DE1955739A1

DE1955739A1 - Mikroporoese Gegenstaende aus Kunstharz und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1955739A1
Application number: DE19691955739
Authority: DE
Inventors: Edlin Frank E
Original assignee: International Plastics Inc
Current assignee: International Plastics Inc
Priority date: 1967-11-13
Filing date: 1969-11-06
Publication date: 1971-05-27
Also published as: AU6324969A; NL6916868A; AU457751B2; US3558753A; FR2067137A1; GB1296545A

Description

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTEIiI₁TTNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEÜERWAU41

TEL. 36 74 28 UND 361115

TEI-EGR. NEGEBAPATBNT HAMBUHG

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. S3

10 Innovation lane, . telbgr. neqedapatent München

Box 278,

Golwich, Kansas 67030 (USA) Hamburg, den 4ο Nov. I969

Mikroporöse Gegenstände aus Kunstharz und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft mikroporöse Gegenstände aus Kunststoff und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Gegenstände aus Preßpulver herzustellen, ist seit langem "bekannt. Jedoch bilden die meisten bekannten Preßpulver poröse Gegenstände, wobei die Porosität nicht geregelt werden kann. Den Gegenständen, die aus den bekannten Preßpulvern hergestellt werden, werden Füllstoffe und andere Zusätze eingearbeitet, um in den fertigen Gegenständen die ungeregelte Porosität zu erhalten.

die
Gegenstände,/aus polymeren Harzen hergestellt sind, die saure Eigenschaften besitzen, wie z. B. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Ierpolymerisate, sind ebenfalls bekannt! sie besitzen den deutlichen Vorteil der Gegenstände, die aus polymeren Harzen mit sauren Eigenschaften hergestellt sind, vor den

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aus anderen Harzen hergestellten Gegenständen, indem sie nicht porös sind. Bei vielen Anwendungszwecken ist es erwünscht, einen porösen Gegenstand einer geregelten Porosität herzustellen. Infolge der vorstehend aufgeführten

Unzulänglichkeiten von Harzen, mit denen die Porosität nicht leicht regelbar ist, ist man ständig bestrebt, einen mikroporösen Gegenstand mit bestimmter Porosität zu schaffen, wobei die Porosität schnell einstellbar und von einem zum nächsten Gegenstand genau reproduzierbar sein soll.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung poröser Plastikgegenstände bestehen im Einarbeiten fremder Feststoffe in den Gegenstand oder das Harz, Abkühlenlassen des Gegenstandes und Entfernen der fremden Peststoffe mit Wasser oder anderen lösungsmitteln durch Hinausdiffundierenlassen bei Temperaturen bis zum Siedepunkt des Lösungsmittels. Die so erhaltenen Gegenstände weichen gewöhnlich geschlossene Zellen auf und eine Anzahl von Zellen, welche noch etwas von dem fremden feinteiligen Material enthalten, oder aber der Plastikgegenstand muß einem langen und gründlichen Auslaugprozeß unterworfen werden, wodurch die Zellwände zerstört werden} oder das ganze Fremdmaterial muß verhältnismäßig sehr groß sein, um Bienenwaben zurückzulassen, aber Kunstharzgegenstände niedriger Dichte mit stark verschlechterten physikalischen Eigenschaften. Ferner ist bei den bekannten

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Verfahren eine erhebliche Zeit für die Behandlung mit Wasser oder lösungsmittel notwendig, um die Fremdstoffteilchen zu extrahieren und den Gegenstand porös zu machen. Dieses

lange Auslaugen ist nicht nur zeitraubend, sondern für die Herstellung in technischem Maßstab sehr kostspielig und unpraktisch und führt häufig zu minderwertigen Gegenständen. Es wird schließlich bei dicken Querschnitten, im Bereich von 6,35 bis 12,7 mm (1/4 bis 1/2 inch) unausführbar, Mikroporosität durch Herausextrahieren vonfeinteiligem Material zu erzeugen«

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, alle vorstehenden Nachteile zu beseitigen und einen porösen Gegenstand aus einem polymeren Harz mit sauren Eigenschaften zu schaffen, wobei die Porosität des Gegenstandes leicht regelbar ist. Es soll ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen porösen Gegenstandes geschaffen werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen mikroporösen Gegenstand aus einem polymeren Harz mit sauren Eigenschaften und etwa 5000 bis 200 000 Hohlräumen pro 6,452 em² (I square inch), wobei jeder Hohlraum einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,3 bis 10 Mikron hat. Das Verfahren zur Herstellung dieses Gegenstandes besteht gemäß der Erfindung darin, daß man 0,5 bis 25 Gewo-$ einer zersetzbaren chemischen Verbindung' mit einem Preßpulver aus dem polymeren Harz ausreichend

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lange vermischt, so daß ein homogenes Gemisch entsteht, das Gemisch in einen Extruder überführt, bei ausreichender Temperatur und unter ausreichendem Druck strangpreßt, so daß sich die zersetzbare chemische Verbindung zersetzt, die gasförmigen chemischen Zersetzungsprodukte durch die Oberfläche des Extrudates abziehen läßt, während sich dieses in einem halbgeschmolzenen Zustand befindet, und so einen porösen Gegenstand gewinnt, dessen Porosität leicht zu beherrschen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als zersetzbare chemische Verbindung ein gasbildendes Mittel eingesetzt, wie die Carbonate oder Bicarbonate von Alkali- oder Erdalkali-Metallen, z. B. Lithium, Natrium, Kalium, Calcium, Ammonium und dergleichen. Ausgezeichnete Ergebnisse werden erhalten, wenn als zersetzbare chemische Verbindung eine aus der nachstehend aufgeführten Gruppe eingesetzt wird» Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat, Natriumsulfat-Decahydrat, Mischungen davon und

dergleichen. Stark hydratisierte Salze werden als der Zersetzung bei Temperaturen, bei denen sie durch Verdampfen des Wassers dehydratisiert werden, der Zersetzung unterliegend angesehen; der Wasserdampf wirkt bei den Temperaturen der Extrudate wie ein nicht kondensierbares Gas. Hydratisierte Salze sind jedoch im allgemeinen weniger wirksam als Carbonate wegen des im allgemeinen kleineren Volumens an Gas, das sie bilden. Als Beispiel für diese Beziehungen sei

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angeführt, daß Natriumbicarbonat sich im allgemeinen "bei Temperaturen über 100 ⁰C (212 ⁰P). unter Bildung von Wasserdampf und Natriumcarbonat zersetzt. Das Natriumbicarbonat oder das Natriumcarbonat wird mit der Azidität des geschmolzenen Kunststoffes unter Bildung von Kohlendioxyd reagieren,und jedes Carbonat wird sich thermisch bei 268 ⁰C (515 ⁰I?) unter Bildung von Kohlendioxyd zersetzen. Die meisten Thermoplaste lassen sich unter 268 ⁰G gut |

extrudieren, was saure Eigenschaften erforderlich macht, um Kohlendioxyd zu erzeugen. Beides, sowohl Wasserdampf als auch Kohlendioxyd, sind bei dem Verfahren dieser Erfindung geeignet,und so ist Natriumbicarbonat zweifach geeignet.

Die zersetzbaren Verbindungen können auch aus organischen Materialien, welche sich zu inerten Gasen zersetzen, ausgewählt sein, Beispiele hierfür sind Stickstoff aus organischen Oxyden und Nitriden. Die zersetzbaren Verbindungen können auch Metallhydride, wie lithiumhydrid, welches Wasserstoff freimacht, sein. Pur die zersetzbare Verbindung ist es erforderlich, daß sie sich unter den Extrudierbedingungen in ein Gas, welches gegenüber dem Kunstharzmaterial chemisch inert ist, und einen Rückstand zersetzt, welcher sich mit dem Kunststoff chemisch vereinigen

kann oder auch nicht vereinigt, aber sich auf den Kunststoff nicht nachteilig auswirkt.

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Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Gegenstandes aus einem ABS-Terpolymerisat, das darin "besteht, daß man etwa 0,5 bis 25 Gew.-$ Natriumbicarbonat einer Partikelgröße von etwa 0,2 bis 10 Mikron mit einem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymerisat-Pulver mischt, das G-emisch durch eine Vakuumzone extrudiert, in welcher Wasser auf den Gegenstand gesprüht wird, wodurch im wesentlichen alle festen Rückstände aus der Zersetzung von Ufatriumbicarbonat sowie alle gasförmigen Zersetzungsprodukte vom Extrudat entfernt werden und so ein poröser ABS-Serpolymerisat-Gegenstand erhalten wird.

!Ferner wird durch die Erfindung ein poröser Acrylnitril-Butadien-Styrol-Ierpolymerisat-Gegenstand hergestellt, in dem sich die Porosität leicht steuern läßt.

Der Ausdruck "polymeres Harz mit sauren Eigenschaften", wie er in dieser Beschreibung gebraucht wird, umfaßt jene polymeren Harze, welche saure Eigenschaften besitzen, so daß nach Zugabe einer zersetzbaren chemischen Verbindung und Erhitzen der resultierenden Mischung auf eine Temperatur und Bringen auf einen Druck, welche zum Extrudieren der Mischung ausreichen, die zersetzbare chemische Verbindung einer Dissoziation unterliegt und/oder eine chemische Reaktion mit der Azidität des polymeren

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Harzes eingeht, Dämpfe oder Gase bildend, welche zur und durch die Oberfläche des Extrudates ziehen. Ein Beispiel für ein solches polymeres Harz mit sauren Eigenschaften ist ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymerisat, das nach dem in der USA-Patentschrift 3 238 275 offenbarten Verfahren hergestellt ist. Weitere Beispiele für solche polymere Harze, die bei dem Verfahren nach der Erfindung eingesetzt werden können, sind Polyacrylate, wie Methylmethacrylat. Gewöhnlich wird dann ein Teil oder es werden die meisten Kationen des zersetzbaren Materials, welches mit den Gruppen des Kunststoffes reagiert hat, durch chemische Einwirkung von Wasser oder Hydrolyse durch Wasser, während das Extrudat noch heiß ist und sich in der Vakuum-Wasser-Sprühkammer befindet, entfernt«. So wird

das Plastikmaterial weitgehend zu seiner ursprünglichen chemischen Zusammensetzung zurückgeführt.

Poröse Kunststoffgegenstände nach der Erfindung sind in Form eines Rohres hergestellt worden, welches anschließend in die Erde im Wurzelbereich einer Reihe von wachsendem Getreide oder anderen Pflanzen verlegt werden kann; diesen Pflanzen kann dann Wasser und Düngemittel ihrem Bedarf entsprechend und ohne Verlust zugeführt werden. Das Rohr enthält eine genügende Anzahl von Hohlräumen oder Löchern für die Permeation der gewünschten Menge Wasser und Düngemittel, und die Löcher sind so klein, daß ein Eindringen

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— ö —

und Verstopfen durch 7/urzeln nicht möglich iste Rohre aus "beschichtetem Gewebe, Keramik und Ton sind hergestellt worden, die in kurzen Abschnitten diese Eigenschaften aufweisen, aber solche Einrichtungen sind für Felder oder eine Farm wirtschaftlich nicht tragbar.

Ferner kann ein poröser Gegenstand nach der Erfindung verwendet werden, um sehr kleine Fe st st off partikel aus Wasser zu entfernen, indem man das Wasser ein solches Rohr durchdringen läßt. Obwohl viele Filtermittel bekannt sind, kann keines so leicht und wirtschaftlich erzeugt werden wie der poröse Gegenstand der Erfindung. Ebenso können, Ruß, Rauch und andere Verbrennungsprodukte aus einem Luftstrom entfernt werden, indem ein mikroporöser Gegenstand nach der Erfindung als Filter verwendet wird. Es können Platten oder Folien des Plastikmaterials von der gewünschten Dicke extrudiert werden und in verschiedener Weise, wie als poröses Filtermedium oder Verdunstungskühler eingesetzt werden. Diese Platten oder Folien können auch mit Innenkanälen zum Befördern entweder einer Suspension oder eines Filtrates extrudiert werden.

Daher ist der poröse Gegenstand, der nach der Erfindung geschaffen wird, in sehr verschiedener Weise geeignet, wirtschaftlich herzustellen, und er ist ein Gegenstand, bei welchem sich die Porosität leicht regeln läßto

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_ Q —

Durch die Erfindung wird somit ein poröser Gegenstand geschaffen, dessen Porosität sich leicht steuern läßt. Durch die Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gegenstandes geschaffen. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Gegenstand aus einem ABS-iTerpolymerisi hergestellt, wobei die Porosität je nach dem Verwendungszweck des fertigen Gegenstandes ohne Schwierigkeiten einstellbar isto

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden sich für den !achmann aus der nachstehenden Beschreibung ergeben, der Zeichnungen beigefügt sind. Diese Zeichnungen zeigen besonders bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung eines porösen Gegenstandes sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Produkt, und es sei darauf hingewiesen, daß diese Zeichnungen keine Begrenzung der Erfindung darstellen. Die Zeichnungen zeigern

3?igo 1 eine schematische Darstellung eines Extruders, der zur Herstellung eines porösen Gegenstandes nach der Erfindung verwendet wird,

Pig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung eines porösen Leitungsrohres nach der Erfindung,

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Fig. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung eines porösen folien- oder Plattenmaterials nach der Erfindung.

In der nun folgenden Diskusaion und Beschreibung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugsζeichen für gleiche oder gleichartige t Teile oder Strukturen benutzt worden sind. Die Diskussion und Beschreibung wird an bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens und der Gegenstände nach der Erfindung vorgenommen; es sei bemerkt, daß dies keine Begrenzung der

Erfindung darstellt.

In Fig. 1 ist ein Extruder 11 gezeigt mit einer drehbaren Schnecke 12, die in einem Zylinder 13 gelagert ist, welcher durch ein umlaufendes Strömungsmittel, wie heißes Öl, heizbar ist. Das umlaufende heiße Öl wird durch den Einlaß H eingeführt, läuft im Mantel 16, welcher den Zylinder umgibt, um, und verläßt ihn durch den Auslaß 17. In dem Zylinder 13 des Extruders 11 ist tangential ein Zufuhrtrichter 18 eingebaut mit einer Zufuhröffnung 19 in seinem

Boden, einem Einlaß 21 zur Einleitung von Gas und ein

ist vorgesehen geeignetes Getriebe 22 zum Antreiben der Schnecke 12.

Der Spritzkopf 23 ist anschließend an das Abströmendteil des Zylinders 13 und der Schnecke 12 angeordnet und wird durch irgendwelche geeigneten bekannten Mittel darin ge-

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halten. Die Schnecke in dem Extruder kann durch irgendwelche geeignete Mittel'angetrieben werden, ζ ο Bo einen Elektromotor (nicht gezeigt).

Das Extrudat 24, das durch Strangpressen des halbgeschmolzenen Materials, welches den Extruder 11 passiert hat, geformt worden ist, ist dazu geeignet, durch eine Kühlzone 26, die unter vermindertem Druck steht, geführt zu werden, während es sich noch im halbgeschmolzenen Zustand befindet, so daß der Gegenstand die Unterdruckkühlzone als poröser Gegenstand verläßt.

Die unter vermindertem Druck stehende Kühlzone 26 ist als Vakuumkammer 27 gezeigt mit einem Einlaß 28 und einem Auslaß 29, so daß das Extrudat hindurchgehen kann_o Die Vakuumkammer 27 ist auch mit einer Leitung 31 versehen, welche mit dem Inneren der Kammer 27 in Verbindung steht, und mit einer Vakuumpumpe oder dergleichen (nicht gezeigt) verbundene Sie weist ferner eine Auslaßleitung 25 auf,

welche an einem Ende mit dem Inneren der Vakuumkammer 27 verbunden ist, das andere Ende liegt im Kammer-Wasserschluß 30. Die Auslaßleitung 25 reicht unter den Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeitsschluß 30, um ein Vakuum in der Unterdruck-Kühlzone 26 aufrechtzuerhalten. Wenn Flüssigkeit

durch die Leitung 25 hindurch und in den Flüssigkeitsschluß

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30 geht, steigt die Flüssigkeit darin, Ms sie durch die Leitung 35 abfließt, welche zu einem Abfluß (nicht gezeigt) führt. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß die Verwendung des Flüssigkeitsa&usses 30 der Kammer und die Abdichtungskörper 34 es gestatten, daß sich ein Vakuum auf den Wänden des Extrudates 24 bilden kann. Eine Vielzahl von Wassersprühdüsen 32 sind im Inneren k) der Vakuumkammer 27 angeordnet, um auf das Extrudat Wasser zu sprühen, was das Abkühlen des Extrudats erleichtert. Wassersprühdüsen 32 sind mit der Leitung verbunden, welche wiederum mit einem Wasservorrat in Verbindung stehen (nicht gezeigt). Beim Strangpressen eines Rohres, oder eines geschlossenen Gefässes, muß natürlich das herausragende Ende des Rohres gegenüber der Atmosphäre offengehalten werden, sonst wird durch die Rohrwand zum Spritzkopf ein Vakuum aufgebaut,und das halbgeschmolzene Extrudat fällt infolge inneren Vakuums am Spritzkopf zusammen.

Abdichtungsmittel 34 sind auf der Außenfläche der Vakuumkammer 27 befestigt, so daß sie eine Semi-Dichtung zwischen dem Extrudat 24, dem Einlaß 28 und dem Auslaß 29 in der Vakuumkammer 27 bilden, und dadurch zulassen, daß ein Vakuum auf das in der Kammer befindliche Extrudat aufgebracht wird. Erwünschte Ergebnisse wurden mit Dichtungskörpern 34 aus einem flexiblen Gummiplättchen 36 erreicht,

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wobei die Plättchen einen Offnungsdurclimesser aufwiesen, der groß genug war, um ein Spiel von etwa 1,587 bis 3,175 mm zwischen dem Extrudat 24 und dem Gummiplättchen 36 zuzulassen. Das Gummiplättchen 36 wird auf der Vakuumkammer durch die Platte 37 und den Bolzen 38 in seiner Lage gehalten.

Bei der Durchführung des Verfahrens zur Herstellung der porösen Plastikstruktur der vorliegenden Erfindung wird ein polymeres Harz, das saure Eigenschaften aufweist, wie z* B. ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Ierpolymerisat, mit einer ζersetzbaren chemischen Verbindung vermischt, um ein durchgehend homogenes Gemisch zu bilden, welches in den Extruder 11 durch den Zufuhrtrichter 18 und die Zufuhröffnung 19 eingeführt wird. Die Schnecke 12, die durch ein geeignetes Mittel angetrieben wird, führt das Gemisch von der öffnung 19 durch den Zylinder 13, der durch in dem ihn umgebenden Ma±el 19 laufendes heißes Öl" geheizt wird. Während dieser Periode wird das Gemisch in innigen und im wesentlichen gleitenden Kontakt mit den heißen Zylinderwänden gebracht, es wird Scherkräften unterworfen und bearbeitet, wodurch Reibungseffekte erzeugt werden. Die kombinierte Wirkung von beheiztem Zylinder und der Wärme infolge innerer Reibung im Material verursacht, daß das Gemisch in der Zeit, in der es den Extruder durchläuft, schmilzt, so daß gesichert ist, daß es duroh die Begrenzung 39 im

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Spritzkopf 23 hindurchgepreßt werden kann, wobei der Mischung die gewünschte Form gegeben wird.

Wenn das geschmolzene Gemisch durch den Zylinder 13 des Bxtrudates 11 hindurchgeht, zersetzt sich die zersetzbare

aber
chemische Verbindung dar in,/währ end das G-emisch noch im Extruder zurückgehalten wird, sind die Zersetzungsprodukte bei dem Druck, bei dem der Extruder arbeitet, in der Harzmatrix gelöst. Wenn das Extrudat in einem halbgeschmolzenen Zustand der Atmosphäre ausgesetzt wird, tritt ein Teil der Zersetzungsprodukte aus, aber ein Teil wird im Extrudat zurückgehalten. Das so gebildete Extrudat wird, während es noch im halb geschmolzenen Zustand ist, der Ünterdruckkühlzone 26 unterworfen, worin Wasser und Vakuum zusammen zur Einwirkung gebracht werden, um weitgehend alles zurückgehaltene Zersetzungsprodukt zu entfernen und ein Extrudat aus polymerem Harz mit sauren Eigenschaften zu bilden, das eine gesteuerte oder geregelte sowie eine gleichförmige Porosität aufweist. Es sind ausgezeichnete

Ergebnisse erhalten worden, wo das Vakuum, das auf die ünterdruckkühlzone aufgebracht wurde, im Bereich von etwa 5,08 bis 20,3 cm (2 bis 3 inch) Wasser lag und die Kühlzone eine länge von mindestens 1,22 m (4 feet) hatte. Das zusätzliche Vakuum, das auf die ünterdruckkühlzone aufgebracht wird, in Verbindung mit der Länge der Kühlzone, sichern die Entfernung im wesentlichen aller

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Zersetzungsprodukte und erzeugen somit einen Gegenstand wie gewünscht.

Das zersetzbare Material als Peststoff wird gemahlen oder zerkleinert zu einer Partikelgröße, welche etwa gleich

der Größe der gewünschten Poren ist. Die Zahl der Poren, welche durch das Plastikmaterial hindurchgehen, ist wesentlich kleiner als die Zahl der Partikel im Material.

Die relativ große Porenzahl entspricht den eingeschlossenen Drücken. In einem guten Extruder mit engen Toleranzen wurden im geschmolzenen Kunststoff Drücke über 492 kg/cm (7000 pounds per square inch) gemessen. Die Gase, die "bei der Zersetzung entstehen, sind mindestens hoch komprimiert und gewöhnlich in der Kunststoffmasse gelöst. Unmittelbar nachdem der Kunststoff den Spritzkopf passiert hat, tritt Dekompression der Gase ein, und sie gehen durch "beide Oberflächen hindurch an die Atmosphäre. Die Änderung der Oberflächenbeschaffenheit des Kunststoffes ist leicht mit dem Auge in einem Abstand von 2,5 cm oder etwas darüber vom Austritt aus dem Spritzkopf feststellbar. Das Innere wird poröser oder bienenwabenartiger als die Außenfläche und Mikroporen vom Inneren zu beiden Außenflächen sind vollständiger und weitläufiger. Obwohl die Druckdifferenz, welche infolge des Vakuunß auf gebracht wird, sehr gering ist, verglichen mit der über dem Spritzkopf, trägt das

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Vakuum zur Porosität bei durch Herausziehen der eingeschlossenen G-asblasen zur Oberfläche, bevor der Kunststoff fest wird. Die Vakuumstufe wird noch wirksamer durch Ziehen des Extrudates in Strangpreßrichtung, gewöhnlich um das Zwei- bis Vierfache.

Es wird jetzt auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, die " einen porösen Gegenstand, der nach dem Verfahren der Erfindung erzeugt wurde, zeigen. Der poröse Gegenstand 41, in Fig. 2 als eine Leitung und in Fig. 3 als Folien oder Plattenmaterial gezeigt, weist ein Netzwerk von untereinander in Verbindung stehenden Kanälen 42 darin auf. Wie leicht zu erkennen, ist aus dem Gegenstand 41 im wesentlichen die ganze zersetzbare chemische Verbindung entfernt, einen besseren Gegenstand bildend und einen, bei dem der Porositätsgrad leicht gesteuert werden kann.

Es ist gefunden worden, daß bei Anwendung des Verfahrens und der Zusammensetzung der Erfindung nur 1/2 i° zersetzbarer

chemischer Verbindung mit dem polymeren Harz mit sauren Eigenschaften vermischt zu werden braucht, um den porösen Gegenstand zu erzeugen, in welchem die Porosität leicht steuerbar und reproduzierbar ist.

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Eine bevorzugte Zusammensetzung besteht aus 98 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymerisat und 2 Gew.-$>

ÜTatriumbicarbonat, welches in einer Kugelmühle zu einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 Mikron gemahlen worden ist. Das Uatriumbicarbonatpulver wird mit dem Preßpulver durch eine kleine Menge eines noch flüssigen nur zum Teil polymerisieren Terpolymerisates zum Anhaften gebracht. 0,45 kg (1 lbs) dieser Mischung sollten etwa 1015 Partikel ÜTatriumbiearbonat enthalten. Eine solche Menge zu einer Folie einer Dicke von 1,27 mm (0,050 inch) extrudiert, hatte etwa 5x10 Hohlräume durch den Kunststoff. Etwa 1 Teilchen in 700 Teilchen erzeugt eine Pore.

TJm die Erfindung noch deutlicher zu machen, werden die nachstehenden Beispiele gebracht, die die besonderen Vorteile der Erfindung zeigen. Jedoch dienen diese Beispiele nur zur Veranschaulichung, sie stellen keine Begrenzung der "Erfindung dar_o

BEISPIEL·

Eine Versuchsreihe wurde durchgeführt, wobei eine zersetzbare chemische Verbindung mit verschiedenen Arten von im Handel erhältlichen Preßmassen in Pulverform vermischt wurde. Die Teilchengröße der zersetzbaren chemischen Verbindung war in allen Fällen im wesentlichen gleich* Die

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Schneckengeschwindigkeit, die Zylindertemperatur und die Spritzkopftemperatur wurden variiert, abhängig von der
jeweils eingesetzten Formmasse. Die in jedem Versuch
erzeugten Extrudate wurden dann geprüft und die Porosität kontrolliert, indem man V/asser und luft durchdringen ließ. Die in der folgenden Tabelle aufgeführten Versuche wurden alle unter Verwendung von latriumbicarbonat als zersetzbare chemische Verbindung durchgeführt, die Temperatur des
~ Mundstückes und Extruderkopfes lag um etwa 8 bis 11⁰C

(15 bis 20 "⁰P). unter der Temperatur der Extruderschnecke und des Sxtruderkörpers. Obwohl die G-ew.-^-Menge Natriumbicarbonat in den Versuchen variiert wurde, war die

Partikelgröße des Natriumbicarbonats in allen Versuchen
die gleiche, d.h.. die Partikel hatten einen Durchmesser von 2 bis 3 Mikron.

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Ϊ A B E I L j;!

	HARZ	TEMPERATUR ⁰G	Mundstück	Gew.-%	Wasser (1)	Luft (2) .	I	1955739
		Schnecke	210-216	Hatr rum- bic arboiiat	Permea tions ^r ad	Durchlässig keit sgr ad
	Polystyrol	221-232	193-204	2,25	0,2	0,1
	Polypropylen	204-216	160-171	2,25	0,5	0,2
	Polyäthylen	171-182	182-193	2,25	0,1	0,1
*-Jk* (—>	Jiiethyl-iietliacrylat	193-204	177-182	2,25	2,1	1,9
co	Polyvinylchlorid	188-193	207-216	2,25	1,8	1,7
OO NJ	ABS (3)	221-232	207-216	0	0,01	0,01
Sj	ABS ·	221-232	207-2I6	o,5	0,5	1,0 *g
	ABS	221-232	207-216	1,4	3,2	5,5
-J	ABS	221-232	207-216	2,25	9	8,8
*°	ABS	221-232	207-216	8	32	24,8
	ABS	221-232	207-216	12,5	41	33
	ABS	221-232	207-216	' 25		48
	1:1 ABS Polystyrol-Gemisch	2I6-232	160-204	2,25	1,6	1,8
	1:4 Polypropylen- Polyäthylen-Gemisch	171-216		2,25	0,8	0,6
	•			-«-

(1) Der Wasser-Durchlässigkeitsgrad wurde gemessen als gal/Std/30,48 m Rohr eines äußeren Durchmessers von 1,7 cm (0,665 inch) und einer Wanddicke von 1,14 mm (0,045 inch) unter Anwendung eines konstanten Wasserdruckgefälles gleich 60,96 cm.

(2) Der luftdurchlässigkeitsgrad wurde gemessen in cb ft Luft,

die pro Min. durch 30,48 m Rohr der unter (1) aufget führten Dimensionen bei einem Luftdruck von 0,84 kg/cm hindurchgeht.

(3) ABS-Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymerisat,, hergestellt von G-oodyear Tire & Rubber Co., JSTr. 600 oder eine äquivalente Type.

- 21 -r

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Die vorstehenden Daten zeigen deutlich, daß "bei Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, nämlich Vermischen eines polymeren Harzes mit sauren Eigenschaften mit einer zersetzbaren chemischen Verbindung und nachfolgendem Extrudieren dieser Mischung ein poröser Gegenstand erzeugt werden kann, wobei die Porosität leicht steuerbar und reproduzierbar ist.

Es ist auch gefunden worden, daß sich die Porosität eines Rohres mit der Wandstärke ändert, wenn gleiche Mengen

zersetzbarer chemischer Verbindung eingesetzt sind. Umgekehrt ändert sich die Porosität etwa mit dem Quadrat der Wanddicke. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Ergebnisse aus drei Versuchen, bei denen 2,25 G-ew.-$ Natriumbicarbonat mit einem ABS-Terpolymerisat-Preßpulver gemischt wurde.

Wanddicke (mm) Wasserdurchlässigkeitsgrad (3.785/50«48m/Std.)

7,62 5,0

11,43 2,2

16,51 1,2

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Claims

Patentansprüche

1· Mikroporöser Gegenstand aus einem polymeren Harz mit sauren Eigenschaften und etwa 5 000 Ms 200 000 löchern

ρ
pro 6,452 cm , wobei jedes Loch einen Durchmesser im

Bereich von etwa 0,3 "bis 10 Mikron aufweist.

2. Poröser Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein leitungsrohr ist, welches etwa

ρ 6 000 bis 25 000 Löcher pro 6,452 cm aufweist und jedes Loch einen Durchmesser im Bereich von 0,3 bis 5 Mikron, vorzugsweise 2 bis 4 Mikron hat.

3. Poröser Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine lolie ist, welche etwa 6 000 bis

2
150 000 Löcher pro 6,452 cm aufweist und jedes Loch einen Durchmesser im Bereich von 0,3 bis 5 Mikron hat.

4· Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Harz mit sauren Eigenschaften ein ABS-Ier-

meth
polymerisat oder Methy]/acrylat ist.

5. Gegenstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Leitungsrohr aus einem ABS-Terpolymerisat ist, etwa 6 00 bis 25 000 Löcher pro 6,452 cm² hat und jedes Loch einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,3 bis 5 Mikron, vorzugsweise 2 bis 4 Mikron, aufweist.

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Verfahren zur Herstellung eines porösen Gegenstandes nach den Ansprüchen 1 bis 5 aus einem polymeren Harz mit sauren Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,5 bis 25 Gew.-$ einer zersetzbaren chemischen Verbindung mit einem Preßpulver aus dem polymeren Harz ausreichend lange vermischt, so daß ein homogenes Gemisch entsteht, das Gemisch in einen Extruder überführt, bei ausreichender Temperatur und unter ausreichendem Druck strangpreßt, um die zersetzbare chemische- Verbindung zu zersetzen, die gasförmigen Zersetzungsprodukte durch die Oberfläche des Extrudats abziehen läßt, während sich dieses Hoch im halbgeschmolzenen Zustand befindet und so einen porösen Gegenstand gewinnt, dessen Brosität leicht steuerbar ist«

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als zersetzbare chemische Verbindung Natriumbicarbonat

-Dekhydrat

oder Natriumcarbonat oder Hatriumsulfat/oder Mischungen davon einsetzt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die zersetzbare chemische Verbindung auf eine Teilchengröße von etwa 0,2 bis 10 Mikron mahlt und sie in einer Menge von etwa 0,5 bis 10 Gew.-$ einsetzt.

9. Verfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

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daß man als zersetzbare chemische Verbindung Matriumbiearbonat einer Partikelgröße von etwa 0,3 "bis 6 Mikron einsetzt.

10. Verfahren nach Anspruch 6 bis 9 » dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch einer temperatur im Bereich von 204 bis 232 ⁰C extrudiert und der Druck im Zylinder des Extruders auf einen Wert von 492 kg/cm hält«

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mundstück und den Extruderkopf auf einer Temperatur hält, die etwa 8 bis 11 ⁰O (15 bis 20 ⁰P) unter der Temperatur des Zylinders und der Schnecke des Extruders liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das Zersetzungsprodukt aus dem Extrudat durch Hindurchführen desselben durch eine Kühlzone mit vermindertem Druck - &bzi e lot »

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kühlzone mit vermindertem Druck eine Vakuumkammer, welche Sprühdüsen aufweist, verwendet und das Extrudat während des Hindurchgehens durch die Vakuumkammer mit kaltem Wasser besprüht,um im wesentlichen die ganze zersetzbare chemische Verbindung zu entfernen.

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14. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als polymeres Harz mit sauren Eigenschaften ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Ierpolymerisat oder ein Methylmethacrylat verwendete

109829/1973

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