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DE1808364A1 - Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Schaumstoffen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Schaumstoffen

Info

Publication number
DE1808364A1
DE1808364A1 DE19681808364 DE1808364A DE1808364A1 DE 1808364 A1 DE1808364 A1 DE 1808364A1 DE 19681808364 DE19681808364 DE 19681808364 DE 1808364 A DE1808364 A DE 1808364A DE 1808364 A1 DE1808364 A1 DE 1808364A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polymer
propellant
zone
heat
screw press
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681808364
Other languages
English (en)
Inventor
Ehrenfreund Herbert Albert
Cronin Edward Wright
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haveg Industries Inc
Original Assignee
Haveg Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haveg Industries Inc filed Critical Haveg Industries Inc
Publication of DE1808364A1 publication Critical patent/DE1808364A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3442—Mixing, kneading or conveying the foamable material

Landscapes

  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

Haveg Industries* Xnc. (US 685 J88~prio 25,11c6? Wilmington, Delaware/V.St.A. Dekt. 221-GER - 5775)
Hamburg, 11. November 1968
Verfahren zur Herstellung von t-.hermopi.asti·--' sehen Schaumstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sur Herstellung, von thermoplastischen Schaumstoffen durch Vererbe!tung eines aufsehäurabaren thermoplastlsehen Polymeren auf einer Schneckenpresse.
Die Herstellung von thermoplastischen Schaumstoffen durch Extrudieren oder Spritzen ist bekannt. So ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 2 987 77^ ein Verfahren zur Herstellung poröser Körper aus thermoplastischer Material unter Verwendung einer gegenläufig arBeftinden Doppelschneckenpresse und in der USA-Patentschrift 3 287 477 ein Verfahren zum Spritzen von thermoplastischen Schaumstoffen mit einer Einsohneckenmaschine besehrieben. Jedoch erfordern diese beiden bekannten Verfahren aufgrund der dabei auftretenden hohen SeherkrSfte große Energiemengen.
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Bei äen normalen Schaumsfcoffsprltzverfahren unter Yer-.Wendung von Einschneckenprensen oder gegenläufig; arbei tenden Doppelschneckenpresse^ muß der thermoplaste s aufsohäurobaren Mischung sw Erzielung einer guten Dwcihmlschung ein© so hohe Wärmemenge sugeführt vierten,, daß sie auf eine wesentlich oberhalb der Austrittstenjperatur liegende Temperatur gebracht wird. Auf uer anderen Seite unB eine hohe Wärmemenge abgeführt werden, nm die Mischung BXit die zum Sprifcssen geeignete Temperatur zu bringen. Wenn bei zu hohen Temperaturen gespritzt wird« fallen die Sohäurae im allgemeinen yjusammen, da die Ze3.lv/Snue nicht fest genug sind», um dem Druck des gasförmigen Treibmittels standzuhalten.
Xn typischen Direk'cspritzsyetemen wie Einaehneoksniftaschinen treten beim Extrudieren von hLtsebeständigeß'Al!··» zvieekpolystjrrolachäuraen In des» aufschäuntoaren Polymermisßhung Im allgemeinen Temperaturen von 200 bit» 2'ß*?V
auf. Aus dieser Mischung muß dann Wärme abgeführt wsrum sie bis zur Düse "s>sw. zum Au&^rJ,ttsende auf etwa
O abzukühlen.
Bisher war rcan der Ansicht^. daß bei der Herstellung von Schaumstoffen-das-tischen und JDurßhai*beiten der thermo»
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plastischen Polymeren unter Anwendung möglichst großer Scherkräfte erfolgen muß. Die Anwendung solcher hohen Scherkräfte führt Jedoch zu übermäßig hohen Temperaturen der Polymerroasse, so daß Wärme abgeführt werden muß, um die Temperatur der Masse zu senken; darüberhlnaus ist diese Arbeitsweise mit hohen Betriebskosten verbunden. Bei einer typischen Einschneckenpresse ist beispielsweise eine Pressenletebung von 125 PS (auf das Spritzsystem) für eine Schaumstoffproduktion von Ij56 kg Je Stunde erforderlich. Bei einem modifizierten Einschnecken system zur Herstellung von thermoplastischen Schaumstoffen, in welchem eine ll^öm-Schnecke und eine 15*2cra-Schnecke hintereinander geschaltet sind, 1st eine Pressenleistung von 100 PS an der ll^cm-Sohnecke und von 75 PS an der 15*2 cm-Schnecke, d.h. eine Gesamtleistung von 175 PS,für eine Schaumstoffproduktion von nur 181 kg je Stunde erforderlieh.
Doppelschneckenpressen mit gleichsinnig laufenden Schnecken sind seit vielen Jahren bekannt und beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 252 182 beschrieben. Derartige gleichsinnig laufende Doppelschneckenpressen wurden bisher Jedoch nicht zur Herstellung von thermoplastischen Schaumstoffen eingesetzt, da man der An-
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eicht war, daß für eine gute Durcharbeitung hohe Scherkräfte erforderlich sind* 01eioh»innig laufende Doppelschneckenpressen werden normalerweise auch nicht zum Spritzen der Üblichen Nlehtsohaurostoffe verwendet, da Einschneckenmasohlnen für diese Zwecke als wesentlich geeigneter angesehen werden.
Es wurde nun Überraschenderweise gefunden, daß man aufsohäunbare thermoplastische Harze mit einer Doppelschneckenpresse mit gleichsinnig laufenden Schnecken unter wesentlich geringerem Energieaufwand als mit konventionellen Sohaumspritzsystemen zu Schaumstoffprodukten verarbeiten kann. Außerdem 1st die Höchsttemperatur, welcher das thermoplastische Polymere bei der Verarbeitung ausgesetzt wird, wesentlich niedriger als die bei den üblichen Spritzsystemen auftretenden Höchsttemperaturen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird demzufolge ein Verfahren «ur Herstellung von thermoplastischen Sohaumstoffen durch Extrudieren eines aufschäumbaren thermoplastischen Polymeren im Gemisch mit einem Treibmittel vorgeschlagen, bei welchem man das Polymergemisoh zwischen ineinandergreifenden, gleichsinnig ro-
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tierenden Sohnecken einer Doppelschneckenpresse hindurohfünrt und su einem Schaumstoff extrudiert.
Aufsohäumbare thermoplastische Harze, welche nach dem erfindungsgenäfien Verfahren verarbeitet werden können, sind beispielsweise Chlorkautschuk, Celluloseether und -ester, z.B. Xthy!cellulose, Celluloseacetat und Celluloseaoetatbutyrat, Homopolymers von Propylen, Isobutylen, Buten-1, Vlnylhalogeniden, z.B. Vinylchlorid und Vinylfluorid, Vinylidenchlorid, Vlnylestern von Carbonsäuren, z.B. Vinylacetat, Vlnylstearat und Vinylbenxoat, Vinyläthem, s.B. Vlnylmethyläther, Vinyläthyläther und Vinyl» ieobutyläther, Chlortrifluoräthylen, -tetrafluoräthylen und -he jtfluorpropylen, ungesättigten Carbonsäuren und Derivaten derselben, z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Methylaorylat, Methyl-ot-chloracrylat, Sthylaorylat, Nethylnethaorylat, Acrylamid, Aorylonitril und Methacrylonltril, sowie Mlsohpolymerlsate der genannten Vlnylldennonomeren mit ct,e-ungesättlgten Polycarbonsäuren und Derivaten derselben, z.B. Malelnsäureanhydriden, DdLäthylnaleat, Dibutylfumarat, Dlallylnaleat, Dlpropylaaleat usw. Eine bevorzugte Stoffklasse utnfaSt die harten, relativ unelastischen thermoplastischen Harze wie die Homopolymerisate und Mischpolymerisate von Vlnyl-
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Chlorid, z.B. Polyvinylchlorid, Vinylohlorid-Vlnylaoetat-Copolymere (87:1», Vinylehlorid-Acrylnitril-Copolytnere (80; 20), die Homopolymeren von vinyllden-aromatischen Kohlenwasserstoffen und ringförmigen halogenieren Derivaten derselben, s.B. Styrol, o-Chloratyrol, p* Chlorstyrol, 2,5-Diohloretyrol, 2,4-Dicbloratyrol, p-Methyl-* » P^Xthylstyrol/ai.-lfethyletyrol, Vlnylnaphthalin» iföaohpoXyro«risat<3 däeser Vlnyllöirnraonoiaero^ntöif"' einander und mit anderen VlnyHdengsonoineren, weiene min» destene JOJi der vinyllden-aroinatleohen Kohlenwaeserstoff*» Verbindungen enthalten, ss.B. ein Copol^iieree aus 70$ Styrol und ^Acrylnitril. Eine, bevorsugt® IClftse® von Karaten unfaSt die thermaplastisehen Styrolpolyntn»», ■indeetene 70 Getr,^ Styrol in der Struktur enthalten.
Bei Verweildung von Polystyrol kenn mrmlm Polystyrol od@r hooh@uhlegf@stes Folystyrol od@r eine Klsohung aus 5 bis 95$ nomalm kristallinen Polystyrol und 95 bis % hoehsohlagfestem Polystyrol eiEg@@et%t werden. Bei Verwendung eines thevmoplastisehen Styrol» polymeren enthält iiesee noraalerweiee mehr als 50 Oew·^ Styrol und vorssugswela® mindestens 70 0ew.f& Styrol in der Struktur. Hoonsohlagfeste Polystyrole werden oft dureh polymer!sation von monooteresi Styrol in Gegenwert
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von 2 bis 15 Gew.^ eines kautaehukartigen Dienpolynieren oder durch Polymerisation von Styrol In Gegenwart der gleichen Mengen eines d.l funktionell en Stoffes hergestellt. Zu den hochechlagfesten Polystyrolen gehören beispielsweise Terpolymere aus % Acrylnitril, 5% Butadien und 90Ji Styrol, Copolymere aus 5# Butadien und 95# Styrol, Copolymere aus % Acrylnitril und 95# Styrol, durch Polymerisation von 95^ Styrol in Gegenwart von
Polybutadien erhaltene Produkte, Copolymere aus "
ohlorsulfoniertem Polyäthylen und 95^ Styrol, Mischungen aus 97,5# Polystyrol und 2,5# Polybutadien, Mischungen aus 95# Polystyrol und 5# hydriertem Polybutadien mit 25,4$ restlichen ungesättigten Bindungen, in Gegenwart von 5j6 hydriertem Polybutadien mit 4,5$ restlichen ungesättigten Bindungen hergestelltes Polystyrol, Mischungen aus 95# Polystyrol und 5$ Polyisopren, Mischungen aus 98$ Polystyrol und 2# kautschukartigem Butadlen-Styrol-Copolymerem, Mischungen aus 85^ Polystyrol und I556 kautschukartigem Butadien-Sfcyrol-Copolymerem und Copolymere aus 99,5# Styrol und 0,5^ Divinylbenzol.
Weitere geeignete thermoplastische Harze sind die Polycarbonate, z.B. die Polymeren aus Bisphenol-A und Uiphenylearbonat, Polyoxymethylen (Delrin), die Oxymethylen-
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Aikylenoxy-Üopolymeren, a.Β» Q^methyle>ii-KthyX©noxya (95*5)* Polyurethane* z.B. Vorpolymerlsate von Toluoldilsoeyanat und PolypropylenglyJcol mit einem Molekulargewicht von 2025, Daeron (Polyethylenterephthalat) und Nylon (z.B. polymeres Hexamethylenadipamid). Es können auch ABS-Terpolyraere verwendet werden» ζ.B. ein Terpolymeres aus 2% Butadien, 1% Acrylnitril und 60$ Sfcyrol (ein hartes ABS-Terpolyraer©s) sowie andere Terpolymers mit 25 bis 6'G^ Butadien, 10 bis 20$ Acrylnitril und 20 bis 60# Styrolf ebenso können auch Fumarat- und Phthalatester verwendet werden.
Insbesondere eignet sich die Erfindung zur Herstellung von Schaumetoffen aus Polyäthylen (sowohl hoher Dichte» z.B. 0,960» als auch mittlerer Dichte, z.B. 0,935, und nie» derer Dichte, z.B. 0*914), Polypropylen, Copolyineren von Äthylen und Propylen (z.B. 50:50-, 6O:4o- und 20:80-Copolymere), regulärem oder hoohschlagfestern Polystyrol, Aorylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymsren, Polyvinylchlorid (vorzugsweise Hartpolyvinylohlorid), Copolymeren von Äthylen mit geringen Mengen Buten-r(z.B. 90:10 und 97,5:2,5), Terpolyraeren aus Äthylen, Propylen und bis zu 5# nlchtkonjugierten Polyolefin ivie Pentadien-1,4 und Dlcyclopentadien, z.B. Terpolymeren aus 60$ Äthylen, 39Ji Pro-
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pylen und 1 £ Ailooeimea oder Penta<ü<en«l,4.
Ee können auch Fluorkohlenstoffpolymere wie Polytetrafluorethylen, Polyhexafluorpropylen, Polymere von Vinyliden fluorid und Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropyl.en-Copolymere (z.B* 50:50) verwendet werden.
Gegebenenfalls können auch Mischungen der genannten thermoplastischen Polymeren eingesetzt werden.
Ein Schäum·· oder Treibmittel, welches vorzugsweise aus einer unterhalb der Erweichungetemperatur des Polymeren verdampfenden flUohtigen Flüssigkeit besteht, kann an einer geeigneten Stelle in den Zylinder der Spritzmaschine eingeführt und durch die Mischwirkung der Schnecken im thermoplastischen Polymeren verteilt werden. Die flüchtige Flüssigkeit bzw. das sonst verwendete Treibmittel darf nicht mit dem thermoplastischen Polymeren reagieren und höchstens ein schwaches Lösevermögen für dasselbe besitzen.
Als flüchtige Flüssigkeit können aliphatische Kohlenwasserstoffe verwendet werden, welche zwischen 10 und 1000C und vorzugsweise zwisohen 20 und 90°C sieden, z.B. Petroläther
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(welcher vorwiegend aus Pentmi odor Hexan oder aus einer Mischung die&er Kohlenwasserstoffe besteht), Pentan» Hexan, Isopentan, Heptan, Cyclohexan, Cyclopentane Pentadion und Neopentan. Weitere geeignete flüchtige Flüssigkeiten sind Methanol, Äthanol,, Methjfecetat, Kthylacetat, Methylchlorid, Butan, Aceton, Methylformiat, Kthylformiat, Dichlorethylen, Perohloräthylen, Dichlortetrafluowsethan, Xeopropylehlorid, Propionaldehyd, Diisopropyläther, Dichlordiflwormethan und Mischungen von Fentan mit 5 bis JQ $ Methylenchlorid oder anderen fluchtigen halogenieren niedrigeren Kohlenwasserstoffen.
Die flüchtige Flüssigkeit wird im allgemeinen in Mengen von 0,1 bis 50 Qew.$ «lea awfauschSumenden Polymere«, a«Β. des Polystyrols, eingesetüt. Die Menge der flUohtlgen Flitesig« lceit ist dabei von dem gewünschten AufschSusmmgsgraci abhängig. Im allgeweiiiea ist die Aufschaltung umso je größer die Menge an. absorbierter flüchtiger Flü in der Polymer-Absorptionsmitfcel-Mischung ist. Es wurde gefunden, daß mit sehr "-geringen Mengen flüchtiger Flüssigkeit bereits eine gute Aufeohiumimg ersielt wird.
Öegebenenfall© kann daß thermoplastische Polymere vor dem SQhäumen mit. einem Kernbildta&gsüitt®! versetzt werder^ weiches
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die Entstehung eines gleichmäßigen, feinzelligen Schaumes gewährleistet.
Bei Verwendung eines Kernblldungsmittels wird dieses, bezogen auf da» thermoplastische Polymere, in Mengen von 0,02 bis 10 Gew.jfi und vorzugsweise 0,4 bis 2 0ew.# eingesetzt»
Die bekannten Kernbildungsmittel bestehen aus zwei Komponenten, welche unter Bildung von Kohlendioxyd und Wasser miteinander ragieren. Pie beiden Komponenten werden dabei normalerweise in etwa äquivalenten Mengen eingesetzt. Als Kohlendloxyd abgebende Stoffe können dabei Ammonium-, Alkali- und Erdalkallcarbonate oder -bicarbonate, ζ,Β. Ammoniumbicarbonat, Natriumbloarbonat, Natriumcarbonat, Kallumbioarbonat, Calolumcärbonat und dergleichen verwendet werden. Die andere Komponente besteht aus einer Sture oder einem sauer reagierenden Salz, vorzugsweise einem Feststoff, welche stark genug sind, das Kohlendloxyd aus dem Carbonat oder Blcarbonat freizusetzen. Im allgemeinen wird eine Säure mit mindestens >,0 Milliäquivalenten SUurewasserstoff und vorzugsweise mindestens 10,0 MilllKquivalenten Säurewasserstoff je g verwendet. Ee können organische oder anorganische Säuren oder Salze verwendet werden, beispielsweise Borsäure,
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Natriuighydrogenphosphat, Fumarsäure, Malonsäure, Oxalsäure, Citronensäure, Weinsäure» saures Kai iuiat&p trat, Chloressig» säure, Maleinsäure, Bernsteinsäure und Phthalsäure. Anstelle der wasserfreien Säuren oder Salze können auch die festen Hydrate wie beispielsweise Oxalsäuredihydrat und Citronensäuremcmohydrat verwendet werden. Es können natürlich auch alle anderen bekannten Kernbildungfösysfceme eingesetzt werden.
Bei dem erfinduagsgemSßen Verfahren kann auoh noch ein Netzmittel wie beispielsweise "BayoX 35" (ein Melßöl aus einem aliphatischen Erdöl-Kohlenwasserafcoff), Kerosin mit durchschnittlich mindestens 8 Kohlenstoffatomen im MoIe-IcUl1, Alkylphenolalkylenoxydaddukte» a.B. "Triton X-IOO" (tert.-OctylphenolMthylenoxydaddvikt mit 10 Ktiiylenoxydeinheiten im Molekül), Nafcriuralaury!sulfat oder Natrium« dodecylbenzoleulfonat ssugesetzt werden, jedoch 1st dies nicht erfindungcwesentlioh. Das Netzmittel kann nichtionogener oder anlonaktlver Natur sein.
Be können zwar alle oben genannten thermoplastischen Polymeren mit gutem Ergebnis nach dem erfindungegemKBen Verfahren verarbeitet werden» Jedoch eignet sich das Verfahren
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insbesondere zur Verarbeitung von Polystyrol« Polyäthylen (niederer, mittlerer und hoher Dichten) und Polyvinyl-Chloridpolymeren mit bis zu etwa 30 $> anderen Comonoraeren.
Außer der ale Treibmittel dienenden flüchtigen Flüssigkeit können noch weitere Stoffe wie beispielsweise verschiedene inerte Füllstoffe, Stabilisatoren und Streckmittel in das thermoplastische Polymere eingearbeitet werden. Ebenso können Pigmente und Farbstoffe auf bekannte Weise zugesetzt werden«
Anstatt die als Treibmittel dienende flüchtige Flüssigkeit dem thermoplastischen Polymeren in der Schneckenpresse zuzusetzen, kann man au oh ein handelsübliches auf schäum·» bares thermoplastisches Material wie ein Polystyrol, welches bereite etwa 1-9 # einer oder mehrerer flüchtiger Flüssigkelten enthält, z.B. "Pelaspan 101" von Dow (6 $£ Peritan enthaltendes aufschäuntbares Polystyrol) oder "Dylite F-135" von Kopper verwenden.
Beim Spritzen oder Extrudieren des Schaumstoffes mit der Doppelschneckenpresse mit gleichsinnig rotierenden Schnecken werden die gleichen Bedingungen wie bei den üblichen Schaum-
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spritzverfahren angewendet* ausgenommen* daß öle Temperaturen in der Presse im allgemeinen wesentlich niedriger als die normalerweise beim Spritsäen mit Einsehneokenpressen oder Doppelsohneekenpreseen mit gegenläufig· rotierenden Schnecken auftretenden Temperaturen sind. Das thermoplastische Polymere wird in der Kompression@2s©ne der Spritzmaschine soweit er·» wärrat, daß die Kühlwirkimg des in das Sy&tetei eingeführten Treibmittels ausreicht« die Polymermischung einschließlich Treibmittel praktisch auf die gewünschte Spritztemperatür an der Düse zu bringen* a© daß keine Wärme aus der aufschtfumbaren Mischung abgeführt su werden braucht bzw. in einigen Fällen nur ein sehr geringer Wärmeentzug aus der Polymemisohung erforderlich ist« Die Spritztemperatür kann sich in weiten 'Qrex&zm bewegen und ta&ngt von den lsi einzelnen verwendeten Polymer« «ad den gewünschten Schawiistoffproäiikt ab. So werden beispielsweise verzweigte Polyäthylene mit einem Erweichungspunkt iron 990C bei einer Temperatur von etwa
extrudiert, wührendl Polystyrol mit einem Erweichungspunkt von 1Q2°C im allgesieiinen bei einer Temperatur von etwa , 120 - 1500C4, Polypropylenlioraopoiynsere and -copolymere mit Buten mit einem Erweiühu»gspunlct von etwa 1880C bei einer Temperatur von etwa 110 - 1210C fosw» KfI0C lineares Poly« Kthylen (Dichte 0^94 - 0*96) mit einem Eäweichungspunkt won 0C bei einer Temperatur von etwa 93 - 99°C und Polyvinyl«
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ohlorid mit einem Erweichungspunkt von etwa 105°C bei einer temperatur von etwa X55 - 1500C extrudiert werden. Aus den obigen Temperaturangaben geht hervor, daß die bevorzugten thermoplastischen Polymeren bei einer Temperatur zwischen etwa 8O0C unter dem Erweichungspunkt des Polymeren und etwa 55°C über dem Erweichungepunkt des Polymeren extrudiert werden. Bs wird jedoch betont, daß die Ixtrudiertemperatur in bestimmten PSIlen auch unterhalb oder oberhalb des genannten Bereiches liegen kann.
Für die Erfindung kann jede konventionelle Doppelschneckenpresse mit einem « abgesehen von einer maschinell bedingten Übergangsstelle von einem Kompressionsabschnitt zum anderen kontinuierlich vorschiebenden Gewindegang verwendet werden. Bei dieser Schneckenkonstruktion ist die Extrudierleistung begrenzt, so daß das Polymere eine ausreichende Abdichtungewirkung hat, um ein Zurückschlagen eines eingeführten Treibmittels in Oasform zu verhüten. Der an die Speisezone grenzende Teil der Kompressionszone der Schnecke ist teilweise und der an die Treibmittelinjektionszone grenzende Teil derselben praktisch vollständig mit Polymeren! gefüllt, so daß das Polymere als Abdichtung gegen ein Zurückschlagen von gasförmigem Treibmittel wirkt. Diese Abdiehtungewirkung wird durch die Einstellung der Drehgeschwindigkeit der
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Sehneeke bewirkt. Es wurde gefunden, daß bei Erhöhung der Extrudierleistung die Abdichtungswirkung des Polymeren nißhfc mehr ausreicht, um bei Verwendung von Sehneoken mit kontinuierlichem Gewindegang ein Zurückschlagen des Treibmittels zu verhindern. Xn der beigefügten Zeichnung ist eine für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugte Doppelschneckenpresse mit gleichsinnig laufenden Schnecken zur Herstellung von thermoplastiechen Schaumstoffen schematiach -dargestellt.
Bei der gezeigten Doppelschneckenpresse 1 sind die beiden gleichsinnig laufenden Sohnecken 5 und 4 von einem Zylinder umgeben. Diebeiden Sohnecken 3 und 4 haben - abgesehen von den im folgenden näher beschriebenen Miaehabsehnitten eine normale Bauart, d.h. eine normale Gewindesteigung,' ein normales LangesDurchmesser-Verhältnis usw.
Beide Sohnecken bestehen aus einer Kompressionszone 5 mit einem vorwärts führende Gewindegänge aufweisenden Abschnitt 5A und einem Gaeabdiohtungsabschnitt 5B mit umgekehrten Oewindegänge^ einer Injektionszone 6„ einer Förderzone 7, einer Mlsohzone 8 und einer Dosierzone 9. Der Zylinder 2 trügt ein Spritzwerkzeug 10 mit geeigneten Spritzöffnungen (nicht dargestellt) bekannter Bauart. Von einem Motor 11 werden Zahnräder 12 angetrieben, welche die Schnecken 3
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und 4 in gleicher Richtung, d.h. gleichsinnig, drehen. Eine Treibraittelinjektionsöffnung 13 ist über eine Leitung 18 mit einer Pumpe 14 an einen Vorratsbehälter 15 mit flüchtigem flüssigen treibmittel angeschlossen. Das flüchtige flüssige Treibmittel wird in die Injektionszone 6 des Zylinders 2 eingespritzt. Aus einem Einfülltrichter 16 wird das thermoplastlsche Polymere auf übliche Weise in die Schneckenpresse eingeführt, d.h. mit Hilfe eines einfachen Schneckenförderers oder einer sonstigen geeigneten Dosiervorrichtung. Der Zylinder 2 1st zur Regulierung der Temperatur des Polymeren von einem Heizmantel 17 umgeben, welcher vorzugsweise in mehrere Zonen unterteilt ist, d.h. in fünf verschiedene Heizzonen. Die Beheizung erfolgt vorzugsweise elektrisch, jedoch sind auch andere Beheizungsarten möglich.
Bei Betrieb der Vorrichtung wird das thermoplastische Polymere, welches zweckmäßig in Pelletforni vorliegt, aus dem Einfülltrichter 16 in das hintere Ende des Pressenzylinders eingeführt und durch den Abschnitt 5A der Schnecken 3 und 4 zum Abschnitt 5B geführt, wobei der Abschnitt 5A nur teilweise mit Polymeren» gefüllt ist· Die Gewindegänge des Abschnittes 5B verlaufen umgekehrt zu den Gewindegängen des Abschnittes 5A und haben eine geringere Steigung als diese.
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Die Sohneckengewinde Im Abschnitt 5B sind durch Lücken unterbrochenρ welche In den aufeinanderfolgenden Windungen schraubenförmig aufeinander ausgerichtet sind» so daß schraubenförmige Durchgänge für das thermoplastische Polymere in gleicher Richtung wie in der Speisezone 5A gesohaffen werden. Durch die umgekehrten OewindegSnge im Ab~ schnitt JjB wird eine intensivere Durchmischung des Polymeren als im Abschnitt 5A erzielt. Ein noch wichtigeres Merkmal des Abschnittes 5B 1st, daß die Oewindegänge der Sohnecken in diesem Abschnitt auf Jeden Fall praktisch vollständig mit Polymeren! gefüllt sind. Durch die Anordnung der umgekehrten OewindegHnge in dem der Injektionszone 6 benachbarten Abschnitt wird eine vom Polymeren gebildete Abdichtung erhalten« welche ein Zurückschlagen des eingespritzten Treibmittels in Oasform verhindert. Eine geeignete Konstruktion für die Mischzonen 5B und 8 ist in der USA« Patentschrift J> 252 182 beschrieben, welche hierdurch mit in die vorliegende Beschreibung einbezogen wird. Es können in den Kompressionszonen der Spritzmaschine jedoch auch andere bekannte Sohneckenbauarten verwendet werden. So können beispielsweise die Sohneckenabschnitte mit umgekehrtem Gewinde auch durch Schneckenabsohnltte mit anderer Oewlndesteigung und/oder anderem Durchmesser ersetzt werden.
iosist/iiif
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um auf bekannte Welse die Schnecke an mindestens einer Stelle zwischen der Polymereinspeiseleitung vom Einfülltrichter 16 und der Treibmittelinjektionsöffnung 1? praktisch vollständig mit Polymermasse zu füllen und hierdurch eine Abdichtung gegen ein Zurückschlagen von gasförmigem Treibmittel zu schaffen.
Das flttohtige flüssige Treibmittel wird in der Injektionszone 6 in dae System eingeführt und dann durch die Arbelt der Schneoken gründlich mit de» thermoplastischen Polymeren vermischt und gleichmäßig darin verteilt. Dieser Mischvorgang wird durch die Arbeit der Sohnecken in der Förderzone 7 und der Mischzone 8 unterstützt· Das Polymere wird durch die Mischzone δ und dann durch die Dosierzone 9 zum Spritzwerkzeug 10 geführt· Die Mischzone δ dient nebenbei als Abdiohtungszone gegen eine vorzeitige Abgabe von flüchtigen Treibmittel an das vordere Maschinenende. Zn vielen Fällen kann die Mischzone 8 jedoch auch wegfallen, wenn an dieser Stelle keine intensive Durchmlsohung erforderlich ist. Die Polymermischung füllt unmittelbar vor dem Spritzwerkzeug mehrere SchneckengSnge der Doslerzone 9 und bildet dadurch an dieser Stelle eine Abdichtung gegen eine vorzeitige Abgabe von Treibmittel.
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Das Spritswerkzeug kann 4ede bekannte Form zur Herstellung von thermoplastischen Schaumstoffen haben, d.h. beispielsweise zur Herstellung von Bahnen, Stangen« Brooken* ringförmigen Kabelüberzügen oder dergleichen ausgebildet sein.
Es wird angenommen, daß Doppelschneckenpresse?! mit gleichsinnig laufenden Schnecken einen Mischeffekt haben« welcher eich wesentlich von dem Misoheffekt anderer Schneckenpressen unterscheidet. So wird das Nischen in Einschneekenpressen und Doppelsohneokenpressen mit gegenläufigen Schnecken durch Mahlen, Zerreißen und Mischen nit hoher Scherkraft bewirkt, während es in Doppelschneckenpresse!! mit gleichsinnig laufenden Schnecken durch Zerschneiden und nteohanlseiles Mischen erfolgt. Dieser andere Mieeheffekt ist vermutlich der Grund dafür, UbB in Doppeleohneeteenpressen wit gleichsinnig laufenden Sehnecken die Temperaturen wesentlich niedriger sind.
Burch eine Energiebilanzuntersuchung bei einer Doppelschneckenpresse mit gleichsinnig laufenden Schnecken wurde nachgewiesen, daß ein wesentlich größerer Anteil der am Spritzwerkzeug in der Polymeraiasse vorhandenen WlMemenge durch die den Zylinder der Maschine umgebenden Beiz-
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vorrichtungen in die Polymermasse eingebracht wird als diea mit den gleichen Vorrichtungen bei einer Einschneckenpresse oder einer Doppelechneckenpreeae mit gegenläufigen Schnecken der Fall ist. Infolgedessen kann die einer Polymereasse zugefUhrte Wärmemenge leicht auf die erforderliche Kindestmenge eingestellt werden» so daß beim Spritzen von konventionellen thermoplastischen Schaumstoffen nach dem erfindungsgeraäßen Verfahren im allgemeinen keine Wärme abgeführt zu werden braucht und somit auch kein« Kühlvorrichtungen erforderlich sind.
Es 1st bekanntlich schwer, Wärme in Polystyrolpolymere einzuführen oder aus diesen abzuführen. Beim Durcharbeiten solcher Polymermassen in Einschneckenpresse:! oder gegenläufigen Doppelschneckenpressen wird Wärme in das Polymere eingebracht, welche durch Kühlen des Zylinders abgeführt werden muß. Da bei dem erflndungsgemäBen Verfahren durch die gleichsinnig laufende Doppelschneckenpresse eine sehr geringe Wärmemenge auf kontrollierte Weise in die Polystyrolmasse eingebracht wird und kein Wärmeentzug erforderlich ist, wird eine gleichmäßigere Dichte des Schaumstoffes und/oder Dicke der Schaumstoff bahn erhalten als mit Einschneckenpresse!! oder gegenläufig arbeitenden Doppelschneckenpressen.
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Bel dem ©rfindungsgeraiöen Verfahren unter Verwendung einer Doppelschneckenpresse mit gleichsinnig, rotierenden Schnecken ist zur Produktion der gleichen Sohaumstoffraenge wesentlich weniger Energie erforderlich als bei Verwendung einer EinsöhneeteeEpresse oder einer gegenläufigen Doppelechneekenprease« So können beispielsweise mit einer Doppelsohneekenpresse mit gleichsinnig laufenden Schnecken mit einen 5P8«»Antriebe8yBtem 27,2 kg Sohauttsfcoff je Stunde und mit ©isaer entsprechend©!! Press© 'alt einen SOFS-Antriebs·= system I36 feg Sohaumatoff je Stund© prouwM&t' werten« Intolgeueesen «sind für eiße gegebssie Produktionsleistung bei den erflndungagemäeen Syaten di@ Aslagetosten in istBohea FKlXen w&r etwa halb so tmeh wie wä,® feel konventionellen
Die nach am erfindungsgemäeeiK Verfahren hergestellten theraopla8tis©lien Sehausietoff^kussnen auf iien vergctoi©- denstea öebictea, eingesetzt werden» So eignen si© eich beispielsweise für Isolitwmgea od@r als Swisohensohlehten für Verbundplatten. Sie lassen sieh auch ms den ver« soMedenstea Produkten, verschweißen ©d©r v©3?kieben wie beispielsweise au f4ilehkartons. Femer können sie als Schwimmkörper für Boote und dergleichen Verwendung finden» Die meisten thermoplastischen Schaumstoff©■ eignen sieh aich
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für die Verpaekungsindustrie. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte sind also äußerst vielseitig verwendbar.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert« ist jedoch nicht auf dieselben beschränkt.
Beispiel 1
Das folgende Beispiel wurde mit einer Doppelschneckenpresse mit ineinandergreifenden gleichsinnig laufenden Sehnecken durchgeführt, deren aus Speziallegierungsstahl gefertigte Schnecken - ausgenommen an der Übergangsstelle von einem Kompressionsabschnitt sum andern - mit kontinuierlich vorwMrtßSChiebenden Gewindegängen versehen waren (LMP-Colorabo-Systern. Modell RCiO). Die Schnecken hatten einen Maxiinaldurchmesser von 11,38 cm, elm XaD-Verhältnis von 5,5:1 und einen Achsabstand von B, 51 cm. Der Zylinder hatte zwei Heizzonen, welche mit elektrischen Heizbändern mit einer Gesamtleistung von 4,5 kW beheizt wurden. Das Polymere wurde mit einer getrennt angetriebenen Schnecke aus einem 0,0348 nr faseenden Einfülltrichter eingespeist. Es wurden aufschäumbare Polystyrol-Pellets (Koppers P-135) mit den folgenden Eigenschaften verarbeitet:
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Schüttdichte 0,465'β/οα?'( 29 PQk)
PellfclSßge, cm 0,52
Felletdurohmesses*, cm 0,16
Gesamtflüchtiges, Gew.g 6,3 raax., 5„5 min.
Citronensäure» Q@w.j$ 0,30
Natrlumbieajpbonat» Gew.jG 0,35 (separat)
BeisED Spritzen betrug der Druck hinter dem Sprltstferlo aeug 70 kg/ciaS und die Schnecke lief nut» teilweise unter voller Füllung. Im Zylinder" herrschte am Speiseende eine Temperatur von 16O°C und @m Spritzende eine Temperatur von 1710C, d.h. die Maxiüßalteaperatur im Zylinder betrug 1710C. Am S'iritswextaeug hatte die Spritzmasse eine Temperatur von 1350C Ea wurden 26,.08 kg Schaumstoff je Stunde mit einer Dichte von 0*128 g/enr (Θ pound density), gutem gleichmäBigen Aussehen und feinen Zellen erhalten. Die Schneekenpresse hatte einen
5PS-Antrieb. Es wurden keine Verrichtungen zum von Wärme verwendet.
BeisgieljS
Die in Beispiel 1 verwendete Schneckenpresse wurde Einbringen einer Trelbmittelinjektloneöffiiung in· den Zylinder modi feiert und isum Spritzen eines Sohaumstoffes
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aus veriweigtkettigeBi Polyäthylenharz niederer Dichte (duPont Alathon 14) mit den folgenden physikalischen Eigenschaften verwendet:
Schmelsindex,dg/min 1,9
Dichte bei 230C, g/cm5 0,195
Zugfestigkeit bei 23°C, kg/era2 119-126
Streckgrenze bei 2J°C, kg/cms 105
Dehnung bei 23°C, % 2500
Shore-HMrte D 45
Vioat-Erweichungepunkt, 0C 8?,?
Dielektrizitätskonstante, 60 Hz-100 MHz 2,?
Befraktionsindex, np 1,51
spezifische Wärme 0,55
lineare WMraedehnzahl je 0P 9 x ΙΟ**5
In einem Trommelmischer wurden 100 Teile des obigen Polyäthylenharzes, 0,2 Teile Caloiumsllikat (Kernbildungsmittel) und 0,25 Teile Zlnkstearat (Gleit- {»der Mischhilfsmittel) 15 Minuten lang trocken durchgemischt und dann In den Einfülltrichter der Spritzmaschine gegeben. Als Treibmittel wurden, bezogen auf die vorstehende Oesamtmischung, 6 Teile Petroläther (00$ Penfcan, 20$ Heptan, 20$ Hexan) verwendete Das Treibmittel wurde in die dritte Zone oder Injektionszone eingespritzt» Die Temperatur im Zylinder betrug In der Speisezone 1?1°C, in der Treibroittellnjektionsaone 215,50C und in der Abgabezone ebenfalls 215,5°Cj
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am Spritätrerfeeug Matte die Polymeraasse eine tür von 76,7°C. Der Druek hinter des» Spritzwerkzoug'* betrug 35 kg/om und di® Schnecke lief nur teilweise unter voller Füllung, Es wurden Sl,7 kg Schaumstoff geringer Dioht® je Stund© erhalten. Vorrichtungen zum Abführen von WltaBw wurden nioht verwendet.
wurde die gleiohe 8cihn@ek@npreaBe wi@ in Beispiel 2 mm Extrudieren eine« hitssebestSndig@n jUlstmekpolyety· role (F©eter®ne §0, Foster Grant) verwendet. Da® Poly» styrol wurde zueamen mit Q9^ 0itronenaIur@ und Q*2$ MatrlunbloavlKmftt (XevnMldungaMlttel) in'einem-Troanel-Bsiaoher 15 »nuten lang tmekm vewisiseilt uad dann in d@n Einfülltri^hter ier 8ohneekenpK>eaBe - gegeben. In den linder der Fz-^mz wurden, bem&m .auf die obige raieehung» 6.Teile FetrolSther eitieeapritst. Das Styrolpolymere hatte die folgenden 'Big<zm:-vhs>t'tm.i ~ ~
Spezifisohes Gewiolit i„,ö4-XsO?
B^ckwell-Härte
Feuohtigk^itsabsorption« $ "9 '
Dehnung, % _ ' l,5-
Zugmodul» kg/öH)S χ 10^ - 0#28
Orenftbiegefeetigkeit« kg/®m2 ■ ■ 84 -
(flesmral strength at yield)
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Die Pellets waren etwa 0,32 cm χ 0,52 era groß und hatten eine scheinbare Schüttdichte von 0,61. Der Druck hinter dem Spritzwerkzeug bet:*ug 84 kg/cm und die Schnecke lief nur teilweise unter voller Füllung. Die Zylinderteraperatur betrug in der Spoisezone 149°C, in der Treibmittelinjektionszone 165*5°C und in der Abgabezone l49°Cj atn Spritzwerkzeug hatte die Spritzmasse eine Temperatur von 12$OC» Bs wurden je Stunde 20,16 kg guter Schaumstoff mit einer D.'.ohte von 0,160 bis 0,176 g/cm? erzeugt. Vorrichtungen zum Abführen von Wärme wurden nicht verwendet«
Beispiel 4
Ea wurde eine Doppelschneckenpresse mit ineinandergreifenden gleichsinnig rotierenden Schnecken des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Typs, welche -ier in Beispiel 1 verwendeten Fresse entsprach, jedoch eine größere Kapazität hatte (LHP-Colorabo, Modell HClS)4 au» Spritzen eines Schaumstoffes aus deiü gleichen Polystyrol wie in Beispiel 3 verwendet. Die Schnecken hatten einen Kaximaldut»chmesser von 11,58 cm, ein LtD-Vez*- hältnis von l6sl und einen Achsabstand von 8,51 cm. Die Schneckenpresse war mit einer Treibadttelinjektionsöffnung versehen. Der Zylinder hatte fünf Heis-
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zonen, welche nut elektrischen Heisbtüidern mit einer Gesamtleistung von SO,45 kW beheizt wurden. Der Einfülltrichter hatte ein Fassungsvermögen von 0,08 nr .-
In einer Mischtrommel wurden 100 Teils Styrolpolyrawes, 0,1 Teil .Citronensäure und 0,1 Teil .üätrdusiibiearbonat 15 Minuten lang trocken vermischt und d®nn in die Schneckenpresse eingeführt« Als Treibmittel wurde aus 6OJ8> Pentan, 20$ Heptan und 20^ Hexan bestehender Petroläther in einer Menge von 6 Teilen Je 100 Teile Poly« uierradLsetiURg verwendet» Der Druck hinter äem Spritawerkzeug betrug 81 Rg/em" unä die Schnecke lief nur teilweise unter voller Füllung. Die Kylindertetnperatur fee-» trug in der Spelsesone 2100Cf, ij| der Mischsone 221°C» in der Trelbni-ttellnjektionszone 211°C r-nd in der Abgabe· zone 1650Ci an Spritzworkseug hatte die Masse eine-^esi» peratur von 143°C. Is wurden Je Stunde 122,5- kg Schaumstoff mit eines* .Diehte von O30827 g/em:> erzeugt. Der Pressenantrieb hatte eine Leistung von -SQ PS. ¥or« richtungen zum Abführen "won Wärme wurden nicht verwendet .
Es ^uujcde die gleiche Schneckenpresse wie in Beispie
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zum Spritzen eines Schaumstoffes aus hitzebestöndigera mittelschlagfestern Polystyrol (Posta Tuf-Flex 352, Foster Grant) mit den folgenden physikalischen Eigenschaften verwendet:
Zugfestigkeit, kg/cm2 295
Dehnung, % 14
Zugmodul, kg/cm χ ICr 0,28
Vlcat^Erwelehungspunkt, 0C 103,3
Xn einem Trommelmischer wurden 100 Teile des Polymeren, 0,2 Teile Citronensäure und 0,2 Teile Hatriurafe.icarbonat 15 Minuten lang trocken durchgemischt und dann in die Schneckenpresse eingeführt* Als Treibmittel 'wurden $ Teile Fentan $e 100 Teile Polymertalschung verwendet. Der Druck hinter dem Spritzwerkzeug betrug 73,5 kg/cm und die Schnecke lief nur teilweise unter voller Füllung. Die Temperatur im Zylinder betrug in der Speisezone 22? C, in der Mischzone 2l8°C, in der Treibmittellnjektions« zone I99°C, in der zweiten Misohzone 1^9° und in der Abgabezone l49°Cs am Spritzwerkzeug hatte die Masse eine Temperatur von 152°C. Je Stunde wurden 90,72 Jig guter Schaumstoff mit einer Dichte von 0,096 bis 0,128 g/cnr erzeugt. Vorrichtungen zum Abführen von Wärme aus dem System wurden nicht verwendet.
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$€3,spiel 6 /
Das in Beispiel 5 beschriebene Polymere wurden salt eier in Beispiel 4 verwendeten Doppelschneckenpresse mifc ineinandergreifenden gleichsinnig rotierenden Sehneoken zu ©ineiB Schmmtott verarbeitet. In einer Mlschtronnel wurden ¥©rher 100 Teile eines Styro!polymeren mit 0*2 Teilen Citronensäure und 0$2 fellen Natriunblearbonat 15 Minuten lang troQken durohgemtseht und dann, in die.
Schneckenpresse elngefUbrt« Als Tr@itolttel wwrdeö 5 Teil® Penfcan Je 100 Teil« Qesamfepol^meriaiseliuns verwendet. D@f Druck hinten <äem Sprifewerkseug fe®tnig 81 kg/cro und die Sotoecke lief nisx» teilweise unter voller Füllung. Die Temperatur in gyliadei" lag im ^©f Speisezone bei 2^a0Cs, i» der'Mieehrofie bei S49°0i in der Injektionszone bei gl5„^oC wnd in der zweiten Wlseh-
bei 155,50C1^ am Sppitswerlszeug hatte eile Masse eine Temperatur vonl21 C· J® Stunde wurden 11^,4 leg
k guter Sßlaaumstoff von geringer Dlohte epzeugt» Vorrichtungen z\m hbfWnwen von Wärjw aus dem System den nicht verwendet. .
Wie aus den obigen Beispielen !!©yrorgsfot^ «irden in keinem Fall vor des» Abgabe dea Sehauststoffes sus der
Wärrae ©us öer ?olfn@y«is0lraS5g abgeführt
BAD
In allen Fällen «it Ausnahme von Beispiel 1» in welchen aufeohäumbare Pellete verarbeitet wurden, und von Beispiel 2 wurde die der Polymermasse vor der Treibraittelinjektionszone zugeführte Wärmemenge so reguliert, daß der Kühleffekt des Treibmittels beim Einblasen in das System ausreichte« um die Polymermischung einschließlich treibmittel auf praktisch die Austritts- oder Sprit 2 tempera tür des Schaumes au bringen. Xn Beispiel 2 wurde der Mischung von Polymere» und Treibmittel durch die Heisvorrichtung Wärme zugeführt, uia äie Mischung auf etwa die Spritztenperatur zu bringen. Es Baissen natürlich geringe durch Abstrahlung und die anschließende Bearbeitung der Polywermasse mit den Schnecken eintretende tfäraeverluste bei der Berechnung der tatsächlichen Spritztemperatur berücksichtig werden. Β*! der bevorzugten Ausführungsforia der Erfindung wird, wie bereits oben dargelegt wurde, praktisch die gesamte Wärmemenge vor dem Einspritzen des Treibmittels dur&h äußere Heizvorrichtungen in die Polymermasse eingebracht * Bei diteera Verfahren ist eine bessere Oberwaohung der Verfahrensbediiistyia;^ möglich. Es ist ^edooh auch ssSfelicii, einen Teil der Wärmemenge oder die gesamte ii«r»e»enge der Y&lymvmetse nach Einspritzen des Treibmittels zuzuführen. Die Zufuhr eines Teils der erfor»
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derliohen wärmemenge naoh Einspritzen des Treibmittels let in Beispiel 2 besehrieben. Auf jeden Fall muts eine solche Oesamtenergiebilanz (der Polymermasse zugeführte Wärmemenge minus Kühleffekt des eingespritzten Treibmittels minus Wärmeverlust) erhalten werden, daß die resultierende Temperatur der Polymermasse die gewünschte Spritz- oder Sohäuratemperatur ist.
Naoh der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden keine äußeren Kühlvorrichtungen am Zylinder der Presse sum Abführen von Wärme, z.B. zum Wärmeentzug aus der Polymermasse naoh dem Einspritzen des Treibmittels, verwendet, abgesehen von den durch Abstrahlen, Wärmeleitung und dergleichen bedingten Wärmeverlusten, jedoch kann es in bestimmten Fällen auch zweckmäßig sein, zwischen der Treibmittelinjektionsöffnung und dem Spritzwerkzeug Kühlvorrichtungen wie beispielsweise einen Wassermantel am
. Zylinder der Presse vorzusehen, um Wärme aus der Polymer» masse abzuführen. In jedem Pail bleibt dabei jedoch die Höchsttemperatur der Polymermasse» d.h. der Mischung von Polymerem und Treibmittel, wesentlich unterhalb der In den gleichen Spritzsystemen mit nur einer Schnecke oder zwei gegenläufig rotierenden Schnecken auftretenden Temperaturen.
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«"»ι iipiiiprT ■:
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Unter der Bezeichnung "Spritztemperatur" wird in der vorliegenden Beschreibung eine Temperatur verstanden* welche so niedrig 1st, daß die Wände der Polyraerzellen dabei den Brück des gasförmigen Treibmittels aushalten ohne zu reißen» auf der anderen Seite jedooh to hoch ist, daß das flüchtige Treibmittel verdampft.
Unter einer "nur teilweise unter voller Füllung laufenden Schnecke" wird in den Beispielen verstanden, daß die Schnecke nur teilweise mit Polymermasee gefüllt ist, mit Ausnahme des Bereiches der Schneckenpresse in Beispiel 2, welcher in Proseßrichtung oberhalb der Injektionsöffnung an den Injektionebereioh grenzt und vollkommen mit PoIymeraeese gefüllt ist, um eine Abdichtiuigswirkung zu erzielen und ein Zurüokschlagen von gasförmigem Treibmittel *u verhindern, und mit Ausnahme der Bereiche der in der Zeichnung dargestellten Schneckenpresse, In welchen eioh die umgekehrten Gewindegänge befinden, und schließlich mit Ausnahme der letzten dem Spritzwerkieug am nächsten li#göhden pÄär Öewlndegähge der4 Üosiefzone in Jeder Sehheokenpreaee, welche Aufgrund die ftüökdruokes «iri Spritzwerkieug völlköiäölen mit PöiyölertJWsäe gefüllt ist»

Claims (1)

  1. Haveg Industr;Les s Inc. (US 682 308 ~ prio 15.11.67. Wilmington, Del ana re A. St. A. -Dcict. Ö2I-0ER - 5775)
    Hamburg, Ii. November 1968
    Patenten s ρ r ü 0 h e
    1. Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Schaumstoffen durch Extrudieren eines aufschäumbaren ther-
    ^ moplastischen Polymeren im Gemisch mit einem Treibmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man des Polymergemisch zwischen ineinandergreifenden, gleichsinnig rotierenden Schnecken einer Doppelschneckenpresse hindurchführt und zu einem Schaumstoff extrudiert.
    2. Verfahren nach Anspruch I7 dadurch gekennzeichnet, daß nan als Treibmittel eine bei einer Temperatur unter dem Erweichungepunkt des Polymeren Verdampfende flüchtige Flüssigkeit in elfter auf das Polymere bezogenen
    w Menge Von etwa 0,1 bis 50 Oew,# verwendet.
    häöft den Ansprüchen 1 und 2S dadurch Eeichnet, daß mti ein unter dem Erweichungspunkt des Polymeren verdampfendes flüchtiges flüssiges Treibmittel iü äas Föiyiaöiiö eiiispfifcäzi Während man das Pöly mere »wischen den Schnecken hindurchführt.
    iöiiiö/isöi
    * - 35 -
    k. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,, dadurch gekennzeichnet» daß man das Polymere vor dem Einführen in die Schneckenpresse mit einem flucht%en flüssigen Treibmittel vermischt.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 1I, dadurch gekennzeichnet» daß man als Polymeres ein fi'chylenpolymeres, Vinylchloridpolymeres oder Propylenpolymeres verwendet.
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß man dem Polymeren in der Schneckenpresse Wärme zuführt und die zügefUhrte Wärmemenge so reguliert, daß das Polymergemiseh durch die KUhlwirkuiig des eingespritzten Treibmittels auf eine vorbestimmte Spritztemperatur gebracht wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Ausstoßen des Schaumstoffes aus der Strangpresse keine Wärme aus dem Polymer-Treibmittel-Gemisch abführt.
    8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet» daß man dem Polymeren durch die Arbeit der Sohnecken und durch äußere Heizvorrichtungen Wärme zuführt und die gesamte Wärmemenge aus den Heizvorrichtungen vor Ein-
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    56 - ■
    spritzen des Treibmittels In das Polymere
    9. Verfahren nach den Ansprüchen J bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polymere ävii sahen deKv Schnecken durch eine Kompressionsκοηα und eine Tr«ib° mittellnjektionszone führt,, einen Teil der Koje» pressionszone. in einem nur teilweise gefüllten Zustand und einen an die XnJektionszone grenEsnden anderen fell der Kompressionszone in praktisch valllcotiwen ge« füllten Zustand haltend ein Treibmittel in die Injek» ti ons zone einsprltsstj, wobei daß Polyirsare in dem praktisch vollkommen gefüllten Teil, ds?i'- Kompressionszone is Abdichtung gegen ein SSurück£»ßhI^gc)n von gasförmigem Treibmittel wirkt,
    10. Doppelschneckenpresse mit ineinandergreifenden,-gleich sinnig rotierenden Schnecken zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 teis 9» dadurch gekennzeichnet, daß sie in Bichtung von ihrem Speiseende zu ihrem Ausstoßende eine Kotapressiorisgotte* eine Xnjektionszonef eine Pörderzone und eine Dosierzene umfaßt und mit einer Vorrichtung zum Einspritzen von Treibmittel in die Xnjektionssone versehen ist.
    Ύ( -
    11. Doppelschneckenpresse naeh Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch eine Miochzone zwlsehexi der Pörderaone und der Dosierzone umfaßt.
    hb:iaa
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    -3S-
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