DE1212293B - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern mit zellenfoermiger Struktur aus in der Waerme dehnbaren Harzgranalien - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 39 a3 - 27/00

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1212293
M35209X/39a3
2. September 1957
10. März 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, z. B. Bändern, Rohren und Platten, mit zellenförmiger Struktur aus in der Wärme dehnbaren thermoplastischen Harzgranalien, in denen eine flüchtige Flüssigkeit eingeschlossen ist.

Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Harzmassen mit zellenförmiger Struktur aus in der Wärme dehnbaren Granalien von Polystyrol oder anderen Vinylverbindungen bekannt. Die Herstellung solcher Granalien erfolgt meist durch möglichst gleichmäßige Verteilung einer Flüssigkeit, die sowohl ein Lösungsmittel als auch ein Nichtlöser für das Polymere sein kann und deren Siedepunkt unter dem Erweichungspunkt des Polymeren liegt, in den Granalien.

Es sind auch schon andere Verfahren zur Herstellung von in der Wärme dehnbaren Granalien aus Polyvinylpolymeren oder Mischpolymeren vorgeschlagen worden. Bei diesen Verfahren werden die Granalien auf eine über der Siedetemperatur der Flüssigkeit liegende Temperatur erwärmt, wodurch die Flüssigkeit verflüchtigt und abgetrieben wird, und dadurch wird das Polystyrol oder die sonstigen Polyvinylpolymeren oder Mischpolymeren in ein schwammartiges oder poröses Produkt umgewandelt, das in der Industrie zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise für die thermische oder akustische Isolierung, findet.

Bei einem bekannten Verfahren zur Umwandlung von Polystyrolgranalien durch Verflüchtigung einer lösenden oder nichtlösenden, möglichst gleichmäßig verteilten Flüssigkeit in ein Material mit poröser oder zellenförmiger Struktur werden entweder die Granalien erhitzt, wobei vermieden werden muß, daß sie aneinanderkleben, oder es wird das vorher durch Agglomeration der Granalien bei hohen Temperaturen in einer Form hergestellte Vorprodukt erhitzt. Der Nachteil bei diesem Verfahren liegt darin, daß in Abwesenheit von Wasser auf hohe Temperaturen erhitzt werden muß, wobei die Gefahr von Selbstentzündung besteht und Schwierigkeiten auftreten können.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren dieser Art, bei dem eine Ausdehnung von eine flüchtige Flüssigkeit enthaltenden Granalien aus Polystyrol oder ähnlichen Verbindungen erfolgt und Massen mit zellenförmiger Struktur und stark verringerter Dichte (von etwa 0,01) erhalten werden, die verbesserte Gleichförmigkeit und Oberflächenbeschaffenheit aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Granalien in Verfahren zur Herstellung von Formkörpern
mit zellenförmiger Struktur aus in der Wärme
dehnbaren Harzgranalien

Anmelder:

Manufactures de Produits Chimiques du Nord

Etablissements Kuhlmann, Paris

Vertreter:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. Th. Meyer und Dr. J. F. Fues,
Patentanwälte, Köln 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:

Francis Barillet, Clichy;

Daniel James, Neuilly;

Claude Deterre, Paris;

Pierre Condette, Vaucresson, Seine-et-Oise;

Pierre Boutiller, Paris (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 24. Juni 1957 (741685)

einem Lösungsmittelbad für das Harz befeuchtet werden, die Granalienmasse anschließend ohne Erwärmen unter Druck behandelt wird und das durch die Druckbehandlung zusammengeballte, aber noch eine Porosität aufweisende Vorprodukt aus an ihren Berührungspunkten aneinanderklebenden Granalien dann zum Verdampfen der flüchtigen Flüssigkeit erwärmt wird, wobei eine Ausdehnung des Vorproduktes erreicht wird. Dabei ist es vorteilhaft, das Vorprodukt zunächst an der Luft ohne Formgebung bei einer unteren Temperatur zu einer noch porösen Masse vorzuexpandieren, deren ausgedehnte aneinanderklebende Granalien noch einzeln vorliegen, und dann diese nicht gleichmäßige Masse unter völliger Verdichtung der Zwischenräume zwischen den Granalien zur Herstellung einer praktisch gleichförmigen Masse von zellenförmiger Struktur in einer Form auf eine höhere Temperatur zu erhitzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein kontinuierliches Arbeiten, wodurch eine Verringerung der Herstellungskosten und eine erhöhte Produktion erreicht werden kann.

Es wurde gefunden, daß eine flüchtige Flüssigkeit enthaltende Granalien aus Polystyrol oder aus

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Vinylpolymeren oder -mischpolyrneren bei kurzem lien nur an den Tangentialpunkten anhaften, wobei Eintauchen, z. B. 1 bis 3 Minuten lang, in ein gege- die agglomerierte Vorproduktmasse noch eine gebenenfalls mit einem NichÜöser verdünntes Lösungs- wisse Porosität und Durchlässigkeit für Flüssigmittel oberflächlich angelöst werden, wodurch sie keiten aufweist. Diese erste Stufe endet mit dem oberflächlich erweichen und aneinanderkleben. Ein 5 Trocknen des Vorproduktes.

solcher Zustand von in der Wärme dehnbaren Gra- In bestimmten Fällen kann, wenn erwünscht, dem nalien aus Polystyrol macht es möglich, daß man Bad ein organisches, in Wasser unlösliches feuerdurch Anwendung von nur geringem Druck eine festes Mittel, z. B. ein chloriertes Paraffin oder eine Agglomerierung zu einer Masse, z.B. einer Rolle bromhaltige Verbindung, zugegeben werden, wooder eines Bandes, erreicht. Auf diese Weise kann io durch nach Beendigung der beiden folgenden Verein Vor- oder Zwischenprodukt hergestellt werden, fahrensstufen Materialien mit zellenförmiger Struktur das die gleiche Form wie das Endprodukt zellen- erhalten werden, die ohne weitere Behandlung feuerf örmiger Struktur aufweist. Dieses Vor- bzw. Zwi- sicher sind.

schenprodukt wird anschließend erwärmt, und dabei ' 2. Eine Stufe zur Herstellung einer Masse mit dehnen sich die einzelnen in dem Produkt vor- 15 zellenförmiger Struktur aus gedehnten und gesonderhandenen Granalien aus, ohne daß jedoch die ten Granalien, in der eine Vorausdehnung stattäußere Form des Vorproduktes wesentlich geändert findet, bei der das in der ersten Stufe erhaltene Vorwird, produkt auf Temperaturen zwischen etwa 80 und

Vorzugsweise wird in zwei Stufen erwärmt. Zu- 100° C erhitzt wird. Diese Vorausdehnung erfolgt an nächst wird das Vorprodukt ohne Formgebung an 20 der Luft und ohne Formgebung. Hierbei erhält man der Luft auf eine untere Temperatur zwischen etwa eine Masse, die Flüssigkeiten gegenüber noch eine 80 und 100° C so lange erhitzt, bis eine merkliche gewisse Porosität besitzt und deren einzelne gedehnte Ausdehnung der Masse und die Umwandlung in eine Granalien noch gesondert vorliegen, aber an ihren zellenförmige Struktur erreicht ist, in der die agglo- Berührungsflächen schon zusammenkleben,
merierten Granalien noch einzeln in ihrer Ursprung- 25 Das äußere Volumen wird in dieser zweiten Stufe liehen Form vorliegen. Dänach wird die Masse in vorteilhafterweise auf das 10- bis 125fache vereine den Oberflächenumfang begrenzenden Form auf größert, so daß die Schüttdichte im Verhältnis von Temperaturen zwischen etwa 100 und 120⁰C so ein Zehntel bis ein Hundertfünfundzwanzigstel gegenlange erwärmt, bis eine praktisch gleichförmige über dem Vorprodukt verringert wird.
Masse von zellenförmiger Struktur vorliegt. 30 Das auszudehnende Harz kann mit Hilfe von

Im allgemeinen enthält das Bad zwecks Verdün- Wasserdampf, heißem Wasser, heißer, trockener oder nung des Lösungsmittels eine Flüssigkeit, in der das feuchter Luft, Infraroterwärmung oder durch dnduk-Harz nicht löslich ist, so daß nur ein oberflächliches tive Heizung auf Temperaturen zwischen 80 und Anlösen der dehnbaren Granalien bewirkt wird. Zur ioO° C erhitzt, werden. Bei induktivem Erhitzen muß Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 35 die zu behandelnde Masse eine bestimmte Feuchtiggeeignete Lösungsmittel sind unter anderem Aceton, k_eit haben, d. h. ausreichend feucht sein, damit das Äthylacetat und gegebenenfalls Alkohol. Man kann Material leitend ist, jedoch nicht so feucht, daß auch reines Benzol verwenden, dessen Feuer- lichtbogen entstehen. Da für eine geeignete Vorausgefährlichkeit jedoch seine Anwendung in den dehnung die Temperatur zwischen 80 und 100⁰C meisten Industriebetrieben verbietet. 40 Hegen sollte, wird geeigneterweise kochendes Wasser

Zur Verdünnung der vorstehend aufgeführten verwendet.

Lösungsmittel sind vorzugsweise Petroläther, Benzin 3. Eine Stufe zur Herstellung des fertigen Produkbder auch Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasser- tes mit zellenförmiger Struktur, die zwei Verfahrensstoffgemische mit praktisch dem gleichen Siede- gänge umfaßt, darunter vor allem den Vorgang der bereich wie Petroläther oder Benzin geeignet. Der 45 endgültigen Ausdehnung.

Gehalt der Badflüssigkeit an Lösungsmittel beträgt Die vorausgedehnte Masse wird mit Hilfe von

vorzugsweise zwischen 5 und 35°/o. - überhitztem Wasser, Wasserdampf, heißer, trockener

Unter bestimmten besonderen Bedingungen kann oder feuchter Luft, Infraroterwärmung oder induk-

an Stelle einer Mischung aus Lösungsmitteln für das tiver Heizung, vorzugsweise aber mit Wasserdampf,

Harz und nichtlösenden Verdünnungsmitteln auch 50 auf Temperaturen zwischen 100 und 120⁰C

eine als Verdünnungsmittel wirkende Emulsion eines gebracht.

Lösungsmittels in Wasser verwendet werden, wobei Die endgültige Ausdehnung erfolgt in einer Form

die Stabilität der Emulsion durch ein Emulgiermittel oder zwischen Wänden oder Platten, durch die die

sichergestellt wird. . Ausdehnung in einer solchen Weise begrenzt wird,

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart wird 55 daß während der endgültigen Ausdehnung die völlige

das erfindungsgemäße Verfahren in drei Hauptstufen Verdichtung der Zwischenräume zwischen den

durchgeführt: Granalien erfolgt und ein zelliges, gleichförmiges

1. Eine aus drei Verfahrensgängen bestehende flüssigkeitsdichtes Material erhalten wird. Dabei wird

Stufe zur Herstellung des Vorproduktes, in der zu- während dieser endgültigen Ausdehnung die äußere

nächst die in der Wärme dehnbaren Granalien in 60 Form des Volumens der Masse nicht merklich ge-

einem aus einem Lösungsmittel und einer das Harz ändert, abgesehen davon, daß die Zwischenräume

nicht lösenden Verbindung bestehenden Bad teil- zwischen den peripheren Granalien sich ausfüllen,

weise gelöst oder erweicht werden, unmittelbar an- Schließlich wird die zellenförmige Masse vor der

schließend an diesen Lösungsvorgang dann eine Entnahme aus der Form bzw. dem Herausnehmen

leichte Komprimierung folgt, durch die die Agglo- 65 aus den Wänden oder Platten abgekühlt, um die

merierung der Granalien zu einem Vor- und Zwi- Weiterverarbeitung zu erleichtern,

schenprodukt bewirkt wird, dessen Granalien noch Sämtliche Verfahrensgänge der beschriebenen drei

einzeln vorliegen und an den benachbarten Grana- Stufen können absatzweise durchgeführt werden; vor-

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zugsweise aber wird kontinuierlich in einer zur der Polystyrolgranalien im Äthylacetat zu verDurchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens meiden.

besonders geeigneten, nachstehend beschriebenen Wahlweise kann das Bad auch aus einer Mischung

Anlage gearbeitet. Diese Anlage besteht aus drei von 20 Teilen Aceton als Lösungsmittel und

Vorrichtungen: 5 100 Teilen Petroläther als nichtlösendes Verdün-

1. einer Vorrichtung zur Herstellung des Vor- nungsmittel bestehen.

oder Zwischenproduktes in Bandform, bestehend Nach einer Verweilzeit von 3 Minuten im Bad

aus Einstelleinrichtungen zum Zuführen von in der werden Sieb und Inhalt aus dem Bad entnommen

Wärme dehnbaren Granalien, aus einem ersten und die Granalien abtropfen und anschließend in

unteren Förderband und einem zweiten oberhalb io einem Luftstrom trocknen gelassen, während sie

des ersten Förderbandes angebrachten Förderband, noch auf dem Sieb liegen.

wobei beide Bänder die gleiche Breite haben, flüssig- Die noch völlig ungedehnten Polystyrolgranalien

keitsdurchlässig sind und innerhalb des aktiven Teils haften jetzt an ihren Berührungspunkten aneinander,

ihres Umlaufs mit gleicher Geschwindigkeit und in Das Vor- oder Zwischenprodukt aus nicht ausge-

gleicher Richtung parallel umlaufen und im aktiven 15 dehnten, aneinanderklebenden Polystyrolgranalien

Teil des Umlaufs von Seitenelementen umgeben sind, wird vom Sieb abgenommen. Das Vorprodukt hat

einem Trog zur Aufnahme eines flüssigen Lösungs- die Form des Siebes und besitzt ein Volumen von

mittelbades für die Granalien, und aus einer Trok- 20-20-2 cm. Luft kann durch dieses Vorprodukt,

keneinrichtung, und die beiden Bänder sind so an- das aus den ursprünglichen, an ihren Tangential-

geordnet, daß sie bei ihrem aktiven Umlauf nach- 20 punkten aneinanderstoßenden Granalien besteht,

einander an der Zufuhreinrichtung für die Grana- leicht hindurchgehen.

lien vorbei, durch den Trog und die Trockenein- 2. Stufe: Anschließend wird das Vorprodukt in

richtung geleitet werden; eine Trockenvorrichtung mit einer Temperatur von

2. einer Vorrichtung zur Herstellung der vorge- 90° gegeben und nach 15 Minuten daraus entnomdehnten Bänder, bestehend aus zwei flüssigkeits- 25 men. Man kann eine erste Ausdehnung feststellen, durchlässigen Förderbändern, die sich in ihrem Die Masse hat jetzt einen Umfang von etwa aktiven Umlaufteil progressiv voneinander entfernen 100 · 100 · 10 cm entsprechend einer etwa 5fachen und in gleicher Richtung mit gleicher Geschwindig- linearen Vergrößerung und einer Volumenerhöhung keit umlaufen und die in ihrem aktiven Umlauf von _von 5 · 5 - 5 = 125mal. Sie besteht aus nur wenig Seitenelementen eingefaßt sind, sowie aus Einrich- 30 gedehnten Granalien, die noch gesondert vorliegen tungen zum Erwärmen der Bänder in der aktiven _und rnit ihren Berührungsflächen aneinanderhaften. Umlaufzone, und Die Masse hat folglich Flüssigkeiten gegenüber noch

3. einer Vorrichtung zur Herstellung des End- eine gewisse Durchlässigkeit.

Produktes, mit zellenförmiger Struktur, bestehend 3. stufe: Die nur wenig gedehnte Masse wird mit

aus vier flüssigkeitsdurchlässigen Förderbändern, 35 Wasser befeuchtet und so abtropfen gelassen, daß

und zwar zwei Förderbändern, die während ihres _sj_{e θ}}_ηε ausreichende Feuchtigkeit besitzt, um ihre

aktiven Umlaufs horizontal, parallel und praktisch Erwärmung durch Hochfrequenz zu ermöglichen,

in einem solchen Abstand voneinander angeordnet hierbei muß die Feuchtigkeit groß genug sein, um

sind, wie ihn die beiden Förderbänder der Vorrich- eine bestimmte Leitfähigkeit herzustellen, darf aber

tung zur Herstellung der vorausgedehnten Bänder an 40 nicht so groß sein, daß sich Lichtbogen bilden

ihrem äußeren Ende aufweisen, und weiter aus zwei, können.

die beiden ersten Förderbänder während ihres Die feuchte Masse wird anschließend in eine

aktiven Umlaufs seitlich einfassenden Bändern, wo- Hochfrequenzheizvorrichtung gegeben, deren Tempe-

bei sich die vier Förderbänder berühren, alle mit ratur progressiv ansteigt und wobei die endgültige

gleicher Geschwindigkeit umlaufen und so eine be- 45 Ausdehnung der Polystyrohnasse erfolgt, indem die

wegliche Bahn bilden, in der sich die in ihrer Aus- einzelnen Granalien vollständig aneinanderge-

dehnung begrenzte Masse mit zellenförmiger Struktur schweißt werden und ihre eigene Form verlieren, da

bewegt. die Ausdehnung einzig in den Zwischenräumen

Weiter umfaßt die Vorrichtung Einrichtungen zum zwischen den Granalien vor sich geht.

Erwärmen am Anfang der Förderbänder und Ein- 50 Nach dem Abkühlen wird aus der Heizvorrichtung

richtungen zum Kühlen am Ende der Förderbänder eine homogene Platte zellenförmiger Struktur von

sowie ein Trennelement zwischen Heiz- und Kühl- loo · 100 · 10 cm und einer Dichte von etwa 0,01

einrichtungen. entnommen.

Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen näher erläutert. 55 B e i s ρ i e 1 2

1. Stufe: Es wird ein 20 · 20 · 2 cm großes Vor-

Beispiel 1 produkt aus in der Wärme dehnbaren und an ihren

Berührungspunkten aneinanderhaftenden Polystyrol-

1. Stufe: In der Wärme dehnbare Granalien von 60 granalien nach dem Verfahren der ersten Stufe des

Polystyrol werden in einer Stärke von etwa 2 cm Beispiels 1 hergestellt.

auf einem üblichen Metallsieb mit einem viereckigen 2. und 3. Stufe: Danach wird das Zwischenprodukt

Rahmen von 20 · 20 cm angeordnet. in eine 3teilige Form mit zwei Platten und einem

Das Sieb mit seinem Inhalt wird in ein Bad ge- Rahmen mit einem inneren Hohlraum von

taucht, das aus einer Mischung von 20 Teilen 55 100 · 100 · 10 cm gebracht.

Äthylacetat und 80 Teilen gewöhnlichem Benzin be- Die Form wird mit Schrauben verschlossen und in

steht, wobei das Benzin als Verdünnungsmittel für der Trockenvorrichtung zuerst etwa Va Stunde auf

das Äthylacetat dient, um eine zu schnelle Lösung 90⁰C, danach etwa 1 Stunde auf etwa 110⁰C er-

wärmt. Anschließend wird die Form abgekühlt und ein homogener Block zellenförmiger Struktur mit einer Dichte von nahezu 0,01 aus der Form entnommen.

Beispiel 3

1. Stufe: Ein 20-20-2 cm großes Vorprodukt wird nach dem Verfahren der-Beispiele 1 und 2 hergestellt.

2. Stufe: Das Vorprodukt wird in eine Trockenvorrichtung mit einer Temperatur von 9O⁰C gegeben und mach 10 Minuten daraus eine vorigedehnte Polystyrolmasse entnommen, deren Granalien an den Berührungsflächen aneinanderkleben.

3. Stufe: Diese vorgedehnte Masse wird in die Form des Beispiels 2 eingeführt. Die Form wird etwa 1 Stunde in siedendes Wasser eingetaucht. Nach dem Abkühlen wird ein homogener Block von zellenförmiger Struktur mit einer Dichte von 0,01 daraus entnommen.

Beispiel 4

Das Verfahren der Beispiele 1,2 und 3 wird mit in der Wärme dehnbaren Granalien aus einem Mischpolymerisat von Styrol und Acrylnitril wiederholt und vergleichbare Ergebnisse erhalten.

Beispiel 5 '

Dieses Beispiel betrifft die kontinuierliche Herstellung eines homogenen kontinuierlichen Bandes zellenförmiger Struktur aus Polystyrol oder anderen Vjnylpolymeren oder -mischpolymeren aus in der Wärme dehnbaren Granalien. Das kontinuierliche Verfahren wird beispielsweise in einer Vorrichtung durchgeführt, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist.

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht einer kontinuierlich arbeitenden Gesamtanlage und der Ausgangs-, Zwischen- und Endprodukte;

F i g. 2 ist ein Aufriß im Schnitt der Anfeuchtungseinhedt der Vorrichtung der Fd g. 1;

Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linien ΙΠ-ΙΠ der Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Auf riß im Schnitt der Einheit zur Vor dehnung aus der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linien V-V der Fig. 4;

Fig. 6 ist ein Aufriß im Schnitt der Einheit zur endgültigen Ausdehnung aus der Vorrichtung der Fig.1;

Fig.7 ist ein Schnitt entlang der LinieVII-VII der Fig. 6;

Fi g. 8 ist ein Schnitt entlang der Linie VIItVIII der Fig. 6.

Die Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von homogenen kontinuierlichen Bändern 44 zellenförmiger Struktur aus Polystyrol oder anderen Vinylpolymeren oder Mischpolymeren aus in der Wärme dehnbaren Granalien 6 umfaßt gemäß Fig. 1 drei Vorrichtungen oder Teile, d. h. eine Vorrichtung 1 zur Herstellung des Vor- oder Zwischenproduktes 18', eine Vorrichtung 2 zur Herstellung der vorgedehnten Bänder 33, eine Vorrichtung 3 zur Herstelung der fertigen Bänder 44, wobei ;die Transportelemente 4 und 5 zwischen den Einheiten 1 und 2 bzw. 2 und 3 angebracht sind.

Vorrichtung zur Herstellung des Vor- oder Zwischenproduktes (F i g. 2 und 3)

In der Wärme dehnbare Polymer-Granalien 6, beispielsweise in Form von Kügelchen, werden auf bekannte Weise, z. B. durch ein Förderband B, in den

ίο Behälter 7 der Vorrichtung 1 zur Herstellung des Vorproduktes geleitet. Der untere Teil des Behälters 7 ist mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Förderband 8, beispielsweise aus Metallfadengewebe, verschlossen.

Die untere, in der Richtung des Pfeiles F des Bandes 8 liegende Seite des Behälters 7 ist mit einem verstellbaren Schieber la zum Regeln der Dicke der Schicht 13 der durch das Förderband 8 aus dem unteren Teil des Behälters 7 geförderten Granalien 6 versehen. Diese Schicht 13 kann beispielsweise etwa 1 cm stark sein. Seitlich angebrachte Führungsbleche 9 (Fig. 3) verhindern ein seitliches Abrollen der Granalien vom Förderband 8. Dieses Förderband ist in sich geschlossen und läuft über die Rollen 10 und beim Rücklauf über 'die Rollen 11.

Ein zweites flüssigkeitsdurchlässiges Förderband 12, vorzugsweise ebenfalls aus Metallfadengewebe, bedeckt die Schicht 13 aus Granalien, die zwischen den beiden Förderbändern 8 und 12 festgehalten wird. Es ist ersichtlich, daß das untere Band 8 in dem Bereich, in dem die beiden Förderbänder 12 und 8 übereinanderliegen, gegen das obere Band 12 und dabei gegen die Polymer-Granalien drückt. Das Förderband 12 ist ebenfalls in sich geschlossen und läuft auf den Rollen 14 und beim Rücklauf auf den Rollen 15.

Die beiden zwischen den Führungsblechen 9 gleitenden Förderbänder 8 und 12 befördern die Schicht 13 aus Granalien in einen Trog 16, in dem ein Lösungsmittel für die Polymer-Granalien enthalten ist. Dieses Bad kann gleichfalls eine nichtlösende Flüssigkeit zur Verdünnung des Lösungsmittels erhalten, um dessen Wirkung zu mildern. Beispielsweise kann der Trog 16 eine Mischung von 100 Volumteilen Petroläther als nichtlösendes Mittel und 20 Volumteilen Aceton als Lösungsmittel enthalten.

Beim Austritt aus dem Trog läuft das in Richtung des Pfeiles F sich bewegende Förderband 8 und das in Richtung des Pfeiles F' laufende Förderband 12 über ein Blech 17 zur Aufnahme der durch die Maschen des Förderbandes 8 abtropfenden Flüssigkeit, die in den Trog 16 zurückgeführt wird.

Infolge ihrer oberflächlichen Anlösung werden die agglomerierten Granalien durch den durch die beiden Förderbänder 8 und 12 ausgeübten leichten Druck aneinandergedrückt und so ein Band 18 aus im wesentlichen an ihren Berührungspunkten aneinanderhaftenden Granalien gebildet.

Das feuchte Band 18 wird in eine Trockenvorrichtung 19 geleitet, die vorzugsweise aus einer durch ein Rohr 20 mit einer (nicht dargestellten) Evakuierungsvorrichtung verbundenen Glocke besteht. Das trockene Band 18' verläßt bei 21 die Vorrichtung 1 in Form eines kontinuierlichen Bandes aus dehnbaren, aber noch völlig ungedehnten und lediglich aneinandergeballten Polymer-Granalien. Dieses Band hat einen rechteckigen Querschnitt, der von den bei-

den Laufbändern 8 und 12 und den Führungskanten 9 begrenzt ist.

Dieses Band 18' wird von der Transportvorrichtung 4 zu der Vorrichtung 2 zur Herstellung des vorgedehnten Bandes 33 gebracht.

Vorrichtung zur Herstellung der vorgedehnten
Bänder (F i g. 4 und 5)

Die Vorrichtung 2 besteht aus zwei in sich geschlossenen, den Bändern 8 und 12 der Vorrichtung 1 entsprechenden, vorzugsweise aus Metallfadengeweben bestehenden Bändern 22 und 23. Diese Bänder 22 und 23 werden mit der gleichen Geschwindigkeit in Richtung -der Pfeiler F₁ und F₁ über die Rollen 24 bzw. 25 und beim Rücklauf über die Rollen 26 bzw. 27 bewegt.

Die Bänder 22 und 23 entfernen sich progressiv voneinander, wobei die Entfernung D am Austritt S der Vorrichtung 2 im wesentlichen lOmal so groß ist wie die Entfernung d zwischen den Transportbändern 22 und 23 am Eintrittsende E der Vorrichtung 2. Zwei feste Flansche 28 aus Metallblech (F i g. 5) begrenzen die Bänder 22 und 23 seitlich.

In der Vorrichtung 2 erfolgt 'die Vordehnung der dehnbaren, zu einem Band agglomerierten Granalien durch Erwärmen auf 80 bis 100⁰C, z. B. mit heißem durch Leitung 29 in die Berieselungs>anlage 30 geleitetem Wasser, das durch 'die Düsen 31 in einer Reihe von Strahlen 3Γ durch das perforierte Band 23 hindurchgespritzt v/ird. Das heiße Wasser wird anschließend durch ein Blech 32 aufgefangen und zu einem (nicht dargestellten) Behälter geleitet, in dem es erwärmt und anschließend in die Leitung 29 zurückgeführt wird.

Das bei E in die Vorrichtung 2 eintretende Band 18' aus dehnbaren, zusammenklebenden Granalien unterliegt nun einer Vorausdehnung, wobei sein äußeres Volumen etwa lOOmal vergrößert wird, da der Höhenunterschied zwischen den Transportbändern 22 und 23 und die freie seitliche Dehnung des Granalienbandes am Ende etwa dem lOfachen des Anfangs entspricht. Infolge der progressiven Dehnung des Bandes 18' erhält man bei S ein Band 33 aus gedehnten Granalien, das lOmal größer und lOmal dichter ist. Wie bei 33 insbesondere in F i g. 1 gezeigt ist, hat jedes einzelne Korn im Band 18' sein Volumen vergrößert, und die Berührung zwischen den einzelnen Körnchen ist jetzt eine Flächenberührung, während beim Eintritt des Bandes 18' die Berührung im wesentlichen nur an Oberflächenpunkten erfolgte.

Gleichwohl besitzt das bei S austretende und von dem Transportelement 5 aufgenommene Band 33 noch eine gewisse Durchlässigkeit für Flüssigkeiten.

Vorrichtung zur Herstellung des Endproduktes
(Fig. 6, 7 und 8 )

Die endgültige Dehnung zum Zweck der Herstellung eines homogenen Produktes erfolgt in Vorrichtung 3, die aus vier Förderbändern besteht, und zwar einerseits aus zwei Bändern 34 und 35, die parallel in Richtung der Pfeile F₂ und F₂' über die Rollen 36 bzw. 37 und auf dem Rückweg über die Rollen 38 bzw. 39 laufen, und andererseits aus zwei seitlichen Transportbändern 40, die die Transportbänder 34 und 35 seitlich begrenzen und auf den Rollen 49 ruhen.

Die vier Bänder 34, 35 und 40 bestehen vorzugsweise aus Metallfadengeweben mit einer gewissen Flüssigkeitsdurchlässigkeit, laufen mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung um und gewährleisten so die Bewegung des polymeren Bandes während seiner endgültigen Ausdehnung. Das bei E' ohne vorheriges Abkühlen beim Austritt aus der

ίο Vorridhtung 2 eintretende Band 33 aus vorgedehnten Granalien wird bei Temperaturen zwischen etwa 100 und 120⁰C endgültig gedehnt, beispielsweise durch Dampfstrahlen 41' aus den Düsen 41, die aus den Verteilern 42 gespeist werden, in die der Dampf mit einem Druck von 3 bis 4 atü durch die Leitungen 43 geleitet wird.

Da die Vorrichtung so konstruiert ist, daß die ständige Entfernung zwischen den Bändern 34 und 35 die gleiche wie bei D ist und die Entfernung zwisohen den Bändern 40 ebenso groß ist wie die Entfernung zwischen den Führungsblechen 28, d. h. die Breite des Bandes33 beim Austritts aus der Vorrichtung 2 aufweist, wird das äußere sichtbare Volumen des Bandes 33 nicht vergrößert, sondern die endgültige Dehnung hat den Zweck, durch Anschwellen der Granalien des Bandes 33 ein möglichst vollständiges gegenseitiges Aneinanderhaften der Granalien ohne Zwischenräume zu bewirken. Das Polymerband erhält so eine endgültige Form 44 in Berührung mit den beweglichen Wänden 34, 35 und 40. Das in F i g. 6 dargestellte, bei 5" austretende Band 44 besitzt eine vorzügliche Homogenität und hat den gleichen Querschnitt wie an seinem Eintrittsende E'.
Kurz vor dem Ausgang S' wird das Band 44 beispielsweise in der durch Leitung 46 mit kaltem Wasser gespeisten Berieselungsanlage 45 abgekühlt, die die Wasserstrahlen 47' durch die Düsen 47 ausstoßen. Auf diese Weise kann das bei S' austretende und von dem Tisch T aufgenommene Band 44 direkt verwendet werden.

Trennwände 48 trennen die Heizvorrichtung im linken Teil von den Abkühlvorrichtungen im rechten Teil der Vorrichtung 3.
Es ist ebenfalls zu bemerken, daß bei allen vier Förderbändern 34, 35 und 40 die Rollen 36, 37 und 49 nahe genug beieinanderliegen, um sicherzustellen, daß während der endgültigen Dehnung ein gewisser Druck von den Transportbändern auf das Polymerband 33 ausgeübt wird.

Aus F i g. 1 ist klar ersichtlich, daß bei der dargestellten Anlage die polymeren Granalien 6 zunächst in der im einzelnen in den F i g. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung 1 zu einem aus völlig ungedehnten, nur mit ihren Tangentialpunkten aneinanderhaftenden Granalien bestehenden Band 18' umgeformt werden und anschließend in der in F i g. 4 und 5 im einzelnen dargestellten Vorrichtung 2 zu einem Band 33 aus gedehnten und mit ihren Tangentialflächen zusammenklebenden Granalien und schließlich in der in F i g. 6, 7 und 8 im einzelnen dargestellten Vorrichtung 3 zu einem im wesentlichen homogenen Band 44 aus gedehnten Polymeren umgewandelt werden.
Zur Vereinfachung sind in den Fig. 3, 5 und 8 nur die Rollen 10, 14, 24, 25, 36 und 37 dargestellt, auf denen die Bänder 8,12, 22, 23, 34 und 35 aufliegen.

In der Zeichnung ist die Anlage nur schematisch

dargestellt, um das Funktionieren der Anlage leichter

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erklären zu können. Eine Vereinigung der Vorrichtungen 1, 2 und 3 zu einer Einheit ist durchaus möglich.

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die Herstellung von homogenen Massen zellenförniiger Struktur" aus allen Arten von in der Wärme dehnbaren Granalien, insbesondere aus Granalien von Vinylpolymeren oder -mischpolymeren, wie Polystyrol, und von Mischpolymeren von Styrol und einem Monomeren, wie Acrylnitril, Polyvinylacetat, Buta- ίο dien und Allyldibrompropylphosphat.

Claims (2)

Patentansprüche: ,

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit · zellenförmiger Struktur aus in der Wärme dehnbaren Harzgranalien, in denen eine flüchtige Flüssigkeit eingeschlossen, ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Granalien in einem Lösungsmittelbad für das Harz befeuchtet- werden, die Granalienmasse anschließend ohne Erwärmen unter Druck behandelt wird und das durch «die Druckbehandlung zusammengeballte, aber noch eine Porosität aufweisende Vorprodukt

aus an-ihren Berührungspunkten aneinanderkle-' benden Granalien dann zum Verdampfen der flüchtigen Flüssigkeit -erwärmt wird/ wobei eine Ausdehnung des Vorproduktes erreicht wird. *

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprodukt zunächst an der Luft ohne Formgebung bei einer unteren Temperatur zu einer noch porösen Masse vorex-pandiert wird, deren ausgedehnte aneinanderkleb'ende Granalien noch einzeln vorliegen, und dann diese nicht homogene Masse unter völliger Verdichtung der Zwischenräume zwischen den Granalien zur Herstellung einer praktisch homogenen Masse von zellenförmiger Struktur in einer Form auf eine höhere Temperatur erhitzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 866 846; französische Patentschrift Nr. 1014 514;
britische Patentschrift Nr. 588 617;
Badische Anilin- & Soda-Fabrik A. G., Druckschrift 8429 (September 1954), »Styropor — ein neuartiger, poröser Kunststoff«.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 537/382 3.66 © Bundesdruckerei Berlin