DE973900C - Verfahren zur Herstellung von Zellkoerpern mit geschlossenen Zellen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Zellkoerpern mit geschlossenen Zellen

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DE973900C
DE973900C DEST1748A DEST001748A DE973900C DE 973900 C DE973900 C DE 973900C DE ST1748 A DEST1748 A DE ST1748A DE ST001748 A DEST001748 A DE ST001748A DE 973900 C DE973900 C DE 973900C
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Herbert Lindemann
Ernst Dr Stirnemann
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CHEMISCHE FABRIKEN AG
Lonza AG
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CHEMISCHE FABRIKEN AG
Lonza AG
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Zellkörpern mit geschlossenen Zellen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Zellkörpern mit geschlossenen Zellen aus thermoplastischen Kunststoffen, vorzugsweise Polymerisaten, wie Polyvinylchlorid, oder aus Elastomeren. Die bisher bekanntgewordenen Verfahren, Zellkörper mit geschlossenen Zellen herzustellen, umfassen grundsätzlich zwei Gruppen: Die erste Gruppe betrifft Verfahren, nach welchen das Aufblähen des Ausgangsstoffes durch Expansion von Gasen erfolgt, die durch Zersetzung von Treibmitteln in der Masse selbst erzeugt und darin gelöst werden. Die zweite Gruppe betrifft solche Verfahren, bei welchen die Gase von außen unter Druck in die erwärmte Masse hineingepreßt werden und nach Abkühlen unter Zellbildung zur Expansion gebracht werden. Die Verfahren der ersten Gruppe haben den Nachteil, daß Treibmittel benötigt werden, welche nicht nur teuer sind, sondern oft auch toxisch wirken und fremde, unerwünschte Bestandteile in der Masse hinterlassen, und daß ferner bei deren Verarbeitung hohe Temperaturen zur Zersetzung des Treibmittels erforderlich sind.
  • Auch die Verfahren der zweiten Gruppe, von denen die Erfindung ausgeht, wiesen bisher noch verschie dene Nachteile auf, nämlich daß man die Gase mittels Kompressoren auf sehr hohe Drücke von über Ioo bis etwa 500 Atm. komprimieren und dann in einem entsprechenden dickwandigen Autoklav auf die Masse einwirken lassen muß. Die Stoffe, wie die Kautschukmischungen, insbesondere Kunststoffmassen, wurden bisher meistens in Form von Pasten oder Platten verwendet. In diesem Zustand haben sie nur eine geringe Aufnahmefähigkeit für Gase. Daher ist deren Eindringtiefe und die Geschwindigkeit, mit der sich die Gase in der Masse lösen, gering. Selbst für Kautschuk, der noch eine bessere Aufnahmefähigkeit als Kunstharze für Gase hat, dauert die Gaseinverleibung in der Praxis bei dünnen Platten etwa 2 Stunden, bei dickeren Platten bis zu 24 Stunden. Man kann infolgedessen entweder verhältnismäßig dünne Zellkörper herstellen, oder man erhält, will man dickere und spezifisch leichte Zellkörper ohne übermäßigen Zeitaufwand herstellen, solche mit einer unregelmäßigen Struktur, die z. B. im Inneren massive, unaufgeblähte Stellen besitzen.
  • Die Erfindung bezweckt, bei den Verfahren der zweiten Gruppe durch besondere Arbeitsbedingungen die vorgenannten Übelstände zu beheben und Zellkörper mit dem gewünschten spezifischen Gewicht und einem sehr gleichmäßigen Zellenaufbau in kurzer Zeit herzustellen.
  • Die Erfindung geht dazu von einem für die Herstellung von Zellkautschuk bekannten Verfahren aus, bei dem das Ausgangsmaterial in großoberfiächiger Form in eine durch einen Stempel auf veränderliches Volumen einstellbare Preßform gebracht wird und in dieser mit einem Gas unter Druck zusammengebracht wird und erhitzt wird, worauf der Druck aufgehoben und die gashaltige Masse, gegebenenfalls unter Wiedererwärmen, zur Expansion gebracht wird. Die Erfindung macht von diesem Verfahren auch für die Herstellung von Zellkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen Gebrauch. Weiter löst die Erfindung die gestellte Aufgabe durch drei zusammenwirkende Maßnahmen, die darin bestehen, a) daß ein in an sich bekannter Weise einen Weichmacher oder ein Lösungsmittel enthaltender Ausgangsstoff in feinzerteiltem, lockerem, unzusammenhängendem Zustand in die Preßform eingebracht wird, z. B. in Form von Krümeln, Körnern, Pulver oder dünnen Folien; dabei sollen die Lösungs- oder Weichmachungsmittel bereits bei gewöhnlicher Temperatur unter hohem Gasdruck eine Gaslösung in der Masse herbeiführen oder begünstigen; b) daß dieser feinzerteilten, lockeren Masse in der mittels des Stempels gasdicht geschlossenen Preßform das einzuverleibende Gas mit einem mäßigen Druck, der geringer ist, als zu seiner Lösung in der erwärmten Masse erforderlich wäre, von außen zugeführt wird; c) daß die Masse zusammen mit dem Gas in der Preßform mindestens bis zum Erreichen des zur Lösung des Gases in der Masse erforderlichen hohen Gasdruckes durch Einführen des Preßstempels verdichtet wird, so daß die Gaslösung und die Verdichtung der Masse stattfinden.
  • Die so behandelte Masse wird dann den weiteren für die Zellkörperbildung notwendigen und an sich bekannten Temperatur- und Expansionsbedingungen unterworfen, bestehend aus dem Erwärmen der Form bis zur Gelatinierung und Homogenisierung im Falle einer thermoplastischen Masse bzw. bis zur Teilvulkanisation im Falle eines Elastomers, dem Abkühlen der Form mit der Masse, dem Entlasten vom Druck und der Expansion der geformten Masse durch Erwärmen unter Bildung des Zellkörpers. Bei Elastomeren schließt sich eine Fertigvulkanisation bei geeigneter Temperatur außerhalb der Form an.
  • Durch die obengenannte Maßnahme zu a) wird die Löslichkeit und Aufnahmegeschwindigkeit der Masse für das Gas, die von den ihm dargebotenen Oberflächen und von dem Lösungsmittel abhängt, sehr stark erhöht und zugleich die weitgehende Verdichtung der Masse nach der Maßnahme c) ermöglicht.
  • Durch die Maßnahmen zu b) und c) kann sowohl der hohe äußere Gasdruck als auch ein Hochdruckautoklav erspart und durch die billigere Preßform ersetzt werden. Erst in dieser wird dann der hohe Druck erzeugt, der zur Gaslösung erforderlich ist.
  • Diese Herbeiführung der Gaslösung vor der Homogenisierung der Masse im kalten bzw. lockeren, zerteilten Zustand ergibt eine über den ganzen Forminhalt gleichmäßige Zellbildung.
  • Bei dem eingangs genannten bekannten Verfahren der zweiten Gruppe, von dem die Erfindung ausgeht, ist vorgesehen, nicht vorvulkanisierten Kautschuk und ähnliche vulkanisierbare Stoffe in zerkleinerter Form unter einem sehr hohen Überdruck eines Gases teilweise zu vulkanisieren und noch während der Vulkanisation unter annähernd gleichbleibendem Gasdruck mechanisch zusammenzupressen. Zu diesem Zweck wurden die Kautschukteilchen in nicht gasdicht schließende Formen eingefüllt und in einem Autoklav unter hohen Gasdruck gesetzt, dann durch Erwärmen teilweise vulkanisiert und hernach mechanisch zusammengepreßt, ohne daß dabei der Gasdruck erhöht wird. Gegenüber dieser Arbeitsweise, die für Thermoplaste weder vorgesehen noch durchführbar ist, unterscheidet sich die Erfindung auch bei der Anwendung auf Elastomere dadurch, I. daß die Preßform, welche die zerkleinerte Masse enthält, gasdicht schließt und sich deshalb bei der Erwärmung nicht in einem Autoklav befindet, welcher unter sehr hohem Gasdruck steht, sondern die Gase werden unter einem mäßigen Gasdruck, welcher zur Gaslösung ungenügend ist, direkt in die Preßform eingeführt; 2. daß die Zusammenpressung der Masse, welche durch Einfahren des Stempels in die Form erfolgt, unmittelbar nach dem Einfüllen des Gases in die Form und deren Abschließen mit dem Stempel ausgeführt wird, d. h. bevor die Masse durch Erwärmen teilweise vulkanisiert oder gelatiniert wird und bevor ihre Teilchen fest zusammenbacken und der Gaslösung hohen Widerstand entgegensetzen.
  • In Anbetracht der gasdicht schließenden Form wird beim Einfahren des Stempels nicht nur die zerkleinerte Masse, sondern auch das Gas auf den hohen Druck verdichtet, der zur Gaslösung erforderlich ist. Nach dem bekannten Verfahren werden dagegen die zum Zusammenbacken neigenden Teilchen der Masse in der Preßform von vornherein erhitzt und unter sehr hohem Gasdruck teilweise vulkanisiert und dann erst unter gleichbleibendem Gasdruck zusammengepreßt, ein Verfahren, das bei Elastomeren nur zu einer ungleichmäßigen Gaslösung und bei Thermoplasten nach noch ganz unzureichender anfänglicher Gaslösung schon zu einer pastenartigen Konsistenz führt, die die nachträgliche Auflösung der ungelöst gebliebenen Gasmenge in der Masse ausschließt.
  • Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen einerseits, die aufgenommene Gasmenge genau zu dosieren und daher eine gleichmäßige Wiederholung des Verfahrens unter genauer Dosierung der Gasmenge vorzunehmen, und andererseits gleichzeitig die Gase gleichmäßig in der ganzen Masse zu verteilen. Die erfindungsgemäße Arbeitsweise erlaubt daher, Zellkörper von vorausbestimmbaren Volumengewichten und mit einem sehr regelmäßigen Zellenaufbau herzustellen.Wesentlich ist ferner, daß es nach dem vorliegenden Verfahren gelingt, thermoplastische Massen zu Zellkörpern zu verarbeiten, was nach dem bekannten Verfahren nicht der Fall ist.
  • Wie dargelegt, ist die Verwendung eines feinzerteilten, Lösungs- und Weichmachungsmittel enthaltenden, lockeren Ausgangsstoffes von wesentlicher Bedeutung für die Durchführung der vorliegenden Erfindung. Wichtig ist, daß nur solche Zusätze an den genannten Mitteln verwendet werden, welche das Lösen der Gase in der Masse begünstigen und eine gewisse minimale Löse- und Quellfähigkeit für die Ausgangsmasse aufweisen. Die Lösungs- und Weichmachungsmittel können allein oder als Gemisch verwendet werden. Ihre Art und die Zusammensetzung der Gemische werden jeweils derart gewählt, daß sie für den Fabrikationsprozeß und für das gewünschte Endprodukt am geeignetsten sind.
  • Zur Herstellung von harten Zellkörpern vermischt man an und für sich harte Kunststoffe mit Lösungs-und/oder Weichmachungsmittel mit relativ niedrigem Siedepunkt, welche aus dem fertigen Zellkörper wieder entfernt werden können. Bei der Herstellung von weichen Zellkörpern verwendet man Lösungs- und/ oder Weichmachungsmittel mit hohem Siedepunkt, die nicht flüchtig sind und in dem Zellkörper erhalten bleiben. Die flüchtigen Lösungs- und Weichmachungsmittel können der Masse vor, während oder nach deren Überführung in die erfindungsgemäße feinzerteilte, lockere Form zugesetzt werden.
  • Auf jeden Fall müssen die hinzugefügten Lösungs-und Weichmachungsmittel die Gasaufnahme der Masse ermöglichen oder verbessern. Die Gaslösefähigkeit der Lösungs- und Weichmachungsmittel ist verschieden. Nichtflüchtige Lösungs- bzw. Weichmachungsmittel haben oft eine geringe Gaslösefähigkeit. Es müssen daher bei deren Verwendung außerdem auch solche Mittel den Massen zugesetzt werden, die eine gute Gaslösefähigkeit der Masse herbeiführen.
  • Die letzteren sind meistens flüchtig, und ein Teil davon kann sich während der Verarbeitung verflüchtigen; ein gewisser Teil muß jedoch in der Masse zurückbleiben, um deren Gasaufnahmefähigkeit zu erhöhen.
  • Die Lösungs- und Weichmachungsmittel werden nach Maßgabe der Ausgangsmasse gewählt. Für Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid, bestehen die Mittel, welche eine gute Gaslösefähigkeit herbeiführen, z. B. aus Aceton, Äthylmethylketon, Butylacetat, Cyclohexanon, für Kautschuk z. B. aus Benzin.
  • Die für das Verfahren verwendeten Ausgangsstoffe können sowohl aus thermoplastischen, nicht vulkanisierbaren Kunststoffen, wie z. B. Polyvinylchlorid, Polystyrol und anderen Polymerisaten, ferner Celluloseacetat u. dgl., bestehen. Als elastomerer Ausgangsstoff kommen sowohl natürliche als auch synthetische Kautschuke in Betracht.
  • Die Überführung der Ausgangsstoffe in die feinzerteilte, lockere Form kann auf verschiedene Weise erfolgen und richtet sich nach der Art der Stoffe.
  • Thermoplastische Kunststoffmassen können im nicht plastifizierten oder im plastifizierten Zustand verwendet werden. Im ersteren Falle werden die Stoffe mit Hilfe von Lösungs- und/oder Weichmachungsmittel und verschiedenen geeigneten Manipulationen, wie Rühren, Erwärmen u. dgl., in die Form einer lockeren, trockenen, krümelig-körnigen Masse übergeführt. Niedrigsiedende Lösungsmittel werden bei richtiger Dosierung von den Kunststoffen aufgesaugt und ergeben damit direkt trockene, gequollene Körner.
  • Verwendet man dagegen höhersiedende Lösungsmittel, so ergeben dieselben, besonders wenn man sie in größeren Mengen verwendet, beim üblichen Vermischen oft breiige, pastige Massen, die gemäß dem vorliegenden Verfahren nicht verwendet werden sollen.
  • Verarbeitet man diese Mischungen jedoch zugleich auch mit flüchtigen Lösungsmitteln, so gelingt es, auch dieselben in eine körnige Form zu bringen. Ein Plastifizieren der Masse findet nicht statt. Diese lockere Masse setzt dem Gasdruck mechanisch keinen Widerstand entgegen und besitzt eine möglichst ausgedehnte Oberfläche, wie sie für die Gaslösung am günstigsten ist. Man kann aber auch den aus thermoplastischem Kunstharz bestehenden kompakten Ausgangsstoff in einer Mühle zu krümeligen bis pulverigen Teilchen zerkleinern und gleichzeitig mit Lösungs- oder Weichmachungs- bzw. Quellungsmittel bespritzen.
  • In gewissen Fällen ist es dagegen vorteilhaft, die Masse vorerst zu plastifizieren bzw. zu gelatinieren und dann zu zerteilen. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, daß die Mischung dadurch homogenisiert wird, so daß beim Pressen in der Form unter hohem Druck keine Entmischung vor sich gehen kann, wie dies bei unplastifizierten Mischungen oft der Fall ist.
  • Außerdem lassen sich die plastifizierten Massen ohne Schwierigkeiten in einen feinen und homogenen Zerteilungsgrad bringen, währenddem das einfache Mischen der Kunststoffe mit Lösungs- und Weichmachungsmittel je nach der Art der Komponenten oft eine besondere Geschicklichkeit oder Technik erfordert, wenn man gleichmäßige Pulver erhalten will.
  • Die Plastifizierung kann auf jede beliebige Art erfolgen, z. B. durch Erwärmen auf höhere Temperaturen, durch Zusammenpressen unter Druck und Wärme oder durch Verarbeiten auf Walzen. Man erhält plastifizierte Massen in den verschiedenen Formen, wie Platten, Fellen, Folien, Stangen usw.
  • Die Zerkleinerung der so erhaltenen plastifizierten Masse kann ebenfalls auf verschiedene Art erfolgen.
  • So kann man die einzelnen Stücke, Platten u. dgl. eventuell vorzerkleinern und dann in einer Mühle oder in irgendeiner anderen Zerkleinerungsvorrichtung zu Pulver zermahlen.
  • Statt die plastifizierte Masse erst herzustellen, kann man auch von Abfällen von bereits plastifizierten Kunststoffen ausgehen, wie sie bei der Herstellung und Verarbeitung solcher Stoffe anfallen.
  • Auf jeden Fall entstehen bei all diesen Verarbeitungsmöglichkeiten mehr oder weniger feine und mehr oder weniger weiche, pulverige Teilchen, die locker aufeinanderliegen und das Behandlungsgas leicht aufnehmen und sich sehr gut verarbeiten lassen.
  • Die plastifizierte Masse kann auch zu dünnen Folien, z. B. von 0,1 mm Dicke und darunter, ausgewalzt und als Ausgangsmasse in der Preßform verwendet werden. Zu diesem Zweck wird man aus den Folien dem Umriß der Preßform angepaßte Stücke ausschneiden und in der Preßform locker übereinanderschichten. Gegebenenfalls kann man die plastifizierten Massen auch zu Fäden ausziehen.
  • Ebenso wie bei Kunststoffen können auch bei Elastomeren, wie Kautschuk, in an sich bekannter Weise hergestellte Folien in die Preßform eingefüllt und zu Zellkörpern weiterverarbeitet werden.
  • Bei der Verarbeitung von Folien ist es wichtig, daß sie bei ihrer Anwendung in der Presse in einem lockeren, verdichtbaren Zustand aufeinanderliegen, so daß das Gas zwischen den Folien überall zu der Masse Zugang hat. Bei härteren Folien aus Polyvinylchlorid ist dies ohne weiteres gegeben. Neigen die Folien dagegen wie z. B. bei Kautschuk zum Zusammenkleben, so wird der lockere Zustand dadurch erreicht, daß man die Folien durch Dazwischenstreuen eines vorzugsweise pulverförmigen Stoffes voneinander trennt, der bei der Weiterverarbeitung von der Masse absorbiert bzw. gebunden wird. Bei Elastomeren verwendet man als Puder z. B. Zinkstearat, bei Kunststoffharzmassen vorzugsweise ein Kunstharzpulver, zweckmäßig aus dem gleichen Kunstharz, wie es die Ausgangsmasse enthält. Bei der weiteren Wärmebehandlung der Folien verschwindet das trennende Pulver in der erwärmten bzw. gelatinierten Masse, und nach dem Abkühlen hat man einen vollständigen oder praktisch homogenen Körper.
  • Dagegen lassen sich Elastomere bekanntlich nicht leicht zu pulverigen Massen zerkleinern, weil die Rohmasse während oder nach der Zerkleinerung immer wieder zum Zusammenkleben neigt, so daß aus ihr nur grobe Stücke mit geringer Gaslösefähigkeit hergestellt werden können. Erfindungsgemäß kann man diese Masse jedoch auch leicht in einen feinzerteilten, lockeren, verdichtbaren Zustand, z. B.
  • Pulver, bringen, wenn man sie zuerst vorvulkanisiert (teilvulkanisiert) und dann in einer Mühle oder in einer anderen Zerkleinerungsvorrichtung zerteilt. Auch bei diesen zerkleinerten Elastomeren wird man zweckmäßig die Gaslösefähigkeit durch Anlösen oder Anquellen mit geeigneten Mitteln, wie Benzin, erhöhen.
  • Sind nun die Massen in den gewünschten feinzerteilten, lockeren, verdichtbaren Zustand mit erhöhter Gaslösefähigkeit gebracht, so werden sie in die Presse eingefüllt, gemäß den vorstehend genannten Punkten b) und c) behandelt, so daß sich das Gas darin löst, und dann in bekannter Weise zu Zellkörpern weiterverarbeitet.
  • Gemäß der obengenannten Maßnahme b) kann man im Gegensatz zu den bekannten Verfahren mit äußeren Gasdrücken von unter 100 Atm., z. B.
  • 10 bis 30 Atm., auskommen und führt dann z. B. über ein Rückschlagventil das Gas in die Preßform ein. Steht in gewissen Fällen eine im Verhältnis zur Materialfüllung große Preßform zur Verfügung, so kann man das Gas unter Atmosphärendruck ohne Vorverdichtung in die Form eintreten lassen, wobei die Druckerhöhung erst in der nächsten Verfahrensstufe c) herbeigeführt wird. Gemäß dieser Stufe c) wird nach Abstellen der Gaszufuhr der Gasdruck z. B. durch Zusammenpressen der Form mittels einer hydraulischen Presse auf den nach Maßgabe der Ausgangsmasse notwendigen und üblichen Wert, z. B.
  • 50 bis 300 Atm., durch Einführen des Stempels in die Form erhöht, wobei die Masse möglichst nahe an das Volumen verdichtet wird, das sie als fester, zusammenhängender Körper in der Zelle einnehmen würde.
  • Während oder zweckmäßig nach dem Zusammenpressen wird die Temperatur erhöht, so daß die Masse beim Zusammenpressen durch den Kolben geliert bzw. in eine zusammenhängende Form übergeht. Die Masse wird dann homogen bzw. gleichmäßig konsistent und enthält die Gase in allen Teilen gleichmäßig gelöst. Hernach wird die Masse in bekannter Weise zu dem gewünschten Zellkörper weiterverarbeitet, z. B. indem man die Form in bekannter Weise unter Druck abkühlt und dann vom Druck entlastet. Der Körper hat dabei die Gestalt der Form angenommen und ist nicht oder nur wenig expandiert.
  • Er wird nun aus der Form herausgenommen und durch Erwärmen zur Expansion gebracht. Bei Elastomeren wird während oder nach der Expansion die Endvulkanisation durchgeführt.
  • Die flüchtigen Lösungs- und Weichmachungsmittel werden dabei aus dem Zellkörper mehr oder weniger schnell entweichen, während die schwerflüchtigen Weichmachungsmittel im Zellkörper verbleiben und denselben weich machen.
  • Es wurde ferner gefunden, daß man die Bildung eines regelmäßigen und feineren Zellenaufbaues erheblich begünstigen kann, wenn man den Ausgangsmassen geringe Mengen, z. B. I bis 20/o des Gewichtes an Treibmitteln, wie Azoisobuttersäuredinitril oder Diazoaminobenzol, zugibt. Um das Treibmittel durch die Vorbehandlung der Kunstharzmasse nicht zu beeinträchtigen, kann es vorzugsweise erst nach der Vorbehandlung zweckmäßig zusammen und/oder in Lösung mit dem Lösungs- oder Quellungsmittel, z. B. dem flüchtigen Lösungs- und Weichmachungsmittel, zugegeben werden.
  • Beispiel I 300 g Polyvinylchlorid werden mit einem flüchtigen Lösungsmittel, z. B. mit 200 g Tetrahydrofuran, zusammengebracht und derart miteinander vermischt, daß eine lockere, krümelig-körnige Pulvermasse entsteht. Diese hat das gesamte Lösungsmittel auf- genommen, ohne daß die einzelnen kleinen Körnchen zu einem pastigen Brei zusammenkleben, und hat ein Volumengewicht (Schüttgewicht) von etwas mehr als 500 g/l. Diese Pulvermenge wird in eine Form gebracht, deren Füllraum die ganze Menge aufnehmen kann, d. h. etwa I000 cm3 beträgt. Die Form besteht aus einem starkwandigen Gefäß, in das ein Kolben eindringen kann. Die Form soll sich durch den Kolben derart zusammenpressen lassen, daß die eingefüllten gesamten 500 g völlig oder nahezu völlig auf das ihrem Gewicht in Gramm gleiche Volumen in Kubikdezimeter verdichtet werden. Sie wird also praktisch im zusammengepreßten Zustand etwa 500 cm3 Fassungsvermögen haben. Der Kolben der Form muß vor der Verdichtung in den oberen Teil der Form so eingesetzt sein, daß er die Form dicht abschließt.
  • Jetzt wird von außen her in geeigneter Weise die Form mit etwa 20 Atm. Stickstoffgas gefüllt, das eingeführte Stickstoffgas durch ein Rückschlagventil zurückgehalten und der Stempel dann mit Hilfe einer hydraulischen Presse in die Form hineingeschoben bis zur entsprechenden Verdichtung des Gases und des eingeführten Materials. Zusammen mit dem auf etwa 100 Atm. komprimierten Gas wird das zusammengepreßte Material bei diesem Druck in üblicher Weise durch Erwärmung etwa 30 Minuten auf etwa I70"C erhitzt, worauf die Form abgekühlt und geöffnet wird. Das Gas ist praktisch restlos vom Material aufgenommen. Der aus der Form entfernte Körper wird durch Wiedererwärmung unter Bildung des gewünschten Zellkörpers mit geschlossenen Zellen zur Expansion gebracht. Gleichzeitig mit der Erwärmung wird das dem Material zugeführte Lösungsmittel teilweise oder ganz aus dem gebildeten Zellkörper durch Verdunstung wieder entfernt. Die restliche Entfernung des Lösungsmittels kann auch durch entsprechendes Stehenlassen bei Zimmertemperatur während längerer Zeit ohne Erwärmung erreicht werden. Der gebildete fertige Zellkörper besitzt völlig geschlossene Zellen, ist hart und steif und hat ein spezifisches Gewicht von etwa o,o25.
  • Seine Dicke beträgt etwa 5 bis 6 cm, je nach der Formkonstruktion, und der Körper besitzt einen dichten, regelmäßigen Zellenaufbau.
  • Verwendet man zur Herstellung der lockeren, krümelig-körnigen Ausgangsmasse außer dem flüchtigen Lösungsmittel Weichmacher, z. B. Trikresylphosphat, so erhält man einen ähnlichen, jedoch weichen und elastischen Zellkörper.
  • Beispiel 2 300 Gewichtsteile Polyvinylchlorid mit 200 Gewichtsteilen Dioctylphthalat werden in Form von Platten geliert. Die Platten werden in kleine Stücke zerkleinert und diese in einer Mühle zu Pulver zermahlen. Dann wird das Pulver mit 100 Gewichtsteilen Tetrahydrofuran als flüchtiges Lösungsmittel, gegebenenfalls bereits während der Zerkleinerung, angefeuchtet. Man erhält ein trockenes, feines Pulver aus einer gelatinierten, angequollenen Masse.
  • Oder es werden die gleichen Ausgangsstoffe geliert und auf Walzen zu dünnen Folien von etwa 0,1 mm ausgezogen. Die Folien werden dann in Stücke zerschnitten oder ausgestanzt, entsprechend dem Querschnitt der Preßform. Die einzelnen Folienteile werden dann mit Tetrahydrofuran benetzt und in der Preßform übereinandergeschichtet, wobei zwischen die Folien pulverförmiges Polyvinylchlorid puderartig gestreut wird.
  • Die das gelatinierte Pulver oder die Folien enthaltende Form wird dann mit dem dicht schließenden Stempel geschlossen, mit Gas von etwa IO bis 30 Atm.
  • Gasdruck, z. B. Stickstoff, gefüllt, und es wird der Stempel gegen das Material gepreßt, bis der Gasdruck etwa 200 Atm. erreicht hat. Während oder nach dem Zusammenpressen folgt die Heizung auf Geliertemperatur und Abkühlen auf 70 bis 900 C, wobei eventuell nach einer geringen Vorexpansion in der Form wie üblich etwa auf Zimmertemperatur abgekühlt wird. Das so gebildete Produkt wird dann aus der Form herausgenommen und in der Wärme zur Expansion gebracht. Bei der Verdichtung und Erwärmung innerhalb der Form fließen die einzelnen Pulverteilchen bzw. die Folien während der Gelierung zusammen und bilden nach Öffnen der Form einen völlig einheitlichen Körper, der nach der Expansion gleichmäßig mit Zellen durchsetzt ist.
  • Beispiel 3 400 g Kautschuk werden bei etwa 60 bis 80"C in üblicher Weise anvulkanisiert, abgekühlt, in einer Mühle zerkrümelt und dort oder anschließend mit IOO g Benzin befeuchtet. Die Weiterbehandlung in der Preßform erfolgt wie nach Beispiel 1, wobei die Temperatur aber nur auf etwa Io0°C gebracht und nicht ausvulkanisiert wird. Die Fertigvulkanisation wird außerhalb der Preßform nach dem Expandieren bei etwa I40"C durchgeführt.

Claims (7)

  1. PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Zellkörpern mit geschlossenen Zellen aus thermoplastischen Kunststoffen, vorzugsweise Polymerisaten, wie Polyvinylchlorid, oder aus Elastomeren, wobei das Ausgangsmaterial in großoberflächiger Form in eine durch einen Stempel auf veränderliches Volumen einstellbare Preßform gebracht wird und in dieser mit einem Gas unter Druck zusammengebracht und erhitzt wird, worauf der Druck aufgehoben und die gashaltige Masse, gegebenenfalls unter Wiedererwärmen, zur Expansion gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise einen Weichmacher oder ein Lösungsmittel enthaltendes Ausgangsmaterial in lockerem, unzusammenhängendem Zustand in eine Preßform eingebracht wird, dann die Preßform mittels des Stempels gasdicht geschlossen wird und Gas unter einem mäßigen Druck, der zur Gaslösung ungenügend ist, zugeführt wird, worauf zunächst durch Einfahren des Stempels zugleich sowohl das Ausgangsmaterial als auch das zugeführte Gas komprimiert werden, wobei der Gasdruck, mindestens bis der zum Lösen des Gases im Ausgangsmaterial erforderliche Druck erreicht ist, erhöht wird, und dann die gashaltige Masse erwärmt wird, bis das thermo- plastische Material gelatiniert bzw. das Elastomer teilvulkanisiert ist, und nach Abkühlen der Körper zur Expansion gebracht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial vor Einbringen in die Preßform in einen plastischen Zustand gebracht und zu dünnen Folien verarbeitet wird, worauf man aus diesen Folien Stücke schneidet, deren Profil mit der Preßform übereinstimmt, diese Stücke darauf in der Preßform in lockerer Schichtung aufeinanderlegt und weiterbehandelt, wobei zwischen die gesonderten Folien ein körniges Pulver gebracht wird, das die Folien trennt und während der weiteren Behandlung von dem Material absorbiert wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Ausgangsmaterial eine geringe Menge, z. B. I bis 20/0, eines Treibmittels zusetzt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Inhalt der Preßform zu einem Volumen zusammenpreßt, das nahezu dem Volumen gleich ist, das durch den Preßforminhalt in kompakter Form ohne Zwischenräume eingenommen wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche I, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material, das Lösungsmittel, Weichmacher oder beide enthält, in krümeligem, körnigem, nicht plastifiziertem Zustand angewandt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Ausgangsmaterial ein Lösungsmittel einer derartigen Flüchtigkeit zusetzt, daß es bei der letzten Wärmebehandlung verdampft, und gegebenenfalls außerdem noch ein Lösungsmittel oder einen Weichmacher, das bzw. der im vielzelligen Körper zurückbleibt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man den Elastomer vor Einbringen in die Preßform vorvulkanisiert und zu einem lockeren, krümeligen Pulver zerkleinert.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 249 777, 381 461, 644 ion, 700 OIO, 7I4 875, 746 38I; österreichische Patentschrift Nr. 52 609; britische Patentschrift Nr. 527 95I; USA.-Patentschrift Nr. 2 29I 2I3.
DEST1748A 1949-07-27 1950-06-28 Verfahren zur Herstellung von Zellkoerpern mit geschlossenen Zellen Expired DE973900C (de)

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