Gewichtsteilen.

Vernetzungskatalysator

Die gemischte Kunststoffzusammensetzung kann außerdem einen Vernetzungskatalysator für eine Silanzusammensetzung enthalten.
Der Vernetzungskatalysator für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung kann ein Vernetzungskatalysator sein, der eine Vernetzungsreaktion zwischen silanmodifizierten thermoplastischen Harzmolekülen bewirken kann. Er muss nicht auf einen speziellen Vernetzungskatalysator beschränkt sein. Er besteht zumindest aus Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dioctylzinndilaurat, Zinnoctanoat, Zinnoleat, Bleioleat, 2-ethyl-Hexanzink, Kobaltoctanoat, Bleinaphtenat, Zinkcaprylat, Zinkstearat usw.
Die Schäumeigenschaft (die Fähigkeit der gemischten Kunststoffzusammensetzung bei bestimmten Temperaturen Schaum zu bilden) der gemischten Kunststoffzusammensetzung verschlechtert sich, wenn der Anteil des Vernetzungskatalysators auf 100 Gewichtsteile der gemischten Kunststoffzusammensetzung 2,5 Gewichtsteile übersteigt. Der Grad der Vernetzung zwischen den Bestandteilen ist dann ungenügend, um das Kunststoffschaummaterial zu bilden.
Wenn der Anteil des Vernetzungskatalysators auf 100 Gewichtsteile der gemischten Kunststoffzusammensetzung unter 0,001 Gewichtsteile fällt, wird in ähnlicher Weise der Vernetzungsgrad zwischen den silanmodifizierten thermoplastischen Harzmolekülen stark behindert und verlangsamt.
Es ist daher vorzuziehen, dass der Anteil des Vernetzungskatalysators auf 100 Gesamtgewichtsteile der zwei thennoplastischen Harze und des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes zwischen etwa 0,0001 und 2,5 Gewichtsteilen, besser noch zwischen 0,1 und 1,5 Gewichtsteilen beträgt.

Schaummittel

Zu der gemischte Kunststoffzusammensetzung wird ein hitzezersetzendes Schaummittel gegeben, das sich bei hohen Temperaturen zersetzt. Das Schaummittel kann ein konventionelles hitzezersetzendes Schaummittel sein, wie zum Beispiel ein Azodicarbonamid (1,1'-Azobisformamid), Azobisisobutylnitril, N,N'-Dinitrosopentamethylen-tetramin, 4,4-Oxybis(benzolsulfonylhydrazid), Bariumazodicarboxylat, Trihydradinotriazin, Benzolsulfonylhydrazid und Toluolsulfonylhydrazid.
Azodicarbonamid(1,1'-Azobisformamid) wird wegen seiner feinen Spitzentemperatur bei der Zersetzung bevorzugt.
Die Fähigkeit der gemischten Kunststoffzusammensetzung auf thermische Behandlung Schaum zu bilden, wird stark herabgesetzt, wenn der Anteil des Schaummittels in der gemischten Kunststoffzusammensetzung unter 1 Gewichtsanteil fällt.
Andererseits verschlechtert sich die allgemeine Festigkeit des erhaltenen Kunststoffschaummaterials, wenn der Anteil des Schaummittels in 100 Gewichtsanteilen der zwei thermoplastischen Harze und des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes 20 Gewichtsanteile überschreitet. Außerdem wird die Fähigkeit, gleichmäßige Zellen zu bilden stark beeinträchtigt, wenn der Anteil des Schaummittels 20 Gewichtsanteile übersteigt. Es ist vorzuziehen, wenn die Gesamtmenge des Schaummittels zwischen etwa 5 und etwa 15 Gewichtsanteilen beträgt.

Andere Zusätze

Außer den oben genanten Verbindungen kann die gemischte Kunststoffzusammensetzung weiter Glasfasern enthalten. Die Glasfasern werden beigegeben, um die allgemeine Festigkeit und Formstabilität des Kunststoffschaummaterials und der daraus hergestellten Produkte zu verbessern.
Der Anteil der zu der gemischten Kunststoffzusammensetzung gegebenen D Glasfasern sollte so sein, dass die physikalischen Eigenschaften des aus der gemischten Kunststoffzusammensetzung zusammengesetzten Kunststoffschaummaterials nicht beeinträchtigt werden.
Wenn der Durchmesser der Glasfasern 30 um übersteigt, machen die Glasfasern das Kneten der gemischten Kunststoffzusammensetzung sehr schwierig. Wenn andererseits der Durchmesser der Glasfasern unter 5 um fällt, brechen die Glasfasern leicht. Dies wiederum schwächt das Kunstsfoffschaummaterial erheblich.
Es ist daher empfehlenswert, wenn der durchschnittliche Durchmesser der Glasfasern zwischen etwa 5 und etwa 30 um liegt. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Glasfasern zwischen etwa 7 und etwa 20 um.
Wenn die Glasfasern zu lang sind; können die Zellenwände des Kunststoffschaummaterials durch die Glasfasern durchstoßen werden, was zu einer wesentlichen Abnahme des Gesamtschaumvolumens führen kann.
Wenn andererseits die Glasfasern zu kurz sind, besitzt das Kunststoffschaummaterial keine geeignete Verbesserung hinsichtlich der Festigkeit. Es ist daher vorzuziehen, wenn die Länge der Glasfasern zwischen etwa 0,1 bis etwa 10 mm, noch besser zwischen etwa 0,5 und 5 mm liegt.
Wenn der Anteil der zugegebenen Glasfasern 20 Gewichtsanteile der beiden auf Olefin basierenden Harze und es silanmodifizierten thermoplastischen Harzes übersteigt, wird die Fähigkeit der gemischten Kunststoffzusammensetzung Schaum zu bilden wesentlich eingeschränkt. Wenn dagegen die Menge der zugegebenen Glasfasern unter einen Gewichtsanteil fällt, wird die allgemeine Festigkeit des Kunststoffschäummaterials verringert. Der Anteil zuzugebender Glasfasern liegt daher vorzugsweise zwischen etwa 1 und 20 Gewichtsanteilen auf 100 Gewichtsanteile der zwei thermoplastischen Harz und des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes.

AUSFÜHRUNG 2

Gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Kunststoffschaummaterial aus einer gemischten Kunststoffzusammensetzung zusammengesetzt, die thermoplastische Harze und ein silanmodifiziertes thermoplastisches Harz enthält. Die gemischte Kunststoffzusammensetzung besteht aus 100 Gewichtsanteilen wenigstens zweier thermoplastischer Kunstharze, zwischen 1 und 50 Gewichtsteilen eines silamnodifizierten thermoplastischen Harzes und einem hitzezersetzenden Schaummittel.
Im folgenden werden die verschiedenen Bestandteile beschrieben, die das Kunststoffschaummaterial gemäß der zweiten Ausführung bilden. Alle Gewichtsanteile, auf die nachstehend Bezug genommen wird, sind Gewichtsbegriffe, sofern nicht anders angegeben.

Thermoplastische Kunststoffe

Anders als bei der ersten Ausführung müssen die unvernetzten thermoplastischen Harze bei dieser Ausführung nicht unbedingt inkompatibel sein. Ähnlich wie bei der ersten Ausführung bestehen die thermoplastischen Kunstharze aus wenigstens zwei Kunststoffen der Gruppe aus Polyethylen; Polypropylen und einem Ethylen-Propylen-Copolymer.
Der Polymerisationsgrad des Polyethylens sollte zwischen 1.000 und etwa 10.000, besser noch zwischen etwa 2.000 und 5.000 liegen. Die Verteilung des Polyethylens verschlechtert sich, wenn der Polymerisationsgrad des Polyethylens entweder unter 1.000 oder über 10.000 liegt. Die Verschlechterung der Verteilung des Polyethylens behindert wiederum die Verteilung des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes.
Der Polymerisationsgrad des Polypropylens liegt zwischen etwa 5.000 und etwa 12.000, vorzugsweise zwischen etwa 7.000 und 10.000.
Der Polymerisationsgrad des Ethylen-Propylen-Coplymers sollte zwischen 8.000 und etwa 10.000 liegen.

Schmelzindex (MI)

Der MI der zwei thermoplastischen Harze wird entsprechend der Japanischen Industrienorm (JIS) K7210 bestimmt.
Der MI des Polyethylens liegt bei etwa 0,6 bis etwa 20 g pro 10 Minuten und vorzugsweise zwischen etwa 5 und 15 g pro 10 Minuten.. Die Verteilung des Polyethylens verschlechtert sich, wenn der MI des Polyethylens unter 5 g pro 10 Minuten fällt. Die Verschlechterung der Verteilung des Polyethylens wiederum behindert die Verteilung des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes.
Der MI des Polypropylens sollte zwischen etwa 2 und etwa 25 g pro 10 Minuten betragen. Außerhalb dieses Bereichs werden die Verteilung des Polypropylens und des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes stark beeinträchtigt.
Der MI des Ethlyen-Propylen-Coplymers sollte zwischen etwa 3 und 8 g pro 10 Minuten betragen. Außerhalb dieser bevorzugten Bereiche werden die Verteilungen des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes und des Ethlyen- Propylen-Coplyiners stark beeinträchtigt.
Die Dichte des Polyethylens sollte höher sein, als 0,94 g/cm³. Das Kunststoffschaummaterial wird bemerkenswert schwach und zeigt eine geringere Schäumbereitschaft, wenn die Dichte des Polyethylens unter 0,94 g/cm³ fällt.
Die Dichte des Polypropylens sollte mehr als 0,90 g/cm³ betragen.
Ähnlich wie beim Polyethylen und beim Polypropylen wird das Kunststoffschaummaterial deutlich schwächer und zeigt eine geringere Schäumbereitschaft, wenn die Dicht des Ethlyen-Propylen-Coplymers unter 0,90 g/cm³ fällt.
Vorzugsweise liegt der Ethylengehalt in den thermoplastischen Harzen bei zwischen etwa 20 und etwa 80 Gewichtsteilen. Die Verteilung des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes wird behindert, wenn der Ethylengehalt in den zwei thermoplastischen Harzen, die in der gemischten Kunststoffzusammensetzung verwendet werden, außerhalb des vorgenannten Bereichs fällt.

Silanmodifiziertes thermoplastisches Harz

Das silanmodifizierte thermoplastische Harz gemäß dieser Ausführung muss wenigstens mit Polyethylen, Polypropylen oder einem Ethylen-Propylen- Copolymer kompatibel sein.
Das silamnodifizierte thermoplastische Harz kann ein silanmodifiziertes Polyethylen, ein silanmodifiziertes Polypropylen, ein sälandmodifiziertes Ethylen-Propylen-Copolymer usw. sein.
Das silamnodifizierte thermoplastische Harz kann in einem konventionellen Verfahren hergestellt sein. Beispielsweise kann ein silanmodifiziertes Polyethylen durch die Reaktion von Polyethylen mit einer ungesättigten Silanverbindung und einem organischen Peroxyd hergestellt werden. Die Silanverbindung kann durch
RSiR'y&sub2;
dargestellt werden wobei
R eine organische funktionale Gruppe einschließt, d. h. eine Alkylengruppe wie zum Beispiel eine Vinylgruppe, eine Allylgruppe, eine Propenylgruppe oder eine Cyclohexanylgruppe; eine Glycidylgruppe; eine Aminogruppe; eine Methacrylgruppe; eine halogenierte Alkylgruppe wie zum Beispiel eine γ- Chloroethylgruppe oder eine γ-Bromoethylgruppe;
y eine hydrolisierbare organische Gruppe ist und
R' entweder eine R oder eine Y Gruppe, wie oben definiert ist.
Wenn der Anteil des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes dagegen 50 Gewichtsanteile auf 100 Gewichtsanteile des thermoplastischen Kunststoffes übersteigt, wird die Schaumstabilität nicht im gleichen Maß verbessert. Das gemahlene Material kann nicht wieder extrudiert werden und es wird schwierig das Kunststoffschaummaterial wiederzuverwenden oder wiederzubenutzen.

Vernetzungskatalysator

Die Vernetzungskatalysatoren sind die gleichen, wie vorstehend beschrieben.
Wenn der Anteil an zugegebenem Vernetzungskatalysator ungenügend ist, schteiten die Vernetzungsreaktionen zwischen dem silanmodifizierten thermoplastischen Harzen nicht voran. Wenn andererseits der Anteil des Vernetzungskatalysators zu groß ist, verschlechtert sich die Fähigkeit der gemischten Kunststoffzusammensetzung bei der thermischen Zersetzung Schaum zu bilden.
Der Anteil an Vernetzungskatalysator, der der gemischten Kunststoffzusammensetzung beizugeben ist sollte daher zwischen etwa 0,001 und etwa 10, besser noch zwischen etwa 0,01 und 5 Gewichtsteilen der Gesamtmenge der beiden auf Polyolefin basierenden Kunstharze und des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes betragen.

Schaummittel

Ähnlich wie die erste Ausführung, kann die gemischte Kunststoffzusammensetzung außerdem bestimmte Mengen eines hitzezersetzenden Schaummittels enthalten.
Das Schaummittel muss geeignet sein, sich bei genügend hohen Temperaturen zu zersetzen und ein Kunststoffschaummaterial zu ergeben. Ähnlich wie bei den anderen Ausführungen besteht das Schaummittel aus Azodicarbonamid (1,1'-Azobisformamid), Azobisisobutylnitril, N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin, 4,4-Oxybis(benzolsulfonylhydrazid), auch bekannt als p,p'- Oxybis(benzol-sulfonydhydrazid), Bariumazodicarboxylat; Trihydrazinotriazin; Benzolsulfonylhydrazid und Toluolsulfonylhydrazid.
Die Fähigkeit der gemischten Kunststoffzusammensetzung bei thermischer Ze4setzung Schaum zu bilden wird stark verschlechtert, wenn der Anteil des Schaummittels in der gemischten Kunststoffzusammensetzung unter 1 Gewichtsteil liegt.
Andererseits verschlechtert sich die allgemeine Festigkeit des Kunststoffschaummaterials, wenn der Anteil des Schaummittels in der gemischten Kunststoffzusammensetzung 20 Gewichtsteile überschreitet. Außerdem wird die Fähigkeit, gleichmäßige Zellen zu bilden, stark beeinträchtigt, wenn der Anteil des Schaummittels in der gemischten Kunststoffzusammensetzung 20 Gewichtsteile überschreitet. Dementsprechend sollte der Gesamtanteil an Schaummittel auf 100 Gewichtsteile der beiden thermoplastischen Harze und des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes zwischen etwa 1 und etwa 20 Gewichtsteile betragen.

Andere Zusätze

Zusätzlich zu den vorgenannten auf Polyolefin basierenden thermoplastischen Kunststoffen, dem Vernetzungskatalysator und dem Schaummittels kann die gemischte Kunststoffzusammensetzung außerdem einen bestimmten Anteil an Glasfasern aufweisen.
Ähnlich wie bei der ersten Ausführung sollte die Menge an Glasfasern, die der gemischten Kunststoffzusammensetzung zugegeben werden so bemessen sein, dass sie die physikalischen Eigenschaften des Kunststoffschaummaterials, das aus der gemischten Kunststoffzusammensetzung besteht, nicht beeinträchtigt.
Die Glasfasern werden beigegeben, um die allgemeine Festigkeit und die Formstabilität des Kunststoffschaummaterials zu verbessern.
Die bevorzugten Durchmesser der Glasfasern sind gleichwie bei der ersten Ausführung. Der Anteil an Glasfasern, der zu 100 Gewichtsteilen der beiden thermoplastischen Harze und des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes gegeben wird, ist wie bei der ersten Ausführung.
Wenn die Länge der Glasfasern zu groß ist; können wie bei der ersten Ausführung die Zellwände des Kunststoffschaummaterials durch die Glasfasern durchstoßen werden, was zu einer erheblichen Abnahme des Gesamtvolumens des erzeugten Schaums führt.
Wenn die Glasfasern andererseits zu kurz sind, weist das Kunststoffschaummaterial die erwünschte Verbesserung der allgemeinen Festigkeit nicht auf. Dementsprechend wird bevorzugt, wenn die Länge der Glasfasern wenigstens 3 mm beträgt.

Herstellung der gemischten Kunststoffzusammensetzung und des daraus erzeugten Kunststoffschaummaterials

Für die Zwecke dieser Erfindung wird die gemischte Kunststoffzusammensetzung aus einer von zwei möglichen allgemeinen Arten von Zusammensetzungen hergestellt.
Bei der ersten (Typ I entsprechend der Ausführung 2) werden bestimmte Mengen von (1) zwei unvernetzten thermoplastische Harzen aus der Gruppe von Polyethylen, Polypropylen und einem Ethylen-Propylen-Copolymer, (2) ein silanmodifiziertes thermoplastisches Harz, (3) ein Vernetzungskatalysator für das silanmodifizierte thermoplastische Harz und (4) ein hitzezersetzendes Schaummittel gemischt, indem sie in einer konventionellen Knetmaschine geknetet werden.
Bei der zweiten (Typ II entsprechend der Ausführung 1) werden bestimmte Mengen von (1) zwei im wesentlichen inkompatiblen unvernetzten thermoplastische Harzen, (2) ein silanmodifiziertes thermoplastisches Harz, (3) ein Vernetzungskatalysator für das silanmodifizierte thermoplastische Harz und (4) ein hitzezersetzendes Schaummittel gemischt, indem sie in einer konventionellen Knetmaschine geknetet werden.
Der thermoplastische Kunststoff beider Zusammensetzungstypen wird geknetet und in Platten-, Folien-, Röhrenform usw. gegossen. Üblicherweise wird es bei einer Temperatur, die geeignet ist, die Zersetzung des Schaummittels und die Initiierung der Vernetzung zu verhindern, zu einer thermoplastischen Folie gegossen. Das Verfahren, zur Herstellung der Gegenstände kann aus einer Extrusion oder ähnlichen Verfahren bestehen.
Eine Knetmaschine für das Mischen kann ein Einschraubenextruder, ein Doppelschraubenextruder, ein Banburymischer, ein Knetmischer, eine Walzmaschine oder jedes andere geeignete Gerät sein.
Der geknetete Kunststoff beider Typen wird gewalzt oder extrudiert, um eine Kunststofffolie zu erhalten. Die so erhaltene thermoplastische Kunststofffolie wird einem "Wasserbehandlung" genannten Vorgang unterworfen, um nur die silanmodifizierte, vernetzte Harzkomponente der thermoplastischen Kunststofffolie effektiv zu vernetzen. Während der Wasserbehandlung wird die thermoplastische Kunststofffolie auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um den Vernetzungskatalysator zu starten, jedoch niedriger ist, als die Thermozersetzungstemperatur des Schaummittels. Nur Moleküle des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes werden miteinander vernetzt. Nach der Vernetzungsreaktion wird die gemischte Kunststoffzusammensetzung auf eine Temperatur erhitzt, die größer ist, als die Zersetzungstemperatur des jeweiligen Schaummittels.
Während der Wasserbehandlung kann die schäumbare Kunststoffzusammensetzung durch andere Verfahren behandelt werden, als durch Eintauchen der gemischten Kunststoffzusammensetzung in Wasser. Beispielsweise kann die gemischte Kunststoffzusammensetzung durch das Aussetzen eines Dampfes behandelt werden.
Die Temperatur der Wasserbehandlung der Zusammensetzungen vom Typ I sollte im allgemeinen zwischen etwa 50ºC und etwa 130ºC liegen. Für Temperaturen über 100ºC sind Druckbedingungen nötig. Wenn die Wassertemperatur zu niedrig ist, ist der Reaktionsgrad zu langsam und die Zeit für das Vollenden der Vernetzung ist zu lang. Die bevorzugte Zeit für die Wasserbehandlung ist wenigstens 2 Stunden, um das vollständige Vernetzen der silanmodifizierten thermoplastischen Harzkomponente sicherzustellen.
Die Temperatur für die Wasserbehandlung von Harzzusammensetzungen vom Typ II liegt vorzugsweise zwischen etwa 50 bis etwa 130ºC, besser noch bei etwa 80 bis 120ºC. Wenn die Temperatur bei der Wasserbehandlung zu hoch ist, neigt die gemischte Kunststoffzusammensetzung zum Zusammenschmelzen. Dies führt zu einem geringen Expansionsgrad während des Schaumbildens. Wenn die Temperatur bei der Wasserbehandlung zu niedrig ist, dauert die Vernetzungsreaktion zu lang und mag auch nicht vollendet werden.
Die so erhaltene Kunststofffolie beiden Zusammensetzungstyps mit der vernetzten silanmodifizierten thermoplastischen Harz silanmodifizierten thermoplastischen Harzkomponente wird dann in einem Ofen über die Zersetzungstemperatur des Schaummittels erhitzt. Dieser Erhitzungsschritt ergibt ein Schaummaterial durch die thermische Zersetzung des Schaummittels. Alternativ kann die Kunststofffolie mit der vernetztes silanmodifizierten thermoplastischen Harzkomponente in eine Heißwalze geführt werden du erhitzt, um das Kunststoffschaummaterial zu bilden. Alternativ kann die Kunststofffolie mit der vernetzten silanmodifizierten thermoplastischen Harzkomponente in eine Form gegeben und erhitzt werden, um das Schaummaterial zu bilden.
Gemäß dieser Erfindung hat bei Typ II Zusammensetzungen die Partikelgröße des Harzes von den beiden unvernetzten thermoplastischen Harzen mit dem niedrigeren Schmelzpunkt einen erheblichen Einfluss auf das Schmelzkneten des gemischten Kunststoffs. Wenn die Partikelgröße des unvernetzten aus Polyolefin basierenden Harzes mit dem niedrigeren Schmelzpunkt zu groß ist, wird die Verteilung der unvernetzten thermoplastischen Harze schlecht und die schaumbildenden Eigenschaften der gemischten Kunststoffzusammensetzung verschlechtern sich.
Vorzugsweise ist die Partikelgröße der unvernetzten thermoplastischen Harze mit dem niedrigeren Schmelzindex kleiner als 50 um, wünschenswert kleiner als 10 um.
Die Heizzeit um das Schaummittel zu zersetzen sollte ausreichend sein, um ein vollständiges Schäumen/Schaumbilden/Schaumerzeugen sicherzustellen. Die Heizzeit sollte vorzugsweise größer als 30 Sekunden sein.
Nach der Wasserbehandlung des gemischten Kunststoffs der Typ I Zusammensetzung, jedoch vor dem thermischen Schäumschritt, kann die gemischte Kunststoffzusammensetzung durch ein anorganisches Gewebetuch abgedeckt werden. Das ist deswegen wünschenswert, weil dies ein Kunststoffschaummaterial mit weniger thermischer Deformation ergibt.
Nach der Wasserbehandlung des gemischten Kunststoffs der Typ II Zusammensetzung, jedoch vor dem thermischen Schäumschritt, kann die schäumbare Kunststoffzusammensetzung zwischen zwei anorganische Gewebetücher gelegt werden. Das ist deswegen wünschenswert, weil dies die Formstabilität des erhaltenen Kunststoffschaummaterials verbessert.
Die genannten anorganischen Gewebetücher können alle konventionellen anorganischen Gewebetücher sein. Beispielsweise sind ein Tuch aus Steinwolle, ein Tuch aus Kohlenstofffasern, ein Glastuch, ein Schleiftuch als geeignete Gewebetücher zu nennen. Das Glastuch wird aus Glasfaden gewoben, der durch Vereinigung von Glasfasern gewonnen wird. Das Schleiftuch wird erhalten durch das ungeordnete Anhäufen von Glasfasern zu einer gleichmäßigen Stärke und das Verbinden mit einem Klebstoff.
Nahfolgend werden Beispiele die eine erfindungsgemäße gemischte Kunststoffzusammensetzung enthalten beschrieben.

Beispiele 1-6 und 9-10 und Vergleichsbeispiele 1-2

Bestimmte Mengen von hochdichten Polyethylen, Polypropylen, Ethylen- Ppropylen-Coplymer, silanmodifiziertem Polyethylen, silanmodifiziertem Polypropylen, Azodicarbonamid und ein Dibutylzinndilaurat, wie in Tabelle 1 aufgezählt, werden in einem Doppelschraubenextruder gemischt und ergeben verschiedene Kunststoffzusammensetzungen des Typs I.
Die Schraube des Doppelschraubenextruders hat eine Durchmesser von 30 mm. Die aus dem Extruder erhaltene gemischte Kunststoffzusammensetzung ist zylindrisch mit 2 mm Durchmesser:
Danach wird die aus dem Extruder erhaltene gemischte Kunststoffzusammensetzung durch eine Kühlwalze gewalzt, um ein 0,7 mm starkes Material zu erhalten. Das 0,7 mm starke Material wird geschnitten und durch einen rechtwinkligen Pelletierer pelletiert. Die erhaltenen Pellets werden dann über 2 Stunden einer Wasserbehandlung ausgesetzt, bei der die Temperatur des tränkenden Wassers bei 99ºC gehalten wird.
Die wasserbehandelt, pelletierte gemischte Kunststoffzusammensetzung wird bei 210ºC in einen Umluftofen gegeben, wo die Pellets zusammengeschmolzen werden, um die Bildung von Kunststoffschaum anlaufen zu lassen und das Kunststoffschaummaterial aus der Kunststoffzusammensetzung liegt nach der Abkühlung an der Luft vor.
Der Expansionsgrad, der Schmelzindex und die Gewichtsanteile der Schrumpfung des Kunststoffschaum materials aus der Kunststoffzusammensetzung werden anhand der unten beschriebenen Methoden gemessen und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 7

Die wasserbehandelte, pelletierte gemischte Kunststoffzusammensetzung die durch Beispiel 1 erhalten wurde, wurde mit Glaspapier FEO-025 (ungefähres Gewicht 25 g/m² hergestellt durch Oribest Co, Ltd.) belegt, um eine abgedeckte gemischte Kunststoffzusammensetzung zu erhalten. Dies wurde dann durch einen Chuko Flow G-Typ Gurt (hergestellt durch Chuko Kasei Kogyo) geklammert und erhitzt, um ein mit Glaspapier bedecktes Kunststoffschaummaterial zu erhalten, das 180 mm lang, 300 mm breit und 5 mm stark war. Das ungefähre Gewicht des mit Glaspapier beschichteten erhaltenen Kunststoffschaummaterials war 700 g/m².

Beispiel 8

Ähnlich wie Beispiel 7, außer dass ein Schleifbogen SM-3600-E (ungefähres Gewicht 30 g/m², hergestellt durch Asahi Glass) statt des Glaspapiers verwendet wurde. Dieses Beispiel erbrachte ein Kunststoffschaummaterial, das ebenfalls 180 mm lang; 300 mm breit und 5 mm stark war. Das ungefähre Gewicht des mit Glaspapier beschichteten Kunststoffschaummaterials war ebenfalls 700 g/m². Tabelle 1
Anmerkung: NMF bedeutet "unbedeutend". Kein stabiles Schäumen Tabelle 2

Beispiel 11-22 und Vergleichsbeispiele 3-10

Bestimmte Mengen der unvernetzten Kunstharze Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymer; Ethylenvinylacetatcopolymer, Polystyrol und eines silanmodifizierten vernetzten Kunstharzes wie in Tabelle 2 dargestellt, sowie 0,1 Gewichtsteile von Dibntylzinndilaurat und 15 Gewichtsteile von Azodicarbonamid werden einem Mischer zugeführt und zu verschiedenen Mischungen vermischt.
Das Azodicarbonamid wird als Schaummittel vom thermozersetzenden Typ verwendet, während das Dibutylzinndilaurat als Vernetzungskatalysator verwendet wird. Die Mischungen werden in einem Doppelschraubenextruder gemischt und bei 180ºC schmelzgeknetet um verschiedne Harzzusammensetzungen vom Typ II zu ergeben.
Ähnlich wie bei den obigen Zusammensetzungen nach Typ I hatte die Schraube des verwendeten Doppelschraubenextruders einen Durchmesser von 30 mm. Die gemischte Kunststoffzusammensetzung die aus dem Extruder gewonnen wurde, war zylindrisch und hatte einen Durchmesser von 2 mm.
Danach wurde die gemischte Kunststoffzusammensetzung die aus dem Extruder gewonnen wurde, in einer Kühlwalze gewalzt um ein 0,7 mm starkes Material zu erhalten. Das 0,7 mm starke Material wurde geschnitten und in einem rechtwinkligen Pelletierer pelletiert. Die erhaltenen Pellets wurden über 2 Stunden einer Wasserbehandlung unterworfen, wobei das Tränkwasser bei 99ºC gehalten wurde.
Die wasserbehandelte, pelletierte gemischte Kunststoffzusammensetzung wurde bei 210ºC in einen Umluftofen gegeben, wo die Pellets zusammengeschmolzen wurden, um die Bildung von Kunststoffschaum zu ermöglichen und nach dem Abkühlen an der Luft wurde das Kunststoffschaummaterial aus der gemischte Kunststoffzusammensetzung gewonnen.
Der Expansionsgrad, die Formbarkeit und die Schrumpfrate des Kunststoffschaummaterials aus der gemischte Kunststoffzusammensetzung wurde nach den unten beschriebenen Methoden gemessen und die Resultate sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

Beispiel 23

Die wasserbehandelte, pelletierte gemischte Kunststoffzusammensetzung die durch Beispiel 11 erhalten wurde, wurde mit Glaspapier FEO-025 (ungefähres Gewicht 25 g/m² hergestellt durch Oribest Co, Ltd.) belegt, um eine abgedeckte gemischte Kunststoffzusammensetzung zu erhalten. Dies wurde dann durch einen Chuko Flow G-Typ Gurt (hergestellt durch Chuko Kasei Kogyo) geklammert und erhitzt, um ein mit Glaspapier bedecktes Kunststoffschaummaterial zu erhalten, das 180 mm lang, 300 mm breit und 5 mm stark war. Das ungefähre Gewicht des mit Glaspapier beschichteten erhaltenen Kunststoffschaummaterials war 700 g/m².

Beispiel 24

Ähnlich wie Beispiel 23, außer dass ein Schleifbogen SM-3600-E (ungefähres Gewicht 30 g/m², hergestellt durch Asahi Glass) statt des Glaspapiers verwendet wurde. Dieses Beispiel erbrachte ein Kunststoffschaummaterial, das ebenfalls 180 mm lang, 300 mm breit und 5 mm stark war. Das ungefähre Gewicht des mit Glaspapier beschichteten Kunststoffschaummaterials war ebenfalls 700 g/m².

Expansionsgrad

Die Dichte des Pellets der pelletierten gemischten Kunststoffzusammensetzung wurde vor der Schaumbildung gemessen und mit "d&sub1;" bezeichnet. Nach der Bildung des Kunststoffschaummaterials wurde eine Dichte des aus der gemischten Kunststoffzusammensetzung gebildeten Kunststoffschaummaterials gemessen und als "d&sub2;" bezeichnet. Der Expansionsgrad wurde als das Verhältnis d&sub1;/d&sub2; berechnet.

Thermische Schrumpfung in Prozent

Das erhaltene Kunststoffschaummaterial wurde in verschiedene plattenförmige Teile geschnitten, die 200 mm lang, 20 mm breit und 5 mm dick waren. Die so erhaltenen kleinen plattenförmigen Kunststoffschaumteile wurden auf 180ºC erhitzt und ungefähr um 10 Prozent gezogen, um Stücke von etwa 220 mm Länge zu erhalten. Die 220 mm langen gezogenen Kunststoffschaumteile wurden dann in einen Ofen geladen und über 24 Stunden auf 80ºC erhitzt.
Die Länge des thermisch geschrumpften Kunststoffschäummaterial (I&sub1;) wurde in mm gemessen und der Prozentsatz der thermischen Schrumpfen wurde nach der folgenden Formel berechnet:
Thermische Schrumpfung in Prozent: (100) x (200 - I&sub1;)/(220)

Formbarkeit

Das so erhaltene Kunststoffschaummaterial wurde in 200 mm lange, 200 breite und 5 mm starke, kleine plattenförmige Muster geschnitten.
Die Formbarkeit (die Fähigkeit, das Kunststoffschaummaterial zu Kunststoffteilen zu gießen) der plattenförmigen Teile wurde durch verschiedene Methoden bestimmt. Eine Methode lag darin, ein zylindrisch geformtes Objekt mit einem kreisförmigen Querschnitt zu benutzen. Die Öffnung des zylindrischen Objekts besaß umlaufende Flansche. Die Unterseite der Öffnung war kreisförmig und hatte einen Durchmesser von 8 cm. Das zylindrische Objekt besaß eine bestimmte Tiefe.
Die Oberflächen der vorgenannten plattenförmigen Muster würden auf 180ºC erhitzt. Die jeweilige Öffnung jedes zylindrischen Teils wurde durch die erhitzten plattenförmigen Muster abgedeckt.
Mit einem Säulenteil mit kreisförmigem Durchschnitt von 7 cm wurden die plattenförmigen Muster in die Öffnungen der zylindrischen Teile gestoßen. Kurz vor dem Brechen der plattenförmigen Muster wurde eine Tiefe (h) (em) des in die Öffnung eines zylindrischen Teils gestoßenen Säulenteils gemessen.
Es wurde ein Zuggrad gemäß der nachstehenden Gleichung erhalten und als Index für die Formbarkeit benutzt. Dann wurde festgestellt, dass ein großer Zuggrad eine bessere Formbarkeit anzeigt.
Zuggrad = 100 · h/8
Beim Vergleichsbeispiel 3 wies die gemischte Kunststoffzusammensetzung eine ungenügende Scherviskosität auf. Im allgemeinen beeinträchtigt eine ungenügende Scherviskosität die Fähigkeit der gemischten Kunststöffzusammensetzung nennenswerten Schaum während des Schaumbildungsprozesses zu bilden. Die Unfähigkeit, Schaum zu bilden kann der Abwesenheit eine silanmodifizierten Polypropylenharzes zugeschrieben werden. Ein Mangel an geeigneter Scherviskosität zur Bildung von Schaum beeinträchtigt wiederum den Expansionsgrad des Kunststoffschaummaterials.
Auch beim Vergleichsbeispiel 4 weist die gemischte Kunststoffzusammensetzung nach dem Stand der Technik eine ungenügende Scherviskosität auf. Dieser Mangel verleiht wiederum dem sich ergebenden Kunststoffschaummaterial einen niedrigen Expansionsgrad. Die ungenügende Scherviskosität und die geringe Schaumproduktion sind übermäßigen Mengen wenigstens eines der zwei im wesentlichen inkompatiblen Kunststoffe in der Kunststoffzusammensetzung geschuldet.
Ähnlich wie bei Vergleichsbeispiel 4 zeigt auch Vergleichsbeispiel 5 eine niedrige Scherviskosität. Die ungenügende Scherviskosität und die damit zusammenhänge geringe Schaumentwicklung können der übermäßigen Menge eines der thermoplastischen Polyolefinharze (unvernetzt) wie dem Polyethylen 1 zugeschrieben werden.
Bei Vergleichsbeispiel 6 scheint es offensichtlich, dass ein Mangel einer gleichmäßigen See- und Inselstruktur vorliegt. Dieser Mangel kann auf die ähnlichen Schmelzindexe der wenigstens zwei im Wesentlichen inkompatiblen Harze, Polyethylen 3 und Polypropylen 2 zurückgeführt werden. Die Abwesenheit der See- und Inselstruktur führt vermutlich zu einem geringen Expansionsgrad des Kunststoffschaummaterials.
Bei Vergleichsbeispiel 7 ist, selbst obwohl sich die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze von demjenigen unterscheiden, das bei Vergleichsbeispiel 6 verwendet wurde, die allgemeine Auswirkung auf das Kunststoffschaummaterial ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 6. Der geringe Expansionsgrad des Kunststoffschaummaterials ist den ähnlichen Schmelzindexen der zwei zugefügten im wesentlichen inkompatiblen Harzen geschuldet.
Bei Vergleichsbeispiel 8 kann die Abwesenheit einer gleichmäßigen See- und Inselstruktur auf den winzigen Unterschied (weniger als 0,3 g pro 10 Minuten) der Schmelzindexe der zwei auf Polyolefin basierenden im wesentlichen inkompatiblen Harze, nämlich Polyethylen 1 und Polypropylen 1, zurückgeführt werden. Die Abwesenheit einer einheitlichen See- und Inselstruktur verleiht dem Kunststoffschaummaterial einen geringen Expansionsgrad.
Von den Testergebnissen her scheint es klar zu sein, dass eines der wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze fein und gleichmäßig in dem verbleibenden thermoplastischen Harz verteilt sein kann, wobei es eine "Mikro"- See- und Inselstruktur bildet.
Durch den besonderen Zusammenhang mit den zwei thermoplastischen Harzen können auch die silanmodifizierte thermoplastischen Harze einheitlich in der gemischten Kunststoffzusammensetzung verteilt sein. Die gemischte Kunststoffzusammensetzung besitzt insgesamt eine Scherviskosität, die geeignet zur Schaumbildung ist.
Dies führt wiederum zu einem Kunststoffschaummaterial mit einem großen Expansionsgrad. Die gemischte Kunststoffzusammensetzung ist dadurch charakterisiert, dass sie einen unvernetzten Anteil mit erhöhter Fluidität besitzt. Dieses Merkmal wiederum verleiht dem Kunststoffschaummaterial eine bessere Formbarkeit. Außerdem ist die erfindungsgemäße gemischte Kunststoffzusammensetzung wiederverwendbar.
Der Teil mit der geringen Vernetzungsdichte kann nochmals geschmolzen werden. Der Anteil mit der hohen Vernetzungsdichte kann als Füllmaterial verwendet werden. Andererseits ist der Anteil des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes auf weniger als 50 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der gemischten Kunststoffzusammensetzung begrenzt.
Während der Schaumbildung verringert die vorgenannte Begrenzung die unerwünschte, durch die Vernetzung bewirkte innere Spannung wesentlich. Dementsprechend weist das Kunststoffschaummaterial, das aus einer solchen gemischten Kunststoffzusammensetzung erhalten wird, eine hervorragende Formstabilität auf.
Nachfolgend wird die Ausführung 3 beschrieben; die ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffschaummaterials umfasst, das leicht ist und verbesserte hitzeisolierende Eigenschaften aufweist, dass eine verbesserte Druckfestigkeit und eine gute Elastizität aufweist.

AUSFÜHRUNG 3

Gemäß der dritten Ausführung wird ein Kunststoffschaummaterial aus einem thermoplastischen Kernschaummaterial (im folgenden "Kernmaterial" genannt) gebildet, das in jedem Gitter- oder sechseckigen Raum eines thermoplastischen Deckmaterials (im folgenden als "Deckmaterial" bezeichnet), das einen gitterartigen oder wabenförmigen Querschnitt hat, integriert ist. Das Deckmaterial besteht aus einem Deckmaterial oder einem thermoplastischen Kunststoff.
Der Expansionsgrad des Kernmaterials liegt zwischen 10 und 50, während der Expansionsgrad des Deckmaterials niedriger ist, als die des Kernmaterials, wobei der Unterschied im Expansionsgrad 5 oder mehr beträgt. Die vorliegende Ausführung kann auch thermoplastische Kernschaummaterialien (im folgenden "thermoplastisches Material" genannt) einschließen, das in jedem Gitter- oder sechseckigen Raum eines thermoplastischen Kunststoffkörpers, das einen gitterartigen oder wabenförmigen Querschnitt hat, integriert ist.
Das Deckmaterial, das Kernmaterial und der obige thermoplastische Kunststoffkörper schließen ein thermoplastisches Harz ein, das allein oder mit anderen kombiniert verwendet werden kann. Solch ein thermoplastisches Material ist wenigstens ein Olefinharz wie Niederdruckpolyethylen, Höchdruckpolyethylen, geradkettiges Niederdruckpolyethylen, Polypropylencopolymer, Homopo- lypropylen, Blockpolypropylen, Polyvinylchlorid, chloriertes Polyvinylchlorid, ABS-Harz, Polystyrol, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylindenfluorid, Polyphenylsulfid, Polysulfon, Polyetheretherketon oder Copolymere aus diesen.
Es ist wünschenswert, eines oder eine Mischung aus Olefinharz wie Niederdruckpolyethylen, Hochdruckpolyethylen, geradkettiges Niederdruckpolyethylen, Polypropylencopolymer, Homopolypropylen oder Blockpolypropylen als thermoplastisches Harz für das Deckmaterial, das Kernmaterial und als thermoplastisches Material zu verwenden, weil das endgültige Kunststoffschaummaterial eine verbesserte Elastizität aufweisen wird.
Für das Deckmaterial und das Kernmaterial können gleiche oder verschiedene thermoplastische Harze verwendet werden, wie auch bei dem Kunststoffkörper und dem Kernmaterial.
Die für das Deckmaterial und für das Kernmaterial verwendeten thermoplastischen Harze können, falls nötig, vernetzt sein. Die Vernetzung ist vorteilhaft, da sie den Expansionsgrad erhöht und es erlaubt, dass das endgültige Kunststoffschaummaterial leicht ist.
Es ist möglich, ein Verstärkungsmittel, wie kurze Glasfasern, kurze Kohlenstofffasern, kurze Polyesterfasern oder Füllmittel wie Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxyd oder Glaspulver zu den thermoplastischen Harzen zuzugeben, die das Deckmaterial, das Kernmaterial und den Kunststoffkörper bilden, um die Festigkeit des Kunststoffschaummaterials zu erhöhen.
Wenn kurze Fasern als Verstärker beigegeben werden, können zu viele Fasern während der Schaumbildung die Zellen zerstören und einen hohen Expansionsgrad verhindern. Ein sehr geringer Faseranteil kann den Verstärkungseffekt des Kunststoffschaummaterials erheblich herabsetzen.
Es ist daher wünschenswert, etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsteile kurze Fasern auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes zu verwenden, das für das Deckmaterial, das Kernmaterial und den Kunststoffkörper benutzt wird. Besonders erstrebenswert ist es, etwa 3 bis etwa 10 Gewichtsteile zu verwenden.
Die Länge der kurzen Fasern ist ähnlich, wie bei den vorigen Ausführungen.
Wenn Füllmittel zugegeben wird; ist es wünschenswert zwischen etwa 10 und etwa 100 Gewichtsteile Füllmittel auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes zu verwenden, das für das Deckmaterial, das Kernmaterial und den Kunststoftkörper benutzt wird.
Wenn zuviel Füllmittel verwendet wird, ist das endgültige Kunststoffschaummaterial zu schwer. Wenn zu wenig zugefügt wird, wird das endgültige Kunststoffschäummaterial nicht genügend verstärkt. Es ist erstrebenswert etwa 30 bis etwa 50 Gewichtsteile Füllmittel hinzuzufügen.
Eine Zunahme des Expansionsgrads des Kernmaterials führt zu einem darauf folgenden Anstieg des radialen Wärmetransfers des Kunststoffschaummaterials, die wiederum die Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffschaummaterials erhöht und seine isolierenden Eigenschaften herabsetzt.
Wenn der Expansionsgrad des Kunststoffschaummaterials für das Kernmaterials zu niedrig ist, ist das endgültige Kunststoffschaummaterial zu schwer. Der expansionsgrad des Kernmaterials sollte daher etwa 10 bis etwä 50, noch besser von etwa 10 bis etwa 50 und am besten von etwa 15 bis etwa 40 betragen. Besonders erstrebenswert ist ein Expansionsgrad von 15 bis etwa 30.
Wenn das Kernmaterial zu stark ist, wird das Kunststoffschaummaterial beträchtlich geschwächt. Wenn das Kernmaterial sehr dünn ist, wird das endgültige Kunststoffschaummaterial schwer. Wünschenswert ist daher eine Stärke von etwa 10 bis etwa 200 mm, vorzugsweise von etwa 20 bis etwa 100 mm.
Die Stärke des Kernmaterials muss nicht gleichmäßig sein. Sie kann uneinheitlich sein. Die Stärke des Kernmaterials, auf die hier Bezug genommen wird, betrifft die Maximalstärke, die an einem Schnitt gemessen wird.
Der Expansionsgrad des Deckmaterials sollte niedriger, als der Expansionsgrad des Kernmaterials sein. Der Unterschied bei dem Expansionsgrad sollte wenigstens 5 oder mehr sein. Wenn aber der Unterschied zwischen den beiden Materialien weniger als 5 ist, wird die Festigkeit des Kunststoffschaummaterials herabgesetzt, was ein schwaches Schaummaterial ergibt.
Es ist daher vorzuziehen, dass die Unterschiede der Expansionsgrade zwischen den Kern- und den Deckmaterialien zwischen etwa 5 und etwa 39, noch besser zwischen etwa 15 und etwa 29 betragen.
Wenn das Deckmaterial zu stark ist, ist das Kunststoffschaummaterial schwer, während wenn es zu dünn ist, die Festigkeit des Kunststoffschaummaterials zu niedrig ist. Das Deckmaterial sollte daher eine Stärke von etwa 0,05 bis etwa 5 mm aufweisen, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 2 mm.
Wenn der Kunststoffkörper zu stark ist, ist das Kunststoffschaummaterial schwer, während wenn es zu dünn ist, die Festigkeit des Kunststoffschaummaterials zu niedrig ist. Das Deckmaterial sollte daher eine Stärke von etwa 0,05 bis etwa 30 mm aufweisen, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 2,0 mm.
Die Stärke des Deckmaterials und des Kunststoffkörpers kann gleichmäßig oder ungleichmäßig sein. Die Stärke des Deckmaterials und des Kunststoffkörpers, auf die hier Bezug genommen wird, betrifft die durchschnittliche Stärke der Wände die das Gitter oder die Wabe bilden, entlang eines Schnitts durch das Kunststoffschaummaterial.
Wenn der Anteil des Deckmaterials in dem Kunststoffschaummaterial zu hoch ist, ist das Kunststoffschaummaterial zu schwer. Wenn er sehr gering ist, nimmt die Festigkeit des Kunststoffschaummaterials ab. Die Menge des Deckmaterials in dem Kunststoffschaummaterial sollte daher zwischen etwa 10 und etwa 50 Gewichtsanteilen liegen, wobei 10 bis etwa 30 Gewichtsteile bevorzugt werden.
Aus ähnlichen Überlegungen ist es wünschenswert, dass der Anteil des thermoplastischen Kunststoffkörpers indem Kunststoffschaummaterial zwischen etwa 5 und etwa 35 Gewichtsteile beträgt, wobei zwischen etwa 8 und etwa 25 Gewichtsteile bevorzugt werden.
Das erfindungsgemäße Kunststoffschaummaterial besteht aus einem Deckmaterial und einem Kernmaterial, oder einem thermoplastischen Kunststoffkörper und einem Kernmaterial, wobei ein Querschnitt durch das Deckmaterial oder den thermoplastischen Kunststoffköper eine Gitterform oder eine Wabenform bildet. Die Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffkörpers mit einer Wabenform ist vorteilhaft, weil dies die Steifigkeit in Stärkerichtung des Kunststoffschaummaterials erhöht. Die Formen der Räume in der Gitterstruktur müssen nicht gleich sein.
Bei der vorliegenden Ausführung betrifft die Wabe einen Querschnitt mit der Form der Zellen eines Bienenkorbs. Insbesondere betrifft sie sechseckige Formen, die sich in zwei Dimensionen erstrecken, so dass jede Seite eines Sechsecks mit der eines anderen Sechsecks geteilt wird. Die Sechsecke müssen in ihrer Form nicht identisch sein und müssen auch nicht gleichseitig sein, solange sie beim Hinsehen noch als Sechsecke identifiziert werden können:
Das erfindungsgemäße Kunststoffschaummaterial, das aus einem Deckmaterial und einem Kernmaterial, oder einem thermoplastischen Kunststoffkörper und einem Kernmaterial besteht, ist im allgemeinen als Folie ausgebildet. Das Verfahren, das Deckmaterial und das Kernmaterial, oder den thermoplastischen Kunststoffkörper und das Kernmaterial zu integrieren ist nicht im einzelnen ausgeführt.
Im allgemeinen wird thermisches Schmelzen verwendet, es kann aber auch ein klebendes Material verwendet werden. Wenn beim thermischen Schmelzen verschiedene Harze für das Deckmaterial und das Kernmaterial, oder den thermoplastischen Kunststoffkörper und das Kernmaterial verwendet werden, müssen die Kunststoffe miteinander verschmolzen werden können.
Die folgenden Kombinationen sind Beispiele geeigneter thermoplastischer Harze, die miteinander thermisch verschmolzen werden können: Hochdichtes Polyethylen und niedrig dichtes Polyethylen, hochdichtes Polyethylen und geradkettiges niedrig dichtes Polyethylen, hochdichtes Polyethylen und Homopolypropylen, sowie Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat.
Die folgenden Kombinationen sind wünschenswert, weil sie die Festigkeit und die Elastizität des endgültigen Kunststoffschaummaterials verbessern: Hochdichtes Polyethylen und niedrig dichtes Polyethylen, hochdichtes Polyethylen und geradkettiges niedrig dichtes Polyethylen, hochdichtes Polyethylen und Homopolypropylen. Insbesondere ist die Kombination von hochdichtem Polyethylen und Homopolypropylenbesonders erstrebenswert.
Das Polymer, das zur Bildung des klebenden Materials verwendet wird, muss das Deckmaterial und das Kernmaterial, oder den thermoplastischen Kunststoffkörper und das Kernmaterial wirksam verbinden können. Geeignete Polymere für das klebende Material schließen Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylchloridcopolymer, ein Copolymer des thermoplastischen Kunststoffmonomers, das das Deckmaterial und das Kernmaterial bildet und ein Copolymer des thermoplastischen Harzes, das zur Bildung des thermoplastischen Kunststoffkörpers und des Kernmaterials verwendet wird, ein.
Um die Klebeigenschaften des Klebers zu verbessern wird ein Copolymer des Monomers des thermoplastischen Kunststoffs, das benutzt wird, um das Deckmaterial, das Kernmaterial oder den thermoplastischen Kunststoftkörper zu bilden, bevorzugt.
Das Verfahren, das "Kunststoffschaummaterial" der vorliegenden Ausführung herzustellen, kann aus einem der folgenden Verfahren bestehen:
(1) Verwendung einer Vielzahl schäumbarer Teile, wobei jedes der Vielzahl schäumbarer Teile die gleiche Stärke besitzt und auf einem ersten stärkeregulierenden Körper angeordnet ist. Jedes der Vielzahl von schäumbaren Teilen ist so angeordnet, dass seine Unterseite den ersten stärkeregulierenden Körper berührt. Das erlaubt es, dass die benachbarten Deckmaterialen zusammenschmelzen können. Beim Schäumen schmelzen die Kernmaterialien zusammen.
Identische Teile mit der gleichen Stärke bestehen aus: (a) einem säulenförmigen Kernmaterial aus einem hochschäumenden Kunststoff, der ein thermoplastisches Harz und ein Schaummittel enthält, und (b) einem niedrigschäumenden Kunststoffdeckmaterial aus einem thermoplastischen Harz und einem Schaummittel oder einem Deckmaterial, das ein thermoplastisches Harz enthält, das wenigstens eine Seitenfläche des säulenförmigen Kernmaterials bedeckt.
(2) Verwendung einer Vielzahl geformter Schaumteile mit gleicher Höhe, was beinhaltet: (a) ein säulenförmiges Kernmaterial aus einem hochschäumenden Kunststoff, der ein thermoplastisches Harz und ein hitzezersetzendes Schaummittel enthält und (b) ein niedrig schäumendes Deckmaterial, das ein thermoplastisches Harz und ein hitzezersetzendes Schaummittel enthält oder ein Kunststöffdeckmaterial, das ein thermoplastisches Harz enthält, das die gesamte Oberfläche des säulenförmigen Kernmaterials bedeckt. Diese Vielzahl von Formschaumteilen ist auf einem ersten stärkeregulierenden Körper angeordnet, so dass sie nicht überlappen und dass benachbarte Deckmaterialien während des Schäumens verschmelzen. Ein gestapelter Körper, der durch Anordnung eines zweiten stärkeregulierenden Körpers geschaffen ist, wird erhitzt und geschäumt, während ein fester Abstand zwischen den stärkeregulierenden Körpern beibehalten wird.
(3) Verwendung einer Vielzahl geformter Schaumteile mit gleicher Höhe, was beinhaltet: (a) ein säulenförmiges Kernmaterial aus einem hochschäumenden Kunststoff, der ein thermoplastisches Harz und ein hitzezersetzendes Schaummittel enthält und (b) ein niedrig schäumendes Deckmaterial, das ein thermoplastisches Harz und ein hitzezersetzendes Schaummittel enthält oder ein Kunststoffdeckmaterial, das ein thermöplastisches Harz enthält, das die gesamte Oberfläche des säulenförmigen Kernmaterials bedeckt. Diese Vielzahl von Formschaumteilen wird auf einem ersten stärkeregulierenden Körper angeordnet, so dass ein Formschaumteil an jedem Punkt und im Innenraum eines Sechsecks in Wabenform, die hypothetisch auf dem ersten stärkeregulierenden Körper angeordnet ist, angeordnet ist. Diese Anordnung ist so, dass die Unterseiten der Schaumteile den ersten stärkeregulierenden Körper berühren und benachbarte Deckmaterialien während des Schäumens zusammenschmelzen.
Ein gestapelter Körper wird geschaffen, indem oben ein zweiter stärkeregulierenden Körper angeordnet wird. Der gestapelte Körper wird erhitzt und geschäumt, während ein fester Abstand zwischen den stärkeregulierenden Körpern beibehalten wird.
Die drei beschrieben Verfahren werden bevorzugt, aber in bestimmten Fällen wird auch das folgende Verfahren benutzt:
(4) Ein Kernmaterial, ein Deckmaterial und ein thermoplastischer Kunststoffkörper werden vorher bereitet. Das Kernmaterial wird mit dem Deckmaterial bedeckt oder mit einem thermoplastischen Material bedeckt, indem thermisches Schmelzen oder ein Kleber verwendet werden, um ein Kunststoffschaummaterial zu bilden.
Das Verfahren (3) muss verwendet werden, wenn das Kunststoffschaummaterial so gemacht werden soll, dass ein Querschnitt des Deckmaterials und des Kunststoffkörpers eine Wabenform bildet.
Bei den oben beschriebenen Verfahren enthalten das hochschäumende Kunststoffkernmaterial und das niedrig schäumende Kunststoffdeckmaterial ein thermoplastisches Harz, das thermoplastisch ist, sowie ein Schaummittel. Das Kunststoffdeckmaterial enthält ein thermoplastisches Harz.
Das oben beschriebene thermoplastische Harz muss nicht ausdrücklich spezifiziert werden und kann wenigstens ein Harz wie Niederdruckpolyethylen, Hochdruckpolyethylen, geradkettiges Niederdruckpolyethylen, Polypropylencopolymer, Homopolypropylen, Blockpolypropylen, Polyvinylchlorid, chloriertes Polyvinylchlorid, ABS-Harz, Polystyrol, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylindenfluorid, Polyphenylsulfid, Polysulfon, Polyetheretherketon oder Copolymere aus diesen sein.
Die Verwendung eines oder einer Mischung von Olefinharzen wie Niederdruckpolyethylen, Hochdruckpolyethylen, geradkettiges Niederdruckpolyethylen, Polypropylencopolymer, Homopolypropylen oder Blockpolypropylen als thermoplastisches Harz wird für das hochschäumende Kunststoftkernmaterial, das niedrig schäumende Kunststoffdeckmaterial und als Kunststoffdeckmaterial bevorzugt, weil das Kunststoffschaummaterial eine verbesserte Elastizität aufweisen würde. Insbesondere sind hochdichtes Polyethylen und Homopolypropylen besonders wünschenswert:
Das für das hochschäumende Kernmaterial und das niedrig schäumende Deckmaterial benutzte thermoplastische Harz kann vernetzt sein. Das Verfahren zur Vernetzung kann die gleichen Verfahren einschließen, wie sie vorher hinsichtlich der Ausführung 3 zitiert wurden:
Die silanmodifizierten thermoplastischen Harze zur Verwendung beim Schmelzmischen sind so ähnlich, wie die bei Ausführung 2 benutzt.
Ähnlich, wie bei Ausführung 3, bezieht sich das silanmodifizierte thermoplastische Harz auf ein thermoplastisches Harz, das mit einer ungesättigten Silanverbindung modifiziert ist.
Im allgemeinen werden ungesättigte Silanverbindungen als
RR'SiR"nY3-n
ausgedrückt, wobei
R' ein Alkenyl einschließt, wie zum Beispiel Vinyl, Allyl, Propenyl oder eine Cyclohexanyl oder eine organische funktionale Gruppe einschließt, wie ein halogeniertes Alkyl wie zum Beispiel Glycidyl, Amin, Methacryl, γ-Chloroethyl oder γ-Bromoethyl;
R' ein aliphatisches, gesättigtes aromatisches Hydrocarbon wie Methyl, Ethyl, Propyl, Decyl einschließt,
Y eine hydrolytische funktionale Gruppe wie Methoxy, Ethoxy, Formyloxy, Propionoxyallylamino einschließt, und
n 0, 1 oder 2 ist.
Insbesondere ist eine ungesättigte Silanzusammensetzung, dargestellt durch die Formel:
CH&sub2;=CHSi(OA)&sub3;
wegen ihrer schnellen Vernetzungsreaktion wünschenswert, wobei
A ein aliphatischer gesättigter Kohlenwasserstoff mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, besser 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist. Beispiele der durch CH&sub2;=CHSi(OA)&sub3; dargestellten ungesättigten Verbindung schließen Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan und Vinyltriacetoxysilan ein.
Das Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen silanmodifizierten thermoplastischen Harzes kann ein konventionelles Verfahren sein und wird nicht weiter ausgeführt. Beispielsweise kann ein silanmodifiziertes thermoplastisches Harz durch Durchführen einer Reaktion von Polyethylen, einem organischen Peroxyd und einer durch die Formel
RR'SiY&sub2;
dargestellten ungesättigten Silanverbindung hergestellt werden, wobei
R eine olefinische ungesättigt Kohlenwasserstoffgruppe I oder ein Hydrocarbonoxy ist,
Y eine hydrolytische organische Gruppe einschließt, und
R' entweder eine R-Gruppe oder eine Y-Gruppe, wie oben definiert, ist.
Bei silanmodifizierten thermoplastischen Harzen, die eine Silylgruppe besitzen; führt zum Beispiel, wenn Y ein Methoxy ist, der Kontakt mit Wasser zur Hydrolyse, wobei ein Hydroxyl geschaffen wird. Die Hydroxyle verschiedener Moleküle reagieren und schaffen eine Si-O-Si Verbindung, wobei sie die silanmodifizierten thermoplastischen Harze wirkungsvoll vernetzen.
Das Verfahren zur Mischung des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes ist ähnlich wie bei Ausführung 2.
Der Wasserbehandlungsschritt ist auch ähnlich dem Schritt, der bei der zweiten Ausführung benutzt wird.
Die Wasserbehandlung kann durch ein Aussetzen an Dampf unter Druck und bei einer Temperatur höher als 100ºC erfolgen.
Wenn die Wasser- oder Dampftemperatur während der Wasserbehandlung zu niedrig ist, dann schreitet die Vernetzungsreaktion zu langsam voran. Wenn die Temperatur zu hoch ist, schmelzen die anderen Materialien zusammen. Daher ist eine Temperatur von etwa 50 bis etwa 130ºC wünschenswert, vorzugsweise zwischen etwa 90 und etwa 120ºC.
Wenn die Dauer der Wasserbehandlung zu kurz ist, könnte sich die Vernetzung nicht vervollständigen, wenn die Dauer zu lang ist, könnten die äußeren Materialien zusammenschmelzen. Daher ist eine Dauer von 5 Minuten zu etwa 12 Stunden vorzuziehen.
Übermäßige Anteile des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes führen zu übermäßiger Vernetzung, was wiederum ein Kunststoffschaummaterial mit einem geringen Expansionsgrad hervorbringt. Wenn andererseits der Anteil zu gering ist; platzen die Schaumzellen, wodurch keine gleichmäßigen Zellen entstehen. Es werden daher etwa 5 bis etwa 50 Gewichtsteile des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes bevorzugt, besser noch etwa 20 bis etwa 35 Gewichtsteile.
Ähnlich zu den vorherigen Ausführungen kann ein Vernetzungskatalysator benutzt werden, wenn es nötig ist, die verschiedenen Kunststoffe wirksam zu vernetzen. Geeignete Beispiele von Vernetzungskatalysatoren wurden hinsichtlich der vorigen Ausführungen beschrieben.
Es ist vorzuziehen, wenn der Anteil des Vernetzungskatalysators auf 100 Gewichtsteile des thennoplastischen Harzes zwischen etwa 0,001 du 10 Gewichtsteilen beträgt, besser noch von etwa 0,01 bis etwa 0,1 Gewichtsteilen.
Das Peroxyd, das bei dem Vernetzungsverfahren verwendet wird, ist das gleiche, wie vorher beschrieben. Das Peroxyd für das Vernetzungsmittel gleicht dem bei den vorherigen Ausführungen versendeten. Insbesondere Dicumylperoxyd und tertiäres Butylcumylperoxyd sind wünschenswert, wobei Dicumylperoxyd besonders wünschenswert ist.
Auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes werden Wünschenswerterweise etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsteile eines Peroxyds verwendet. Besonders erstrebenswert sind etwa 1 bis etwa 3 Gewichtsteile.
Das Verfahren zum Vernetzen der thermoplastischen Harze mittels Strahlung ist ähnlich, wie bei Ausführung 3, einschließlich der ausgeführten Dosen. Zwischen etwa 1 bis etwa 20 Mrad Strahlungsdosis werden bevorzugt; wobei etwa 3 bis etwa 10 Mrad optimal sind.
Das Verfahren zum Bestrahlen der thermoplastischen Harze kann die Verwendung von zwei elektronenstrahlgenerierenden Vorrichtungen sein, zwischen denen das thermoplastische Harz durchgeführt wird, um die thermoplastischen Harze zu bestrahlen.
Das "hochschäumend" und "niedrig schäumend" auf das bei dem hochschäumenden Kernmaterial und dem niedrig schäumenden Deckmaterial Bezug genommen wird sind Begriff die sich auf die relativen Expansionsgrade der beiden beziehen. Derjenige der zwei Schaumkunststoffe, der das Kunststoffschaummaterial mit dem höheren Expansionsgrad erzeugt; wird als hochschäumendes Harz bezeichnet, während das andere das niedrig schäumende Harz genannt wird.
Das bei dem hochschäumenden Kernmaterial und dem niedrig schäumenden Deckmaterial verwendete Schaummittel wird nicht besonders spezifiziert, so lange es einen höheren Zersetzungspunkt hat, als der Schmelzpunkt des verwendeten thermoplastischen Harzes. Geeignete Beispiele eines Schaummittels, das mit dem hochschäumenden Kernmaterial und mit dem niedrig schäumenden. Deckmaterial verwendet werden können, schließen anorganische hitzezersetzende Schaummittel wie Natriumbicarbonat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumbicarbonat, Azidverbindungen, Natriumbicarbonat, Azodicarbonamid, Azobisisobutylnitril, N,N'-Dinitrosopentamethylen-tetramin, P,P'-Dinitrosopentamethylentetramin, P,P'--Oxybisbenzolsulfonylhydrazid, Bariumazodicarbonat, Trihydradinotriazin ein. Besonders wünschenswert ist Azodicarbonamid.
Der Expansionsgrad des Deckmaterials und des Kernmaterials kann durch die Auswahl des indem Schaumkunststoff verwendeten thermoplastischen Harz, den polymerisationsgrad, die Kristallisierung, das Vorhandensein einer Vernetzung, die Dichte, die Art des hitzezersetzenden Schaummittels und die Menge des zugegebenen Schaummittels geregelt werden.
Der Expansionsgrad des Deckmaterials wird durch Bestimmung der Menge des zugegebenen Schaummittels geregelt. In Fällen, in denen die Menge des zugegebenen Schaummittels zu groß ist, brechen die Zellen, wird eine gleichmäßige Zellbildung verhindert und die Druckfestigkeit des Kunststoffschaummaterials verringert. Wenn die zugegebene Menge zu klein ist, findet kein Schäumen statt.
Es ist daher vorzuziehen, dass die Menge des Schaummittels auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischeh Harzes zwischen 1 und etwa 25 Gewichtsteilen beträgt.
Einstellungen können gemacht werden, in dem man den Gasbildungsgrad herausfindet, der mit dem erwünschten Expansionsgrad zusammenhängt und die Menge des Schaummittels hinzufügt, die diese Gasausbeute hervorbringt.
Das Verfähren zur Herstellung der Formschaumteile ist nicht weiter ausgeführt. Bei einem Verfahren wird das thermoplastische Harz für das hochschäumende Kernmaterial und ein Schaummittel oder dergleichen einem Doppelachsenextruder zugeführt. Der erhaltene Kunststoff wird bei einer Temperatur schmelzgemischt, die geringer als der Zersetzungspunkt des hitzezersetzenden Schaummittels ist.
Das thermoplastische Material für das niedrig schäumende Kunststoffdeckmaterial, ein Schaummittel, oder das thermoplastische Material für das niedrig schäumende Kunststoffdeckmaterial werden einem Doppelachsenextruder zugeführt und bei einer Temperatur coextrudiert, die niedriger ist, als der Zersetzungspunkt des hitzezersetzenden Schaummittels.
Die Coextrusion wird ausgeführt, um einen strangförmigen Körper zu extrudieren, der dann auf die vorgeschriebenen Abmessungen geschnitten wird.
Bei einem anderen Verfahren werden das thermoplastische Harz für das hochschäumende Kernmaterial und ein Schaummittel einem Doppelachsenextruder zugeführt. Das Kunstharz wird bei einer Temperatur extrudiert, die niedriger ist, als der Zersetzungspunkt des Schaummittels. Ein strangförmiger Körper wird extrudiert und geschnitten. Dies wird dann in eine organische Lösung getaucht, in der entweder ein niedrig schäumendes Harz oder ein thermoplastisches Harz aufgelöst ist.
Wenn das Verfahren mit dem Eintauchen in eine organische Lösung verwendet wird, muss die organische Lösung nicht näher beschrieben werden, außer dass sie in der Lage sein muss, das in dem Deckmaterial verwendete thermoplastische Harz und das hitzezersetzende Schaummittel aufzulösen. Beispiel schließen aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol und Xylol, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylchlorid und Dichlormethan und Ketonprodukte, wie Aceton und Methylethylketon ein.
Insbesondere ist es wünschenswert; Methylchlorid zu verwenden, wenn das thermoplastische Harz für das Deckmaterial Polystyrol oder Polyvinylchlorid ist und es ist wünschenswert, Methylethylketon zu verwenden, wenn Polyvinylchlorid verwendet wird.
Die Form der schäumbaren Stücke ist nicht wichtig. Die Form kann eine runde Säule sein oder eine eckige Säule wie eine quadratische oder dreieckige Säule. Eine rund Säule sollte einen symmetrischen Querschnitt bei dem Kunststoffschaummaterial aufweisen, so dass es nicht zu Abweichungen beim Schäumen kommt. Dies erlaubt es dem Deckmaterial eine saubere Gitter- oder Wabenstruktur zu haben und so bei dem endgültigen Kunststoffschaummaterial für eine größere Steifigkeit in der Druckfestigkeit zu sorgen.
Wenn als schäumbares Teil eine runde Säulenform verwendet wird, sollte ihr durchschnittlicher Durchmesser zwischen etwä 3 und etwa 20 mm liegen, wobei ein Durchmesser von 5 bis etwa 10 mm bevorzugt wird.
Wenn der Durchmesser der Säule 20 mm übersteigt, wird das Breiten- Höhenverhältnis vermutlich sehr hoch, was das Kunststoffschaummaterial erheblich schwächt. Wenn andererseits der Durchmesser der schäumbaren runden Form unter 3 mm liegt, wird das Kunststoffschaummaterial sehr schwer.
Wenn das niedrig schäumende Deckmaterial dicker als 3 mm ist, wird das Kunststoffschaummaterial immer schwerer. Wenn das niedrig schäumende Deckmaterial dünner als 0,05 mm ist, wird die Druckfestigkeit des Kunststoffschaummaterials geschwächt.
Aus ähnlich Gründen ist es wünschenswert, dass die Stärke des Kunststoffdeckmaterial zwischen 0,05 bis etwä 5,0 mm, vorzugsweise zwischen etwa 0,5 und etwa 3,0 beträgt.
Die Vielzahl der Formschaumteile, die in dieser Ausführung verwendet wird, muss die gleiche Höhe haben. Jedoch muss die Höhe in dieser Ausführung nicht exakt gleich sein; so lange ihre Höhe in etwa gleich ist.
Die stärkeregulierenden Körper, die bei der vorliegenden Ausführung verwendet werden, sind durch ein Heizverfahren präzisiert, aber nicht weiter beschrieben. Wenn das Heizen beispielsweise durch zirkulierendes Öl erfolgt, kann Metall verwendet werden. Wenn das Heizen durch Heißluft erfolgt, kann Maschendraht verwendet werden.
Die stärkeregulierenden Körper können stationär sein, oder sich mit bestimmter Geschwindigkeit bewegen.
Wenn aber die stärkeregulierenden Körper mit einer bestimmten Geschwindigkeit angetrieben werden; muss sich das Paar stärkeregulierender Körper mit dergleichen Geschwindigkeit in der gleichen Richtung bewegen.
Das Verfahren zum Zuführen der Formschaumkörper zu dem ersten stärkeregulierenden Körper ist nicht weiter spezifiziert, solange die Unterseite der Formschaumkörper den ersten stärkeregulierenden Körper berührt. Beispielsweise kann eine sich drehende Rolle verwendet werden, die Löcher für die Formschaumkörper hat, die rechtwinklig zu der Oberfläche angeordnet sind, so dass auf der Oberseite Formschaumkörper aufgesteckt werden, die von der Unterseite gerade herabfallen.
Es ist wünschenswert, dass die Formschaumteile in etwa der gleichen Art angeordnet sind, so dass der Expansionsgrad des Kunststoffschaummaterials nicht örtliche Abweichungen erfährt.
Wenn die Formschaumteile auf dem ersten stärkeregulierenden Körper angeordnet werden, so dass ihre Unterseiten den regulierenden Körper berühren und während des Schäumens benachbarte Deckmaterialien zusammenschmelzen, ist es wünschenswert, die Schaumteile so anzuordnen, dass sie feste vertikale und horizontale Abstände haben. Dies erlaubt es dem Querschnitt des thermoplastischen Kunststoffs oder des Deckmaterials ein ordentliches Gitter zu bilden und dabei im endgültigen Kunststoffschaummaterial die Druckfestigkeit zu erhöhen.
Der Mittelpunkt der Unterseite der Formschaumteile meint hier nicht den exakten Mittelpunkt, sondern den mittleren Bereich der Unterseite.
Die Seitenlänge eines Sechsecks, das die Wabenform bildet, wird durch Faktoren bestimmt, wie der Expansionsgrad des Deck- und Kernmaterials, der Stärke des thermoplastischen Kunststoffs und der gewünschten Druckfestigkeit des Kunststoffschaummaterials. Wenn die Seiten zu lang sind, nimmt die Druckfestigkeit des Kunststoffschaummaterials ab, während wenn sie zu kurz sind der Expansionsgrad des Kunststoffschaummaterials abnimmt. Eine Länge von 5-100 mm ist daher wünschenswert, wobei ei Bereich von 10-50 mm besonders erstrebenswert ist.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die Sechsecke, die die imaginäre Wabenform auf dem ersten stärkeregulierenden Körper bilden, gleichseitig sind. Es ist weiter bevorzugt, dass diese Sechsecke die Bedingungen der Gleichung
R² ≤ L² ≤ TS/ 3,
erfüllt, wobei:
L die Länge einer Seite des gleichseitigen Sechsecks ist;
T der Expansionsgrad des Kernmaterials,
S die Fläche der Unterseite des Formschaumteils, und
R die maximale Länge der Unterseite des Formschaumteils ist (die maximale Länge der Unterseite des Formschaumteils bezieht sich auf die Länge der längsten Linie der Unterseite, die zwei Punkte der Umfangslinie der Unterseite verbindet).
Wenn rundsäulige schäumbare Teile verwendet werden,, wenn die Sechsecke, die die imaginäre Wabe auf dem ersten stärkeregulierenden Körper bilden, gleichseitig sind, ist es vorzuziehen, dass der Säulenkörper des hochschäumenden Kernmaterials di Bedingungen der folgenden Gleichung erfüllt:
4r² ≤ L'² ≤ T'rπ/ 3,
wobei
L' die Seitenlänge eines gleichseitigen Sechsecks ist,
T' der Expansionsgrad des Kernmaterials, und
R der Radius der Unterseite der hochschäumenden Kunststoffkernmaterialssäule ist, die von dem niedrig schäumenden Kunststoffdeckmaterial bedeckt ist.
Wenn Formschaumteile mit einem hochschäumenden Kunststoffkernmaterial, die vollständig von einem niedrig schäumenden Kunststoffdeckmaterial bedeckt sind, verwendet werden, ist das Verfahren, sie dem ersten stärkeregulierenden Körper zuzuführen nicht weiter spezifiziert, solange sie nicht überlappen. Ein mögliches Verfahren ist es, die Formschaumteile willkürlich auf den ersten stärkeregulierenden Körper zu streuen und den ersten stärkeregulierenden Körper dann zum Vibrieren zu bringen, so dass Überlappungen eliminiert werden und die Formschaumteile gleichmäßig verteilt sind.
Die Verwendung einer Verstärkungsfolie zwischen dem stärkeregulierenden Körper und den Formschaumteilen erhöht die Druckfestigkeit des Kunststoffschaummaterials und ist wünschenswert. Die Folie kann aus Material wie Glaspapier, geschnittenem Textilglas, thermoplastischer Kunststofffolie, duroplastischer Kunststofffolie oder Metallfolie bestehen.
Wenn Glaspapier oder die darin verwendeten Glasfasern zu schwer sind, ist das Kunststoffschaummaterial zu schwer. Wenn sie zu leicht sind, ist die Festigkeit des Kunststoffschaummaterials unzureichend. Daher ist ein Gewicht von etwa 10 bis etwa 100 g/m² wünschenswert und besonders von 20 bis etwa 50 g/m².
Das thermoplastische Harz, das bei der oben beschriebenen thermoplastischen Folie verwendet wird, ist nicht weiter zu spezifizieren und kann aus Polyethylen, Polypropylen oder Polyethylenterephtalat bestehen. Es ist wünschenswert, den gleichen Polyolefinharztyp zu verwenden, der in dem Kunststoffschaummaterial verwendet wird, so dass die Folie und das Kunststoffschaummaterial eine gute Bindung zueinander aufweisen.
Das duroplastische Material, das in der duroplastischen Kunststofffolie verwendet wird, ist ähnlich zu den bei Ausführung 3 verwendeten.
Wenn die oben beschriebene Folie zu dick ist, ist das sich ergebende Kunststoffschaummaterial zu schwer. Wenn sie dagegen sehr dünn ist, wird das Kunststoffschaummaterial nicht ausreichend verstärkt. Dementsprechend wird eine Folie mit einer Stärke von etwa 0,05 bis etwa 1 mm bevorzugt, wobei eine Stärke von etwa 0,1 bis etwa 0,5 mm optimal ist.
Die Details des Verfahrens, das das Halten der Formschaumteile zwischen den stärkeregulierenden Körpern und die Wärmeanwendung; während ein bestimmter Abstand zwischen den stärkeregulierenden Körpern beibehalten wird, sind nicht weiter spezifiziert, so lange die Temperatur über den Zersetzungspunkt des hitzezersetzenden Schaummittels geht, das das hochschäumende Kernmaterial und das niedrig schäumende Deckmaterial bildet.
Wärme kann beispielsweise durch einen elektrischen Ofen, einen Infrarotstrahler oder eine Heizvorrichtung angewendet werden, bei der ein Heizmedium wie Öl oder Luft zirkuliert.
Um es zu wiederholen: das Kunststoffschaummaterial der vorliegenden Ausführung besteht aus einem Deckmaterial und einem Kernmaterial, oder einem thermoplastischen Kunststoftkörper und einem Kernmaterial. Das Deckmaterial und der thermoplastische Kunststoffkörper haben einen Querschnitt, der gitter- oder wabenförmig ist.
Das Deckmaterial und der thermoplastische Kunststoffkörper sind, relativ gesehen, niedrig schäumend oder nicht schäumend und führen zu einer verbesserten Druckfestigkeit. Andererseits ist das Kernmaterial relativ hochschäumend, und obwohl die Druckfestigkeit abnimmt, ist es sehr leicht. Bei der vorliegenden Ausführung gleichen daher das Deckmaterial und der thermoplastische Kunststoffkörper die Nachteile des Kernmaterials aus, während umgekehrt das Kernmaterial die Nachteile des Deckmaterials und des thermoplastischen Kunststoffkörpers ausgleicht. Die führt zu einem Produkt, das leicht ist und eine verbesserte Druckfestigkeit aufweist.
Der Expansionsgrad des Kernmaterials reicht im allgemeinen von etwa 10 bis etwa 50, ein Bereich, in dem die Leichtigkeit nicht negativ beeinflusst wird. Da der Expansionsgrad des Deckmaterials um 5 oder mehr niedriger ist, als der des Kernmaterials, ist die Druckfestigkeit gut.
Da außerdem das Deckmaterial und der thermoplastische Kunststoftkörper einen gitter- oder wabenförmigen Qnerschnitt aufweisen, wird die Druckfestigkeit weiter verbessert.
Bei dem Kunststoffschaummaterial der vorliegenden Ausführung bilden das Deckmaterial und der thermoplastische Kunststoffkörper ein Gitter und bieten verbesserte Eigenschaften, wie die Druckfestigkeit. Dies ist das Ergebnis des Verfahrens zur Herstellung von Schaumkörpern gemäß der vorliegenden Ausführung, bei dem Formschaumteile aus einem Kernmaterial und einem Deckmaterial, das wenigstens die Seitenflächen des Kernmaterials bedeckt, so angeordnet werden, dass ihre Unterseiten auf einem ersten stärkeregulierenden Körper liegen, derart, dass sie ein Gittermuster bilden, in dem benachbarte Deckmaterialien zusammenschmelzen.
Ein zweiter stärkeregulierender Körper ist darüber angeordnet und das Schäumen findet statt, während ein bestimmter Abstand zwischen den stärkeregulierenden Körpern beibehalten wird. Dies erlaubt ein Schäumen der Formschaumstücke nur in der Richtung parallel zu den Flächen der stärkeregulierenden Körper und die Anordnung ist so, dass die Deckmaterialien zusammenschmelzen.
Außerdem besitzen die fertigen Schaumkörper wegen des Querschnitts des Deckmaterials und des thermoplastischen Kussstoftkörpers, der wabenförmig ist, verbesserte Eigenschaften, wie Druckfestigkeit. Dies ist das Ergebnis davon, die Formschaümkörper auf dem ersten stärkeregulierenden Körper so anzuordnen, dass die Mittelpunkte der Unterseiten im Mittelpunkt und an den Spitzen der Sechsecke positioniert sind und eine imaginäre Wabenform auf dem ersten stärkeregulierenden Körper bilden und dass die benachbarten Deckmaterialien zusammenschmelzen, wenn das Schäumen stattfindet. Der zweite stärkeregulierende Körper wird dann darüber angeordnet und Wärme wird angewandt, so dass das Schäumen stattfinden kann, während ein bestimmter Abstand zwischen den stärkeregulierenden Körpern eingehalten wird.
Wenn während dieses Prozesses die Anordnung auch die Gleichung
R² ≤ L² ≤ TS/ 3,
erfüllt, kann der Querschnitt des thermoplastischen Kunststoffkörpers und des Kernmaterials eine ordentliche Wabenform bilden und so die Eigenschaften des Kunststoffschaummaterials verbessern, wie die Druckfestigkeit.
Wenn die Formschaumstücke als runde Säulen geformt sind und die Bedingungen der Gleichung
4r² ≤ L'² ≤ T'rπ/ 3,
erfüllen, kann das Schäumen wegen der Symmetrie der Formschaumstücke gleichmäßig erfolgen. So wird eine noch ordentlichere Wabenform für den Querschnitt des Deckmaterials und des thennoplastischen Kunststoffkörpers gebildet und die Eigenschaften des Kunststoffschaummaterials, wie die Druckfestigkeit, werden verbessert.
Wenn die Formschaumteile über ihre ganze Oberfläche mit dem Deckmaterial bedeckt sind, ist es nicht nötig, sie so auf dem ersten stärkeregulierenden Körper anzuordnen, dass ihre Unterseiten den stärkeregulierenden Körper berühren. Dies erleichtert die Anwendung der Ausführung.

Beispiel 26

Hochdichtes Polyethylen, wie zum Beispiel das Produkt EY40H von Mitsubishi Petrochemicals, Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt PY230 von Mitsubishi Petrochemicals, mit Silan gepfropftes Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt XPM800H von Mitsubishi Petrochemicals und Azodicarbonamid sind in den in Tabelle 4 enthaltenen Mengen in dieser Zusammensetzung enthalten, die das hochschäumende Kernmaterial bildet. Diese Zusammensetzung wird dann einem einachsigen Extruder mit 50 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt und als runder Strang mit 5 mm Kreisdurchmesser extrudiert. Hochdichtes Polyethylen; wie zum Beispiel das Produkt EY40H von Mitsubishi Petrochemicals, Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt PY230 von Mitsubishi Petrochemicals, silanmodifiziertes thermoplastisches Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt XPM800H von Mitsubishi Petrochemicals und Azodicarbonamid sind in den in Tabelle 4 gezeigten Mengen in der Zusammensetzung enthalten, die das niedrig schäumende Kunststoffdeckmaterial bildet. Diese Zusammensetzung wird dann einem einachsigen Extruder mit 25 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt und mit einer Kreuzkopfform coextrudiert, sodass es den oben beschriebenen Strang bedeckt. Ein Strang mit kreisförmigem Querschnitt wird extrudiert, gekühlt, auf 25 mm Länge geschnitten; für eine Stunde bei 98ºC in Wässer getaucht und getrocknet. Dies bringt ein Schaumteil 52 hervor, das 25 mm lang ist und das ein niedrig schäumendes Deckmaterial von 1 mm Stärke und ein hochschäumendes Kernmaterial von 5 mm Durchmesser besitzt.
Die erhaltenen Formschaumteile werden in einer Menge von 1325 g/m² in einer Gitteranordnung auf ein unteres kontinuierliches Förderband gegeben, so dass die Unterseiten das Förderband berühren und benachbarte Deckmaterialien zusammenschmelzen. Die Formschaumteile, die zwischen kontinuierlichen Förderbändern angeordnet sind, werden durch eine Vorheizvorrichtung auf 200ºC erwärmt. Die stärkeregulierenden Körper behalten einen festen Abstand zwischen den kontinuierlichen Förderbändern, während eine Heizvorrichtung auf 220ºC erhitzt und die Schaumteile aufschäumt. Eine Kühlvorrichtung kühlt auf 30ºC ab, was ein Kunststoffschaummaterial ergibt, bei dem ein Querschnitt durch das. Kernmaterial eine Gitterform hat.
Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse des Messens der folgenden Faktoren entsprechend der unten beschriebenen Verfahren: Expansionsgrad des Kernmaterials und des Deckmaterials, Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit. Tabelle 4
N1 - N5 sind unter Tabelle 6 erklärt
Der Expansionsgrad wird gemäß der JIS K6767 gemessen. Die Biegefestigkeit wird gemäß der JIS A9511 gemessen. Die 25% Druckfestigkeit wird gemäß der JIS K6767 gemessen. Die Druckverformung wird gemäß der JIS K6767 gemessen. Die Wärmeleitfähigkeit 3wird gemäß der JIS A1413 gemessen.

Beispiel 27

Glaspapier wie zum Beispiel das Produkt FEO-025 der Oribest Corp. wird auf einem unteren kontinuierlichen Förderband angeordnet. Formschaumteile, die gemäß Beispiel 26 gewonnen wurden, werden mit 1325 g/m² auf dem Glaspapier so angeordnet, dass die Unterseiten das Glaspapier berühren und dass benachbarte Deckmaterialien zusammenschmelzen. Das als Produkt FEO-025 der Oribest Corp. spezifizierte Glaspapier wird auch zwischen den Formschaumteilen und einem oberen kontinuierlichen Förderband angeordnet. Ansonsten wird ein Kunststoffschaummaterial mit einem Kernmaterial, das einen gitterförmigen Querschnitt aufweist, gewonnen, wie bei Beispiel 26.
Der Expansionsgrad des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit denselben Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiel 28

Eine Zusammensetzung, für ein hochschäumendes Kunststoffkernmaterial wie bei Beispiel 26 und in Tabelle 4 dargestellt, wird einem Einachsenextruder mit 50 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt und als Strang mit einem kreisförmigen Durchmesser von 5 mm extrudiert. Der sich ergebende Strang wird auf 25 mm geschnitten, eine Stunde lang bei 98ºC in Wasser getaucht und getrocknet. Dies ergibt ein vorläufiges Formschaumteil von 25 mm Höhe und 5 mm Durchmesser.
Das vorläufige Formschaumteil wird dann 10 Minuten in eine organische Lösungsmittellösung getaucht, die aus einem Polystyrol wie zum Beispiel dem Produkt GP Staroyn 691 von Asahi Kasei Kogyo Corp. Ltd. und Azodicarbonamid in den in Tabelle 4 angegebenen Mengen gebildet ist, die in 30 Gewichtsteilen eines Methylenchlorids aufgelöst sind. Dies wird dann bei 25ºC getrocknet. Der Vorgang wird neun Mal wiederholt, um Formschaumteile herzustellen, die ein niedrig schäumendes Deckmaterial von 1 mm Stärke besitzen.
Die erhaltenen Schaumteile werden wie bei Beispiel 26 verarbeitet, um ein Kunststoffschaummaterial zu bilden, dessen Kernmaterial einen gitterförmigen Querschnitt aufweist.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 29

Ein Kunststoffschaummaterial mit einem Kernmaterial, das einen gitterförmigen Querschnitt besitzt wird wie bei Beispiel 28 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Formschaumteile, die auf dem unteren kontinuierlichen Förderband angeordnet sind, nicht unbedingt mit ihren Unterseiten das kontinuierliche Förderband berühren, solange sich die Schaumteile nicht überlappen.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 30

Eine hochschäumende Kunststoffkernmaterialszusammensetzung, die identisch mit der von Beispiel 26 und in Tabelle 4 dargestellt ist, wird einem Einachsenextruder mit 50 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt und als Strang mit einem rechteckigen Querschnitt mit 4 mm langen Seiten extrudiert. Eine niedrig schäumende Kunststoffdeckmaterialzusammensetzung, die mit der von Beispiel 26 identisch ist und in Tabelle 4 dargestellt ist, wird einem Einachsenextruder mit 25 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt und mit einer Kreuzkopfform coextrudiert, gekühlt, in 25 mm Stücke geschnitten, · für eine Stunde bei 98ºC in Wasser getaucht und getrocknet. Das Ergebnis sind Formschaumteile mit niedrig schäumendem Kunststoffdeckffiaterial von Vmm Stärke mit einem hochschäumenden Kunststoffkernmaterial mit einem quadratischen 4 · 4 mm Querschnitt und einer Höhe von 25 mm.
Die erhaltenen Formschaumteile werden mit 1325 g/m² auf einem unteren kontinuierlichen Förderband angeordnet, so dass ihre Unterseiten das Förderband berühren und die Mittelpunkte ihrer Unterseiten an den Mittelpunkten und den Spitzen von Sechsecken angeordnet sind, die eine auf dem unteren kontinuierlichen Förderband arrangierte imaginären Wabe bilden. Die Formschaumteile, die zwischen kontinuierlichen Förderbändern angeordnet sind, werden durch eine Vorheizvorrichtung auf 200ºC erwärmt und dann zum Schäumen von einer Heizvorrichtung auf 220ºC erhitzt, während stärkeregulierende Körper einen festen Abstand zwischen den kontinuierlichen Förderbändern beibehalten. Nach dem Schäumen kühlt eine Kühlvorrichtung das Produkt auf 30ºC. Das Ergebnis ist ein Kunststoffschaummaterial, dessen Deckmaterial einen wabenförmigen Querschnitt aufweist.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummäterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials; die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 31

Formschaumteile werden entsprechend dem gleichen Verfahren wie bei Beispiel 26 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Anteil von Azodicarbonamid, das zugegeben wird, um das niedrig schäumende Kunststoffdeckmaterial zu bilden, 5 Gewichtsteile beträgt.
Mit diesen Formschaumteilen wird ein Kunststoffschaummaterial mit einem Deckmaterial mit einem wabenförmigen Querschnitt in der gleichen Weise hergestellt, wie in Beispiel 5, mit der Ausnahme, dass eine Verteilung von 1280 g/m² benutzt wird.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 32

Unter Verwendung von wie bei Beispiel 30 hergestellten Formschaumteilen wird ein Kunststoffschaummaterial mit einem Deckmaterial mit wabenförmigem Querschnitt hergestellt wie in Beispiel 30, mit der Ausnahme, dass die Formschaumteile auf dem unteren kontinuierlichen Förderband 51b so angeordnet sind, dass jedes Formschaumteil an einer Spitze oder dem Mittelpunkt eine gleichseitigen Sechsecks mit 13 mm Seitenlänge, das eine auf dem unteren Förderband angeordnete imaginäre Wabenform bildet, angeordnet ist. Die Länge L der Seiten der gleichseitigen Sechsecke, die die Wabe bilden, ist 13 mm, der Expansionsgrad T des Deckmaterials ist 20, die Fläche S der Unterseite der Formschaumteile ist 17,64 mm² und die maximale Länge R der Unterseite der Formschaumteile ist 5,93 mm.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen; wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 33

Unter Verwendung von Formschaumteilen, wie bei Beispiel 26 hergestellt, wird Kunststoffschaummaterial mit einem Deckmaterial, das einen wabenförmigen Querschnitt aufweist, hergestellt wie in Beispiel 30.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und es Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 34

Unter Verwendung von Formschaumteilen, wie bei Beispiel 26 hergestellt, wird ein Kunststoffschaummaterial mit einem Deckmaterial mit einem wabenförmigen Querschnitt in der gleichen Weise, wie bei Beispiel 32 hergestellt. Die Seitenlänge L' der gleichseitigen Sechsecke, die die Wabe bilden, beträgt 15 mm, der Expansionsgrad des Deckmaterials ist 20 und der Radius r der Unterseite der Formschaumteile ist 2,6 mm.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden, mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 35

Kunststoffschaummaterial mit einem Deckmaterial mit einem wabenförmigen Querschnitt wird in der gleichen Weise hergestellt, wie bei Beispiel 30, mit der Ausnahme das Glaspapier wie zu Beispiel das Produkt FEO-025 der Oribest Corp. auf dem unteren kontinuierlichen Förderband angeordnet ist. Formschaumteile, wie in Beispiel 30 erhalten, werden auf dem Glaspapier mit 1325 g/m² angeordnet, so dass die Unterseiten das Glaspapier berühren und die benachbarten Deckmaterialien zusammenschmelzen. Das Glaspapier mit dem Produktnamen FEO-025 der Oribest Corp. wird auch zwischen den Formschaumteilen und dem oberen kontinuierlichen Förderband angeordnet.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 36

Hochdichtes Polyethylen, wie zum Beispiel das Produkt EY40H von Mitsubishi Petrochemicals, Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt PY230 von Mitsubishi Petrochemicals, silanmodifiziertes thermoplastisches Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt XPM 800H von Mitsubishi Petrochemicals und Azodicarbonamid sind in den in Tabelle 6 gezeigten Anteilen in der Zusammensetzung enthalten, die das hochschäumende Kernmaterial bildet. Diese Zusammensetzung wird dann einem Einachsenextruder mit 50 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt und als runder Strang mit einem Kreisdurchmesser von 5 mm extrudiert. Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt PY230 von Mitsubishi Petrochemicals, das das Kernmaterial bildet, wird einem Einachsenextruder mit 25 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt und mit einer Kreuzkopfform coextrudiert, so dass er den oben genannten Strang bedeckt. Ein Strang mit einem kreisförmigen Querschnitt wird extrudiert, gekühlt, auf 25 mm geschnitten, für eine Stunde bei 98ºC in Wasser getaucht und getrocknet. Dies ergibt Formschaumteile mit einem niedrig schäumenden Kunststoffdeckmaterial von 1 mm Stärke und einem hochschäumenden Kernmaterial von 5 mm Durchmesser.
Unter Verwendung dieser Formschaumteile wird ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffkörper mit einem gitterförmigen Querschnitt in dergleichen Weise, wie bei Beispiel 26 hergestellt.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und es Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wär Tabelle 5
N1: Die Unterseiten berühren zuerst den stärkeregulierenden Körper
N3: in Mittelpunkten und Scheitelpunkten um Sechsecken angeordnet, die eine imaginäre Wabe auf dem ersten stärkeregulierenden Körper bilden Tabelle 6
N1: Die Unterseiten berühren zuerst den stärkeregulierenden Körner
N2: Es findet beim Überlappen von Formschaumstücken statt.
N3: in Mittelpunkten und Scheitelpunkten um Sechsecke angeordnet, die eine imaginäre Wabe auf dem ersten stärkeregulierenden Körper bilden
N4: Das gleiche wie N3, außer dass die Sechsecke gleichseitig sind und R² ≤ L² ≤ TS/ 3,
N5: Das gleiche wie N3, außer dass die Sechsecke gleichseitig sind und 4r² ≤ L'² ≤ T'rπ/ 3,
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und es Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 37

Ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Harz mit einem gitterförmigen Querschnitt wird in der gleichen Weise hergestellt, wie bei Beispiel 27, mit der Ausnahme, dass Formschaumteile gemäß Beispiel 36 verwendet werden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und es Deckmaterials; die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 38

Die hochschäumende Kunststoffkernmaterialzusammensetzung von Beispiel 36, wie in Tabelle 6 gezeigt, wird einem Einachsenextruder mit 50 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt, als Strang mit einem kreisförmigen Querschnitt von 5 mm Durchmesser extrudiert, für eine Stunden bei 98ºC in Wasser getaucht und getrocknet. Dies bringt vorläufige Formschaumteile mit 5 mm Durchmesser und 25 mm Höhe hervor.
Das vorläufige Formschaumteil wird dann 10 Minuten in eine organische Lösungsmittellösung getaucht, bei der 100 Gewichtsteile eines Polystyrols, wie zum Beispiel dem Produkt GP Staroyn 691 von Asahi Kasei Kogyo Corp: Ltd. in 30 Gewichtsteilen eines Methylenchlorids aufgelöst sind. Dies wird dann bei 25ºC getrocknet: Der Vorgang wird neun Mal wiederholt, um Formschaumteile 52 herzustellen; die ein niedrig schäumendes Deckmaterial von 1 mm Stärke besitzen.
Unter Verwendung der sich ergebenden Formschaumteile wird ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffköper mit einem gitterförmigen Querschnitt in der gleichen Weise, wie bei Beispiel 26 hergestellt.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaümmaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 39

Ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffkörper wird in der gleichen Weise hergestellt, wie bei Beispiel 4, mit der Ausnahme, dass die Formschaumteile gemäß Beispiel 38 verwendet werden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 40

Die hochschäumende Kunststoffkernmaterialzusammensetzung von Beispiel 36, wie in Tabelle 6 gezeigt, wird einem Einachsenextruder mit 50 mm Durchmesser zugeführt, bei 180ºC schmelzgemischt, als Strang mit einem quadratischen Querschnitt mit 4 mm langen Seiten extrudiert, auf 25 mm geschnitten, für eine Stunde bei 98ºC in Wasser getaucht und getrocknet. Dies erbringt Formschaumteile mit 1 mm starken niedrig schäumenden Kunststoffdeckmaterialien, hochschäumenden Kunststoffkernmaterialien mit einem quadratischen 4 · 4 mm Querschnitt und Höhen von 25 mm.
Ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffkörper mit einem wabenförmigen Querschnitt wird in der gleichen Weise hergestellt, wie bei Beispiel 30, mit der Ausnahme, dass die oben beschriebenen Formschaumteile verwendet werden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und es Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 41

Ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffkörper mit einem wabenförmigen Querschnitt wird in der gleichen Weise hergestellt, wie in Beispiel 32 beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Formschaumteile gemäß Beispiel 40 verwendet werden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 42

Ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffkörper mit einem wabenförmigen Querschnitt wird in der gleichen Weise bergestellt, wie bei Beispiel 33 beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Formschaumteile gemäß Beispiel 36 verwendet werden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen; wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 43

Unter Verwendung der sich ergebenden Formschaumteile wird ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffköper mit einem gitterförmigen Querschnitt in der gleichen Weise, wie bei Beispiel 26 hergestellt.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit; die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 39

Beispiel 40

Beispiel 41

Beispiel 42

Ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffkörper mit einem wabenförmigen Querschnitt wird in der gleichen Weise hergestellt, wie bei Beispiel 33 beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Formschaumteile gemäß Beispiel 36 verwendet werden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 43

Ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffkörper mit einem wabenförmigen Querschnitt wird in der gleichen Weise hergestellt, wie bei Beispiel 34 beschrieben, mit der Ausnahme, dass Formschaumstücke gemäß Beispiel 36 verwendet werden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 44

Ein Kunststoffschaummaterial mit einem thermoplastischen Kunststoffkörper mit einem wabenförmigen Querschnitt wird in der gleichen Weise hergestellt, wie bei Beispiel 40, mit der Ausnahme das ein Glaspapier wie das Produkt FEO-025 der Oribest Corp. auf dem unteren kontinuierlichen Förderband angeordnet wird. Formschaumteile gemäß Beispiel 15 werden wir in Beispiel 15 angeordnet. Ein Glaspapier wie das Produkt FEO-025 der Oribest Corp. wird auch zwischen den Formschaumteilen und dem oberen kontinuierlichen Förderband angeordnet.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 11

Hochdichtes Polyethylen, wie zum Beispiel das Produkt 40H von Mitsubishi Petrochemicals, Polypropylen wie zum Beispiel das Produkt PY230 von Mitsubishi Petrochemicals, silanmodifiziertes thermoplastisches Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt XPM 800H und Azodicarbonamid werden in den Mengen einem Einachsenextruder mit 50 mm Durchmesser zugeführt, wie in Tabelle 7 gezeigt, bei 180ºC schmelzgemischt, als Strang mit einem kreisförmigen Querschnitt von 5,2 mm extrudiert, auf 25 mm abgelängt. Das Ergebnis sind vorläufige Formschaumteile mit 5,2 mm Durchmesser und 25 mm Höhe.
Unter Verwendung dieser vorläufigen Formschaumteile wird in der gleichen Weise, wie bei Beispiel 26 ein Kunststoffschaummaterial erhalten, mit der Ausnahme, dass die Verteilung auf 1250 g/m² festgelegt wurde.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 12

Formschaumteile werden in der gleichen Weise gewonnen, wie bei Beispiel 26, mit der Ausnahme, dass 50 Gewichtsteile eines hochdichten Polyethylens, 3 Gewichtsteile Azodicarbonamid zugegeben werden, um das hochschäumende Kunststoffkernmaterial zu bilden.
Ein Kunststoffschaummaterial wurde in der gleichen Weise gewonnen, wie bei Beispiel 26, mit der Ausnahme, dass die Verteilung der Formschaumteile auf 3420 g/m² festgelegt wurde.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 13

Formschaumteile werden in der gleichen Weise gewonnen, wie bei Beispiel 26, mit der Ausnahme, dass auf 50 Gewichtsteile hochdichten Polyethylens 7 Gewichtsteile Azodicarbonamid gegeben werden, um das niedrig schäumende Kunststoffdeckmaterial zu bilden.
In der gleichen Weise, wie bei Beispiel 26 wird ein Kunststoffschaummaterial erhalten, mit der Ausnahme, dass die Formschaumteile mit 1260 g/m² verteilt werden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials; die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 14

Hochdichtes Polyethylen, wie zum Beispiel das Produkt 40H von Mitsubishi Petrochemicals, Polypropylen wie zum Beispiel das Produkt PY230 von Mitsubishi Petrochemicals, silanmodifiziertes thermoplastisches Polypropylen, wie zum Beispiel das Produkt XPM 800H und Azodicarbonamid werden in den Mengen einem Einachsenextruder mit 50 mm Durchmesser zugeführt, wie in Tabelle 7 gezeigt, bei 180ºC schmelzgemischt, als Strang mit einem quadratischen Querschnitt von 4,2 mm · 4,2 mm extrudiert und auf 25 mm abgelängt. Das Ergebnis sind vorläufige Formschaumteile mit 25 mm Höhe:
Unter Verwendung dieser Formschaumteile wird in der gleichen Weise, wie in Beispiel 5 ein Kunststoffschaummaterial gewonnen, mit dem Unterschied, dass die Verteilung auf 1250 g/m² festgelegt wurde.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und des Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt:

Vergleichsbeispiel 15

Unter Verwendung von Formschaumteilen gemäß Vergleichsbeispiel 17 wurde in der gleichen Weise; wie bei Beispiel 30 ein Kunststoffschaummaterial gewonnen, mit der Ausnahme, dass die Formschaumteile bei 3420 g/m² verteilt wurden.
Die Expansionsgrade des Kernmaterials und es Deckmaterials, die das endgültige Kunststoffschaummaterial bilden, die Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials, die 25% Druckfestigkeit, die Druckverformung und die Wärmeleitfähigkeit werden mit den gleichen Methoden gemessen, wie bei Beispiel 26 und die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.
Gemäß Tabelle 4 besitzen die endgültigen Schaumkörper eine höhere Druckfestigkeit, Biegefestigkeit. Wenn die Formschaumteile außerdem so arrangiert werden, dass sie an den Spitzen und Mittelpunkten der Sechsecke angeordnet sind, die eine imaginäre Wabe bilden, werden weitere Verbesserungen bei der Druckfestigkeit und der Biegefestigkeit des Kunststoffschaummaterials erhalten.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist oben beschrieben: Das erfindungsgemäße Kunststoffschaummaterial besteht aus einem Kernmaterial mit einem relativ hohen Expansionsgrad und einem Deckmaterial mit einem relativ geringen Expansionsgrad oder einem nicht schäumenden thermoplastischen Kunststoff. Jeder Gitter- oder Wabenraum des Deckmaterials oder thermoplastischen Kunststoffs ist integriert mit dem Kernmaterial gebildet.
Da das Deckmaterial und der thermoplastische Kunststoffkörper als Gitter oder Waben ausgebildete Querschnitte besitzen, bietet das erfindungsgemäße Kunststoffschaummaterial eine höhere Druckfestigkeit. Das Kernmaterial ist leicht und besitzt gute hitzedämmende Eigenschaften. Da das Deckmaterial und das Kernmaterial bei der vorliegenden Erfindung integriert gebildet sind, sind die Leichtigkeit, die Druckfestigkeit, die hitzeisolierenden Eigenschaften wie auch die Elastizität auch besser, als wenn man das Deckmaterial, das Kernmaterial oder den thermoplastischen Kunststoff allein verwenden würde.
Durch das Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Schaumkörpern ist es auch möglich, die Schaumkörper mit den obigen Vorteilen sehr leicht herzustellen.
Die Rohmaterialien und die Reagenzien sind nachfolgend aufgeführt:

(1) Thermoplastische Harze (unvernetzt)

Hochdichtes Polyethylen 1: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname EY40H; Dichte 0,954 g/cm³, Schmelzindex 1,5 g pro 10 Minuten.
Hochdichtes Polyethylen 2: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname PY20A; Dichte 0,951 g/cm³; Schmelzindex 9 g pro 10 Minuten.
Hochdichtes Polyethylen 3: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname 130J; Dichte 0,956 g/cm³; Schmelzindex 11 g pro 10 Minuten.
Hochdichtes Polyethylen 4: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname JX20; Dichte 0,954 g/cm³; Schmelzindex 20 g pro 10 Minuten.
Hochdichtes Polyethylen 5: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname BZ50A; Dichte 0,953 g/cm³; Schmelzindex 0,35 g pro 10 Minuten.
Hochdichtes Polyethylen 6: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname HY330B; Dichte 0,952 g/cm³; Schmelzindex 0,6 g pro 10 Minuten.
Polypropylen 1: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname MH6; Dichte 0,90 g/cm³; Schmelzindex 1,2 g pro 10 Minuten.
Polypropylen 2: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname MA3; Dichte 0,90 g/cm³; Schmelzindex 11 g pro 10 Minuten.
Polypropylen 3: hergestellt durch Mitsubishi Petrqchemical Company, Limited; Handelsname BCSC; Dichte 0,90 g/cm³; Schmelzindex 2,8 g pro 10 Minuten; enthält 8-10 Gewichtsteile einer Ethylenkomponente.
Ethylenvinylacetatcopolymer: hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Lirrüted; Handelsname V113K; Dichte 0,925 g/cm³; Schmelzindex 3 g pro 10 Minuten.
Polystyrol: hergestellt durch Asahi Kasei Company, Limited; Handelsname 681; Dichte 1,05 g/cm³; Schmelzindex 3 g pro 10 Minuten.

(2) Silanmodifizierte thermoplastische Harze

Silanmodifiziertes, vernetztes Polyethylen, hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname LINKLON HM-600, Schmelzindex 10 g pro 10 Minuten; Gelanteil nach dem Vernetzen 60 Gewichtsteile.
Silanmodifiziertes, vernetztes Polypropylen, hergestellt durch Mitsubishi Petrochemical Company, Limited; Handelsname LINKLON XPM-800HM, Schmelz- index 10 g pro 10 Minuten; Gelanteil nach dem Vernetzen 80 Gewichtsteile.

(3) Vernetzungskatalysator

Dibutylzinndilaurat

(4) Schaummittel

Azodicarbonamid; hergestellt durch Otsuka Chemical Company, Limited; Handelsname SO-20; Zersetzungstemperatur 201ºC.

Claims

1. Kunststoffschaummaterial, bestehend aus:

100 Gewichtsteilen einer nicht quer vernetzten polymeren Mischung; die silanmodifizierten thermoplastischen Harz aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymer, Ethylen-Vinylacetat- Copolymer, Polystyrol enthält,

zwischen 1 und 50 Gewichtsteilen eines silanmodifizierten thermoplastischen Harzes des gleichen Polymertyps wie wenigstens eines des genannten zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze;

zwischen 0,001 und etwa 2,5 Gewichtsteilen eines vernetzenden Katalysators, der das silanmodifizierte thermoplastische Harz vernetzen kann und der eine Vernetzungsreaktion durch Behandlung mit Wasser einleitet; und

zwischen 1 und 20 Gewichtsteilen eine Schaummittels.

2. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei das Polypropylen wenigstens ein Mitglied der Gruppe aus Homopolypropylen, Blockpolypropylen und ungeordnetem Polypropylen enthält.

3. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze aus der Gruppe aus Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol ausgewählt sind.

4. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei:

das Polyethylen einen Polymerisationsgrad von etwa zwischen 500 zu etwa 6.000 aufweist;

das Polypropylen einen Polymerisationsgrad von etwa 800 bis etwa 12.000 aufweist; und

das Polystyrol einen Polymerisationsgrad von etwa 250 bis etwa 5.000 aufweist.

S. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatiblen thermoplastischen Harze einen Schmelzindex von etwa 0,1 bis etwa 50 g pro 10 Minuten aufweisen.

6. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei die Dichte des Polyethylens wenigstens 0,91 g/cm³ beträgt; und

die Dichte des Polypropylens wenigstens 0,89 g/cm³ beträgt.

7. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei die Dichte des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers zwischen etwa 0,92 g/cm³ und 0,95 g/cm³ beträgt; und

die Dichte des Polypropylens zwischen wenigstens 1,04 g/cm³ und etwa 1,60 g/cm³ beträgt.

8. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei der Unterschied des Schmelzpunktes zwischen den beiden im wesentlichen inkompatiblen thermoplastischen Harzen zwischen 3 bis 15 g pro 10 Minuten beträgt.

9. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei der Gelanteil des silanmodifizierten thermoplastischen Harzes nach der Vernetzung zwischen 60 bis 85 Gewichtsanteile beträgt.

10. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei das silanmodifizierte thermoplastische Harz wenigstens eines der Gruppe aus silanmodifiziertem thermoplastischen Harz aus Polyethylen, silanmodifiziertem thermoplastischen Harz aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und silanmodifiziertem thermoplastischen Harz aus Polystyrol ist,

11. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei das silanmodifizierte thermoplastische Harz wenigstens ein Mitglied der Gruppe aus silanmodifiziertem thermoplastischen Harz aus Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol enthält.

12. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei das silanmodifizierte thermoplastische Harz ein thermoplastisches Harz enthält, das durch Propfpolymerisation mit einer ungesättigtexl Silanverbindung modifiziert wurde.

13 Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 12, wobei die ungesättigte Silanverbindung eine nach der folgenden

Formel ist:

R'SiR"mY3-m

wobei

R' wenigstens ein Mitglied der Gruppe aus einer Alkenylgruppe, einer Glycidylgruppe, einer Aminogruppe, einer methacrylischen Gruppe und einer halogenierten Alkylgruppe ist;

R" wenigstens ein Mitglied der Gruppe aus einer Alkylgruppe, einer Arylgruppe und ähnlicher Gruppen ist;

m entweder 0, 1 oder 2 ist; und

Y eine organische Gruppe ist, die hydrolisierbar ist.

14. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 13, wobei die ungesättigte Silanverbindung eine nach der folgenden Formel ist:

CH&sub2;=CHSi(OA)&sub3;

wobei

A eine Hydrocarbongruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist.

15. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 14, wobei A eine Hydrocarbongruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.

16. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 14, wobei die ungesättigte Silanverbindung ein Mitglied der Gruppe aus Vinyltrimethoxysilan; Vinyltriethoxysilan und Vinyltriacetoxysilan ist.

17. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei der Vernetzungskatalysator wenigstens ein Mitglied der Gruppe aus Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dioctylzinndilaurat, Zinnoctanoat, Zinnoleat, Bleioctanoat, 2- ethylhexanzink, Kobaltostenoat, Bleinaphtenat, Zinkcaprylat und Zinkstearat ist.

18. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei das Schaummittel sich bei genügend hohen Temperaturen zersetzen kann.

19. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei das Schaummittel wenigstens eines der Mitglieder aus der Gruppe aus Azodicarbonamid 81, 1'- Azobisformamid), Azobisisobutylnitril; N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin, 4,4-Oxybis(benmzolsolfonylhydrazid)bariumazodicarboxylat, trihydrazinotriazin, Bezolsulfonylhaydrazid und Toluolsulfonylhydrazid umfaßt.

20. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei das Schaummittel Azodicarbonamid umfaßt.

21. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, weiter beinhaltend:

zwischen 1 und 20 Gewichtsanteilen einer Glasfaser um die Festigkeit und Raumstabilität des Kunststoffschaummaterials zu verbessern.

22. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 21, wobei die Glasfaser einen Durchmesser von 5 mm bis 30 mm besitzt.

23. Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei das silanmodifizierte thermoplastische Harz in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsanteilen vorhanden ist.

24. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffschaummaterials, das thermoplastische Harze beinhaltet, bestehend aus den Schritten:

vorbereiten von ungefähr 100 Gewichtsanteilen einer nicht vernetzten Polymermischung, die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatible Harze aus der Gruppe bestehend ans Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymer, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und Polystyrol um eine erste Mischung zu erhalten;

beigeben von ungefähr 1 bis 50 Gewichtsanteilen eines silanmodifizierten thermoplastischen Harzes der gleichen Polymerart wie wenigstens eines der zwei im wesentlichen inkompatiblen Harze zu er ersten Mischung;

beigeben von ungefähr 0,001 bis 2,5 Gewichtsanteilen eines Vernetzungskatalysators um das silanmodifizierte thermoplastische Harz zu vernetzen;

beigeben von ungefähr 1 bis 20 Gewichtsanteilen eines Schaummittels zu der ersten Mischung um eine gemischte Harzzusammensetzung zu erhalten;

extrudieren der gemischten Harzzusammensetzung um ein thermoplastisches Kunststofffolienmaterial oder ein thermoplastisches Kunststoffstrangmaterial zu erhalten;

aussetzen des Kunststofffolienmaterials oder des Kunststoffstrangmaterials einer ersten Vernetzungsquelle um ein vernetztes Kunststofffolienmaterial oder Kunststoffstrangmaterial zu bilden, wobei das vernetzte Kunststofffolienmaterial und das vernetzte Kunststoffstrangmaterial nur vernetztes SMTH enthält; und

aussetzen des vernetzten Kunststofffolienmaterials oder des vernetzten Kunststoffstrangmaterials einer aufschäumenden Hitzequelle, um das Kunststoffschaummaterial zu erhalten.

25. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffschaummaterials aus thermoplastischen Harzen, bestehend aus den Schritten:

vorbereiten von ungefähr 100 Gewichtsanteilen einer nicht vernetzten Polymermischung, die wenigstens zwei im wesentlichen inkompatible Harze aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen und Ethylen-Propylen- Copolymer und Polystyrol um eine erste Mischung zu erhalten;

extrudieren der gemischten Harzzusammensetzung um ein thermoplastisches Kunststofffolienmaterial zu erhalten;

aussetzen des Kunststofffolienmaterials einer Vernetzungsquelle um ein vernetztes Kunststofffolienmaterial zu bilden, wobei das vernetzte Kunststofffolienmaterial nur vernetztes SMTH enthält; und

aussetzen des vernetzten Kimststofffolienmaterials einer aufschäumenden Hitzequelle, um das Kunststoffschaummaterial zu erhalten:

26 Kunststoffschaummaterial nach Anspruch 1, wobei ein Gewichtsverhältnis der zwei im wesentlichen inkompatiblen thermoplastische Harze zwischen 2 : 8 und 8 : 2 liegt.