DE1230199B - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffolien - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B29d

Deutsche KL: 39 a3- 27/00

Nummer: 1230199

Aktenzeichen: C25058X/39a3

Anmeldetag: 13. September 1961

Auslegetag: 8. Dezember 1966

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffolien aus einem Lösungs- bzw. Quellmittel sowie feste, in der Wärme Gase abgebende Treibmittel enthaltendem, aufschäumbarem, thermoplastischem Kunststoff.

Es ist bekannt, Schaumstoffolien aus Schaumstoffblöcken durch Schneiden, Schälen oder Sägen herzustellen. Dieses Verfahren gewinnt jedoch erst bei der Herstellung von Folien mit mehr als 2 mm Stärke in zunehmendem Maße technische und wirtschaftliche Bedeutung, während die Herstellung von Schaumstoffolien unter lmm Stärke nur unter erheblichen verfahrenstechnischen Schwierigkeiten möglich und außerdem stark vom Material abhängig ist. Ganz allgemein zeigt das Verfahren den bedeutenden Nachteil, daß durch die Auftrennung größerer Blöcke das Zellgefüge beschädigt wird, wodurch bei geschlossenzelligen Schaumstoffen je nach Porengröße und Folienstärke gemischte bzw. offenzellige Schaumstoffe erhalten werden. Zum anderen fallen bei der Auftrennung durch Sagen erhebliche Mengen Verschnitt an, die zumeist nicht weiterverwendbar sind und besonders bei Folien geringerer Stärke den Preis stark heraufsetzen.

Weiter ist es bekannt, treibmittelhaltiges Polystyrol auf Extrudern nach dem sogenannten Folienblasverfahren zu feinzelligen Schaumstoffolien mit hohem Oberflächenglanz kontinuierlich zu verarbeiten. Nach dem derzeitigen Stand der Technik können dabei Folien von 0,25 bis 0,75 mm Stärke hergestellt werden. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen einmal in der Eingrenzung der Folienstärke auf 0,25 bis 0,75 mm, dann in der verhältnismäßig geringen, durch den Extruder bedingten Ausstoßleistung und schließlich in der starken Abhängigkeit des Ausstoßes (Quadratmeter pro Stunde) von der Folienstärke. Weiter läßt dieses Verfahren kaum eine Beeinflussung der Zellstruktur zu, so daß es nicht möglich ist, etwa durch Vergrößerung der Zellen transparente Schaumstoffolien zu erhalten. Darüber hinaus läßt sich die biaxiale Orientierung, die zur Gewährleistung von in sämtlichen Richtungen einheitlichen Festigkeitswerten der Schaumstoffolien erforderlich ist, nach dem beschriebenen Verfahren nur unter großen Schwierigkeiten erreichen.

Schließlich ist ein Verfahren zum Herstellen von mikroporösen Folien aus thermoplastischen Stoffen, die mit wieder entfernbaren porenbildenden Feinstoffen und einem die Feinstoffe nicht angreifenden Lösungsmittel vermischt sind, bekannt, wobei das Mischgut zu Folien verformt wird, die porenbildenden Feinstoffe nach dem Austreiben des Lösungs-Verfahren zur Herstellung von
Schaumstoffolien

Anmelder:

Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft, Mari

Als Erfinder benannt:

Hans Grothoff, Gelsenkirchen-Buer

mittels wieder entfernt und die Folien getrocknet werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Folien nach dem vollständigen oder teilweisen Austreiben des Lösungsmittels, jedoch vor dem Entfernen der Feinteilchen, einer solchen mechanischen Bearbeitung, z. B. durch Kalandern oder eine Streckbehandlung, unterworfen werden, daß die Folienstärke vermindert wird und andere Dimensionen vergrößert werden. Bei diesem Verfahren muß das Treibmittel in jedem Fall wieder entfernt werden.

Es wurde nun gefunden, daß sich Schaumstofffolien aus einem Lösungs- oder Quellmittel sowie feste, in der Wärme Gase abgebende Treibmittel enthaltenden, aufschäumbaren, thermoplastischen Kunststoff unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile, insbesondere ohne die verwendeten Treibmittel wieder entfernen zu müssen, in einfacher Weise herstellen lassen, wenn der treibmittelhaltige Kunststoff zunächst bei Raumtemperatur durch Walzen zu Folien verformt, von den darin enthaltenen Lösungsbzw. Quellmitteln durch Wärmeeinwirkung, gegebenenfalls im Gegenstrom geführte Warmluft, weitestgehend befreit, danach durch Eintauchen in ein auf Temperaturen von 70 bis 120° C erhitztes Flüssigkeitsbad aufgeschäumt, dann über Walzen geglättet und anschließend getrocknet wird.

Die aufschäumbaren, thermoplastischen, feste, in der Wärme Gase abgebende Treibmittel enthaltenden Kunststoffe werden vorzugsweise in der Weise hergestellt, daß man das Treibmittel in gelöster Form mit dem Kunststoff intensiv mischt, durch Zumischen von Flüssigkeiten, die das Treibmittel kaum bzw. gar nicht lösen, jedoch mit dem Lösungsmittel des Treibmittels mischbar sind und die als Lösungsmittel bzw. Lösungs- und Quellmittel auf den Kunststoff wirken, das Treibmittel feinkörnig und homogen in dem Kunststoff-Lösungsmittel-Gemisch ausfällt, aus dem

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nach vollständiger Auflösung des Kunststoffes die Lösungsmittel bzw. Lösungs- und Quellmittel entfernt werden. Unter thermoplastischen Kunststoffen sind dabei insbesondere solche zu verstehen, die in einem vorzugsweise unter 100° C siedenden Lösungsmittel bzw. einer Kombination aus Lösungs- und Quellmittel löslich bzw. anlösbar sind und im plastischen Zustand über ein gutes Fließverhalten verfügen, wie dies z. B. bei Polystyrol, gewissen Polyamiden und Cellulosederivaten der Fall ist. Als Treibmittel sind Verbindungen geeignet, die in der Wärme Gase abgeben, wie Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydrogencarbonat, Natriumhydrogencarbonat oder Azoverbindungen.

Die Verformung des thermoplastischen Kunststoffes zu Folien erfolgt auf Walzen bzw. einem Kalander vorzugsweise bei Raumtemperatur. Der Lösungs- bzw. Quellmittelgehalt soll dabei jeweils der für die Verformung optimalen Plastizität des Thermoplasten angepaßt sein. Die Temperaturen der vorzugsweise im Gegenstrom geführten Warmluft richten sich nach den Siedepunkten der verwendeten Lösungs- bzw. Quellmittel, nach den Zersetzungspunkten des Treibmittels und nach der thermischen Stabilität der Kunststoffe. Sie dürfen jedoch nur so hoch sein, daß bei der Entfernung der Lösungs- bzw. Quellmittel eine Zersetzung der Treibmittel nur in untergeordnetem Maße eintritt. Nach Entfernung der Lösungs- bzw. Quellmittel, gegebenenfalls unter Vakuum, wird die Kunststoffolie je nach der Zersetzungstemperatur des Treibmittels auf Temperaturen von 70 bis 120° C erwärmt. Nach der eigentlichen Aufschäumung wird die Kunststoffolie diskontinuierlich zwischen polierten Platten oder vorzugsweise kontinuierlich über Walzen geglättet.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft in der nachfolgend beschriebenen und in der Abbildung wiedergegebenen Vorrichtung durchführen.

Aus dem Vorratsbehälter 1 wird der vorzugsweise wie oben beschrieben hergestellte Kunststoff durch eine Fördereinrichtung, beispielsweise durch eine Schnecke 2, zur Verformung auf die als Kalander wirkenden, gekühlten Walzen 3 transportiert. Dabei sind an den Kalander selbst keine hohen Anforderungen zu stellen, zumal der von den Walzen aufzunehmende Verformungsdruck, der durch die in ihrer Zähigkeit und Walzbarkeit beliebig einstellbaren Kunststoffmassen gegeben ist, im Vergleich zu der Verarbeitung von Gummimischungen oder von Thermoplasten in der Wärme selbst bei sehr dünnen Folien gering ist. So sind schon einfache, kühlbare Abzugs- bzw. Glättwalzen ohne weiteres geeignet. Die aus den Walzen 3 abgezogenen weichen Folien laufen auf ein mit dem Kalander verbundenes Förderband 4, das zweckmäßigerweise zur allseitigen Belüftung der Folien als Sieb ausgebildet ist. Die genügend erhärtete Folie kann jedoch auch ohne Schwierigkeiten frei, d. h. ohne Förderband als Unterlage abgezogen werden. In dem von der Folie durchlaufenen Trockenraum 5 wird nun die ausgewalzte Folie von ihrem Lösungs- und Quellmittelanteil durch in Gegenrichtung zum Folienlauf geführte vorgewärmte Luft weitestgehend befreit. Zur Vermeidung von Lösungsmittelverlusten ist der Trockenraum 5, der Kalander 3 und das Förderband 4 dicht abgeschlossen und mit einer Lösungsmittelrückgewinnungsanlage 6 verbunden. Die Trocknungszeit hängt stark von der Folienstärke, ab. So ist es besonders bei der Herstellung von stärkeren Folien zweckmäßig, zur Aufrechterhaltung einer von der Folienstärke abhängigen Ausstoßleistung den Weg der Folie im Trockenraum 5 beliebig variabel zu

ίο halten — etwa durch wechselseitige Umlenkung in der Vertikalen. Nach weitestgehender Befreiung vom Lösungs- bzw. Quellmittel wird die Folie zur Aufschäumung durch ein beispielsweise mit Wasser von 70 bis 100° C gefülltes Heizbad 7 geleitet. Durch den bei der Aufschäumung verursachten Längen- und Flächenzuwachs der Schaumstoffolie muß die Abzugsgeschwindigkeit gegenüber der Walzgeschwindigkeit des Kalanders erhöht werden. Gleichzeitig ist die Folie unter leichter Spannung zu halten, um ein Krausem zu vermeiden. Das Glätten der Folie kann auf verschiedene Weise erfolgen. Besonders zweckmäßig ist es, die heiße Folie sofort nach Verlassen des Wasserbades 7 durch die gekühlten, polierten Abzugs- und Glättwalzen 8 laufen zu lassen. Der von den Walzen ausgeübte Druck muß dabei so eingestellt werden, daß einerseits ein befriedigender Oberflächeneffekt erzielt wird und zum anderen die Dichte des Schaumes nicht allzu sehr verändert wird. Ferner ist es möglich, die kalte Schaumstoffolie mit hoher Geschwindigkeit durch polierte, über 120° C geheizte Walzen laufen zu lassen, so daß nur die Oberfläche angeschmolzen und dadurch geglättet wird. Das den Folien anhaftende, durch das Glätten nicht entfernte Wasser wird in dem Trockenkanal 10 mit Warmluft von weniger als 100° C entfernt. Anschließend wird die Folie aufgerollt bzw. in die gewünschte Größe geschnitten.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es in einfacher Weise möglich, wegen der geringen Walzenbelastung breite Schaumstoffolien in sehr geringen Stärken herzustellen. Durch die bei der Expansion in allen Richtungen erfolgte Reckung des Materials werden eine triaxiale Orientierung und somit optimale Festigkeitswerte erreicht.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Schaumstofffolien aus einem Lösungs- bzw. Quellmittel sowie feste, in der Wärme Gase abgebende Treibmittel enthaltenden, aufschäumbaren, thermoplastischen Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der treibmittelhaltige Kunststoff zunächst bei Raumtemperatur durch Walzen zu Folien verformt, von den darin enthaltenen Lösungs- bzw. Quellmitteln durch Wärmeeinwirkung, gegebenenfalls im Gegenstrom geführte Warmluft, weitestgehend befreit, danach durch Eintauchen in ein auf Temperaturen von 70 bis 120° C erhitztes Flüssigkeitsbad aufgeschäumt, dann über Walzen geglättet und anschließend getrocknet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 1 010 267.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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