DE2048865A1 - Verfahren zur Herstellung von Kunstharz Schaumstoffen - Google Patents

Description

"Verfahren zur Herstellung von Kunstharzschaumstoffen"

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens gem. der deutschen Patentanmeldung P 18 06 898.9-I6 und insbesondere ein neues Verfahren zum Extrudieren von geschäumten Kunstharzen.

Geschäumte, thermoplastische Harze, wie beispielsweise geschäumtes Polyäthylen, sind sehr brauchbare und vielseitig verwendbare Industrieprodukte wegen ihrer ausgezeichneten Temperaturisolier- und anderer Eigenschaften. Man stellt diese Schaumstoffe oft durch Pormpreßen her. Sie können aber auch in einigen Fällen durch Extrusion hergestellt werden, die oft die bequemste Art der Herstellung darstellt. Nichtsdestoweniger gibt es Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der gleichmäßigen Herstellung durch Extrudieren von beispielsweise einer geschäumten

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ORIGINAL INSPECTED

Folie mit guter Qualität. So haben sich z.B. Schwierigkeiten er geben bei dem Versuch, durch eine Schlitzdüse durch Extrusion eine Polyäthylenschaumstofffolie mit gleichmäßiger Stärke und Oberflächenbeschaffenheit herzustellen.

Ss ist nunmehr gelungen, ein neues, geeignetes Verfahren zur Herstellung geschäumter aliphatischer thermoplastischer Harze zu entwickeln. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Her-

" stellung extrudierter, geschäumter, aliphatischer thermoplastischer Harze, bei welchem eine sohäumbare, aliphatische, thermoplastische Harzzusammensetzung durch ein Schlitzdüeenmundstück extrudiert wird in eine Zone niedrigeren Druckes, die von einem Paar gegenüberliegender, konkavgebogener Flächen gebildet wi~d, die auf einer Temperatur, die unterhalb der Extrusionstemperatur liegt, gehalten werden (damit ist die Temperatur des ungesohäumten Harzes am Düsenaustritt gemeint), so daß das Schäumen des Harzes erfolgt, wenn es sich durch die Zone und die Kriim mung der konkaven Flächen in der Weise bewegt, daß diese die entsprechenden konvexen Fläohen des eich ausdehnenden und versohäumenden Harzes berühren.

Das gesohäumte Produkt besitzt gewöhnlich die Form einer glatten folie, die beispielsweise eine Stärke von 2,54 bis 63,5 mm (0,1 - 2,5 inch) hat, vorzugsweise aber mindestens 3,175 mm (1/8 inch) und oft ein· Stärk· ron 6,35 -ffcr$4-fnui|—( (1/4- bis 1 inch), was bei Verwendung als Isoliermaterial in vielen fallen ntttslioh ist. Relativ dünne folien, oft 1,587 bis 6,35 mm (1/16 - 1/4 inoh) stark, beispielsweise einer Stärke

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von 3,175 mm (1/8 inch.) können nach, dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden und sind für viele Zwecke brauchbar.

Sehr oft besitzen die hergestellten Folien eine Menge im wesentlichen parallel gestreckter Zellen, die von einer geschäumten Oberflächenhaut höherer Dichte als die der inneren Hauptmasse der Folie eingeschlossen sind, wobei die gestreckten· Zellen im wesentlichen im rechten Winkel zur Oberflächenschicht orientiert sind. Sie haben in den meisten Fällen ein Verhältnis von Länge zu Breite zwischen 1,1 : 1 bis 2,0 : 1. Sehr oft liegt das Verhältnis Länge zu Breite der gestreckten Zellen zwischen 1,1 : 1 bis 1,5 : 1.

Die Oberflächenhaut des Schaumstoffes ist zwar auch geschäumt, jedoch in einem beträchtlich geringeren Ausmaß (d.h. sie hat eine größere Dichte) als die innere Hauptmasse. Die Oberflächenhaut ist normalerweise in Extrusionsrichtung orientiert. Wegen der Anordnung der Zellen im Verhältnis zur orientierten Oberflächenhaut kann die Folie leichter entlang einer Ebene, die parallel zur Extrusionsrichtung verläuft geschnitten werden, sowie im rechten Winkel zur Oberflächenhaut. Im allgemeinen besteht ein Dichteabfall durch die Hasse der gestreckten Zellen, wobei die Dichte in der Mitte am geringsten ist und nach außen hin zunimmt. Unmittelbar an der Oberflächenhaut angrenzend befindet sich eine kleine Zone, die eine beträchtlich höhere Dichte aufweist als die Dichte der Folie im ganzen gesehen und in der die Zellen kleiner und weniger gestreckt sind, als im Zentrum der Folie. Der Schaumstoff ist normalerweise biegsam,

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insbesondere, wenn er aus Polyolefin, beispielsweise Polyäthylen, besteht.

Wie erwähnt, sind die Zellen gestreckt und sehr oft liegt das Verhältnis von Länge zu Breite zwischen 1,1 ι 1 und 1,5 : 1. Der Durchschnittswert liegt etwa bei 1,2 : 1. Die Breite einer Zelle ist die mittlere Breite vom Hittelpunkt der Zelle in einer Ebene rechtwinkelig zur Längsachse gemessen. Normalerw weise haben die Zellen einen im wesentlichen runden Querschnitt und ihre Breite ist dann der Durchmesser. Die Zellen können aber beispielsweise aber auch ellipsenförmige oder hexagonale Querschnitte aufweisen. Die Breite der Zellen variiert dann zwischen 0,025 und 1,27 mn (0,001 und 0,05 inch)j beispielsweise können sie im Bereich von 0,0508 - 0,508 mm (0,002 bis 0,02 inch) liegen, wie etwa bei 0,254 mm (0,01 inch).

Eine Anordnung der Struktur und des Aussehens der Schäumstofffolie ist aus den Figuren 1 und 2 zu ersehen. Fig. 1 zeigt im Querschnitt die orientierten, gestreckten Zellen, rechtwinkelig zur Oberfläche eines Stückes von extrudiertem, geschäumten Polyäthylen^ die Haut ist in Extrusionsrichtung orientiert.

Die Düsen, die bei der Extrusion von geschäumten thermoplastischen Harzen verwendet werden können, bestehen aus einem Sohlitzdüsenmundstück, das mit einer Zone verbunden ist, die durch zwei gegenüberliegende, konkavgebogene Flächen, die gekühlt werden können, gebildet wird. Die Krümmung der konkaven Flächen ist derart, daß, wenn das schäumbare Harz durch die Dü-

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se extrudiert wird, sie die entsprechenden konvexen Fläohen des sich ausdehnenden und schäumenden Harzes berühren·

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Düsenmundstück kann ein einfacher Schlitz sein, ähnlich denen, wie sie gewöhnlich zum Extrudieren thermoplastischer Pollen verwendet werden. Als besonders geeignet für die erfindungsgemäße Herstellung von Schaumstoffen mittlerer Dichte, angenommen 0,91 bis 2,72 kg pro 0,028 wP (2 bis 6 pounds pro cubic foot), hat sich eine verhältnismäßig schmale Sohlitzöffnang erwiesen (das ist die Entfernung zwischen den beiden Hauptflächen, die den Schlitz bilden), z.B. eine Öffnung von nicht mehr als 1,27 mm (0,05 inch), vorzugsweise von 0,125 - 0,762 ma (0,005 - 0,03 inch) und sehr oft von 0,254 - 0,508 mm (0,01 - 0,02 inch). Solch ein schmaler Schlitz unterstützt die Herstellung vieler kleiner Zellen. Er bietet dem Harzfluß einen beträchtlichen Widerstand. Obwohl diese Tatsache bis zu einem gewissen Grad wünschenswert ist, sollte die Abquetechflache des Schlitzes (gemeint ist die parallel zur Flugrichtung gemessene Dimension) normalerweise entsprechend klein sein, um sieherzugehen, daß der Widerstand nicht allzu groß wird, beispielsweise so groß, daß ein unerlaubt hoher Druok sich nahe des Extrueionezylinders entwickelt.

Z.B. kann die Abquetschfläche dee Schlitzes mit einer öffnung, wie oben beschrieben, im Bereich von 1,27 - 6,35 m& (0,05 bi· 0,25 inch), vorzugsweise von 1,776 - 0,508 mm (0,07 - 0,2 inoh) und oft von 2,032 - 2,54 am (0,08 - O₉I inoh) geeignet sein. Die

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gegenüberliegenden_t konkaven Flächen haben einen gebogenen Querschnitt· Sie genaue Form des Querschnitte ist nicht sehr kritisch, vorausgesetzt, daß die wesentliche Berührung zwischen den konkaven und entsprechend konvexen Flächen des sich ausdehnenden und schäumenden Harzes aufrechterhalten bleibt· Wenn dieser Kontakt verlorengeht, ist die Oberfläche des sich ausdehnenden Harzes nicht glatt konvex sondern wird bucklig oder gewellt und das Produkt ist keine flache Folie. Es ist daher ψ leicht feststellbar, ob eine bestimmte Krümmung in der Praxis brauchbar ist. In vielen Fällen wurden gute Ergebnisse mit einem Querschnitt erzielt, der einem Kreisbogen entspricht, wenngleich auch andere, einfach gekrümmte geometrisohe Formen, wie z.B. der Teil einer Parabel, falls gewünscht, verwendet wer η können.

Im allgemeinen brauoht man zur Herstellung einer dünneren Folie eine stärkere Krümmung (d.h. der Radius muß kleiner sein, wo der Querschnitt ein Kreisbogen ist) als für die Herstellung einer dickeren Folie. Bei einer bestimmten Stärke der Folie führt eine größere Krümmung zu einer Verminderung des Ausmaßes, in welchem die zentralen Zellen der Folie gestreckt werden· Sehr oft ist beispieleweise ein Radius im Bereich von 3,175 bis 63,5 mm (1/8 - 2,5 inch) zur Herstellung von Folien einer Stärke von 6,35 - 63,5 am (1/4 - 2,5 inch) geeignet· Vorzugsweise ist eine Oberfläohe im wesentlichen ein Spiegelbild der anderen«

An der Stirnkant· der Düse sind die konkaven Flächen normalerweise durch ein· Entfernung getrennt, die gleioh oder etwas

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größer ist als die öffnung des Sohlitzdüsenmundstückes·

Vorzugsweise ist der Abstand, gemessen an der Stirnkante der Düse genau gleich dem Abstand der Schlitzöffnung und es ist tatsächlich in der Praxis vorteilhaft, wenn di· konkaven Flächen zusammenhängend mit den Flächen, die den Schlitz begrenzen, konstruiert werden, so daß sie einen glatten Übergang zwischen diesen beidsn Fläohenanordnungen bilden. Unterschnittene Teile (cut-away portions) in einer solchen zusammenhängend konstruierten Düse können, falls notwendig, den Hitzeübertritt vom heißen Schlitz zu den gekühlten Flächen herabsetzen. Von der Düsenstirnkante divergieren die konkaven Flächen (bei abnehmender Geschwindigkeit, bedingt durch die Krümmung), wenn der Abstand von der Düsenstirnkante zunimmt, wobei die Flächen vorzugsweise ihren größten Abstand dann erreichen, wenn das geschäumte Harz sich völlig ausgedehnt hat. Torteilhaft laufen sie parallel zueinander oder konvergieren leicht über eine kurze Strecke. Ihr größter Abstand wird bestimmt durch die Stärke der gewünschten Platte. Die Austrittsöffnung ist gleich oder etwas kleiner als die gewünschte Plattenstärke. Wo die gekrümmten Flächen sich nicht durchwegs bis zum Punkt der völligen Ausdehnung erstrecken, können sie von einem Paar flacher voneinander in Extrusionsrichtung divergierender Flächen gefolgt werden, so daß eine anhaltende Ausdehnung des Harzes möglieh ist. Diese Anordnung ist besonders brauchbar. Der relative Winkel der glatten Flächen kann verstellbar gemacht werden, so daß das sich ausdehnende Harz mit diesen unter den jeweili-

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gen Extrusionsbedingungen in Berührung gehalten werden kann. Bei verschiedenen Ausdehnungsbedingungen können die glatten Flächen parallel zueinander verlaufen oder leicht konvergieren. Wahlweise können die glatten Flächen mit den gekrümmten zusammenhängend konstruiert sein, so daß ein glatter übergang zwischen ihnen besteht. Es ist auoh wichtig, daß die Abmessungen der flaohen und der gekrümmten Lippen derart sind, daß gerade ein ausreichender Druok auf das schäumende Harz ausgeübt wird, um eine flaohe Folie zu erhalten, da ein zu großer Druck den Schaum zusammenbrechen läßt. Die Ausstoßgesohwindigkeit der gesohäumten Folie muß sorgfältig eingestellt werden, damit ein Zusammenfallen des Schaumes verhindert wird.

Die Austrittsöffnung zwischen den gekrümmten Flächen (oder zwischen den glatten Flächen, falls sich diese den gekrümmten anschließen) ist normalerweise gleich der gewünschten Folienstärke · Es hat sich aber herausgestellt, daß in den Fällen, in denen die Folie relativ dünn ist, beispielsweise bis zu 6,35 mm (1/4 inch), eine etwas kleinere als die Folienstärke wünschenswert ist. Beispielsweise ist in Fällen, wo die Folienstärke nur etwa 2,54 mm (0,1 inch) beträgt, eine Austrittsöffnung als geeignet gefunden worden, die etwa 20 - 25 ^ weniger stark als die Folienstärke ist.

Tom Augenblick der maximalen Auedehnung kann es erlaubt sein die Harsfolie eine Zeitlang durch die Luft zu führen, ohne daß sie mit anderen Flächen in Berührung kommt, jedoch wird sie vorzugsweise zwisohen einem Paar glatter paralleler Flaohen gehal-

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ten, die in einem Abstand voneinander entfernt sind, der der Stärke der Harzfolie entspricht, falls gewünscht, kann Vorsorge getroffen werden für eine Herabsetzung oder Ausschaltung der relativen Bewegung zwischen dem extrudierten geschäumten Harz und einem weiteren Paar Flächen. Eine derartige Vorsorge kann gewisse Vorteile bieten. Beispielsweise kann jedes weitere Paar Flächenteil eines auf Walzen laufenden endlosen Bandes sein. Das Band kann so geführt werden, daß der feil, der mit dem Harz in Berührung steht, sich mit ihm bewegt, oder es kann sich frei bewegen, so daß es durch die Reibungskraft zwischen ihm und dem sich bewegenden Harz geführt wird. Vorzugsweise in den fällen, in denen die gekrümmten fläohen einstellbar sind, erfolgt die Anbringung des jeweiligen Endlosbandes an einer gekrümmten fläche derart, daß das Band und die gekrümmten fläohen sioh zusammen bewegen, wenn die Lage der letzteren eingestellt wird. Wahlweise kann jedes weitere Paar fläohen durch eine Walze :on relativ großem Durohmesser gebildet werden oder es kann eine Reihe von Walzen vorhanden sein, die nacheinander von dem extrudierten Harz durohlaufen werden. Die Verwendung von Walzen dieser Art ist besonders vorteilhaft in den fällen, in denen eine Schlitzdüse verwendet wird, bei der sioh an die gekrümmten fläohen ein Paar divergierender flacher flächen aneohließt, da die Walzen dazu beitragen, daß der Raum iwlsohen den flaehen fläohen vollständig durch das sich ausdehnende Harz ausgefüllt wird.

Beispiele für Düsen, die erfindungegemäß verwendet werden werden in der schwebenden britischen Patentanmeldung 50037/6?

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beschrieben und werden in den figuren 3-7 gezeigt.

Ee «eigen

Fig. 3 einen Frontaufriß der ersten Düse, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IY in Fig. 3, Fig· 5 einen Frontaufriß der zweiten Düse, Fig. 6 einen Grundriß der zweiten Düse und Fig. 7 einen Sohnitt durch die linie YII-VII in Fig.5.

Sie erate Düse enthält zwei Stahlblöcke (1 und 2), die derart voneinander entfernt sind, daß ein SchiitMundstück: (3) gebildet wird. Sie öffnung und die wirksame Abtuetsehfalte des Mundetücke β sind duroh die Anwesenheit eines Stahlatreifens (4), der auf den Block (2) - wie gezeigt - angebracht ist. Der mit einer Zone (5) verbundene Schlitz, wird durch die konkav zylindrisch gekrümmten Flächen (6 und 7) von zwei ohromplattierten Stahlplatten (8 und 9) gebildet. Sie Platten haben untersohnittene Seile (10 und 11) (cut-away portions), τικ die Fläche, die W mit den äußeren Stirnkanten der Bluoke (1 und 2) in Berührung ist, herabzusetzen, und haben einstellbare Halterungsvorriohtungen (nioht eingezeichnet) mit deren Hilfe sie - falls erwünscht - in yersohiedenen Entfernungen von-einander angeordnet werden können, lin wassergekühlter Kanal (12) ist duroh jede Platte, wie gezeigt wird, gebohrt· Bin weitere· Paar Platten (13 und 14) mit flachen flächen ist auf einstellbaren Halterungen (nioht gezeigt) angebraoht, so daß deren relativer Winkel - falls gewünsoht - eingestellt werden kann. Si··· Platten können auch gekühlt werden, indem Wasser duroh dl· Kanäle (15) geleitet wird· Sie Süee besitzt Vorrichtungen (nioht eingezeioh-

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net), um sie am vorderen Ende eines Extruders zu befestigen, so daß bei Verwendung eines sehäumbaren Harzes, wie beispielsweise von sehäumbaren Polyäthylen oder Polypropylen, dieses in Pfeilrichtung dem Schlitz zugeführt wird und daran anschließend zwischen den Plattenpaaren in die Atmosphäre geleitet wird. Wenn das sich ausdehnende und schäumende Harz die konkaven Flächen (6 und 7) berührt, bleibt es mit diesen in Kontakt und nimmt eine entsprechend konvex zylindrische Fläche an. Eine Reihe von Walzenpaaren (16 und 17) können am Ende der Platten (15 und 14) angeordnet werden, um sicherzustellen, daß das schäumende Harz vollständig die Zone (5) ausfüllt.

Die zweite Düse (gezeigt in den Fig. 5-7) ist im allgemeinen der ersten insofern ähnlich, als sie aus zwei Stahlbltioken (101 und 102) besteht, die voneinander entfernt sind, um ein Schlitzdüsenmundstück (103) zu bilden. Der Schlitz ist mit einer Zone (104) verbunden, der von zwei konkav zylindrischen Flächen (105 und 106) gebildet wird, die jeweils in die Blöcke (101 und 102) eingeschnitten sind. Jede Düsenhälfte weist daher eine zusammenhängende Konstruktion auf und es besteht keine Möglichkeit für eine Unterbrechung zwischen den den Schlitz bildenden Flächen und jenen die die Zone bilden. Dieses hat sioh insofern als vorteilhaft herausgestellt, als eine Unterbrechung sich auf andere Weise nur schwer vermeiden läßt und zu Oberfläohenfehlern in der extrudierten Platte führen kann. Ein mit Wasβergekühlter Kanal (107) ist in jeden Block gebohrt und unterschnitten· Teils (108) setzen den Hitzeübergang zu den gekrümmten Flächen (105 und 106) herab. Die Seiten der Zone (104) werden durch die Icon-

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kav zylindrischen Flächen (109 und 4.10) ron zwei Stahlseitenetücken (111 und 112) gebildet, die zwisohen den Flächen (105 und 106) angebracht e&nd. Es wird keine besondere Vorsorge zum Kühlen der Seitenstüoke getroffen, sondern sie werden tatsächlich unter den jeweiligen Betriebsbedingungen gekühlt als Folge des innigen Kontakts mit den gekühlten Flächen (105 und 106). Flach divergierende Flächen oder Rollen können - falls gewünscht - anwesend sein, wie in den Fig· 3 und 4 gezeigt wird.

Bas aliphatisch^ thermoplastische Hare wird erhalten durch Polymerisation oder Copolymerisation von einem oder mehreren aliphatischen Monomeren. Sie aliphatischen Monomeren sind vorzugsweise äthylenisoh ungesättigte· Sehr oft ist das Monomere vorzugsweise ein äthylenisoh ungesättigter Kohlenwasserstoff (oder Olefin), aber es kann beispielsweise auch ein Hitril, wie Acrylnitril, Vinyl- oder Vinylidenchlorid, Vinylacetat oder ein Aorylat, wie ithylacrylat oder Methylesfchaorylat, sein. In den Fällen, wo das Monomere ein Kohlenwasserstoff ist,kann dieses beispielsweise Äthylen, Propylen, oder Butylen sein, beispielsweise kann das Polymere Polyäthylen (niedriger oder hoher Dichte) oder Polypropylen sein. Bestimmte Polymere können auoh aus halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie chloriertes Äthylen, bestehen· Darüber hinaus kann ein Copolymereβ eines Kohlenwasserstoff monomeren verwendet werden (und zwar eins von denen, die oben angegeben worden sind)· Das Copolymere kann beispielsweise ein Ithylen-Vinylaoetat-Oopolymeres sein. Die erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Harze sind Polypropylen und Hochdruckpolyäthylen. Es können natürlich auch Harzgemisohe verwendet wer-

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den und Gemische mit natürlichem oder synthetischem Gummi.

Thermoplastische Harze, die auch verwendet werden können, sind Polyamide und Polyester. Die Polyamide sind vorzugsweise vom Nylontyp, insbesondere Nylon 6 (Polyoaprolactam), Nylon 66 (Polyhexamethylen-Adipinsäureamid, normalerweise hergestellt durch Selbstpolykondensation des Salzes aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure, bekannt unter der Bezeichnung als "Nylonsalz"), Nylon 11 (Poly-11-Amino-Undeeansäure) und Nylon 610 (Polyhexamethylensebaoinsäureamid)· Die Polyester, die besonders verwendet werden, sind gesättigte Polyester, wie Alkydharze, organische Polycarbonate und Polyethylenterephthalat.

Sie Harzzusammensetzung ist schäumbar und dies verlangt die Anwesenheit eines Treibmittels. Dies ist vorzugsweise eine normalerweise gasförmige Substanz, aber es kann auch eine flüchtige Flüssigkeit sein. In vielen fällen ist das !Treibmittel normalerweise gasförmig, es liegt jedooh auch - während es vor der Extrusion unter Druck steht - in flüssigem Zustand oder im Harz gelöst vor. Seispiele von flüchtigen Substanzen, die verwendet werden können, sind niedere aliphatisohe Sohlenwasserstoffe, wie A"than, Propan, ein Butan oder Buten, oder ein Pentan oder Penten, niedere Alkylhalogenide, wie Methylohlorid, Trichiormethan, Diohlordifluorinethan oder 1,2-Diohlortetrafluoräthanf und anorganisch· Gase, wie Kohlendioxyd oder Stiokstoff. Die niederen aliphatischen Kohlenwasserstoffe, insbesondere «in Butan oder ein Butangeaisoh sind bevorzugt, die

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Treibmittel können auch «in chemisches !reibmittel sein, das beispielsweise ein Bicarbonat, wie beispielsweise Natriumbioarbonat oder Ammoniumbicarbonat, sein kann, oder eine organische Sticketoffverbindung, die beim Erhitzen Stickstoff bildet, wie Dinitrosopentamethylendiamin oder Bariumazodicarboxylat. 3-30 Gew.-^, insbesondere 7-20 öew.-jt, bezogen auf das Harx, sind oft ein geeigneter Treibmittelanteil, um einen Schaum von einer Dichte bis zu 0,08010 g/cm⁵ herzustellen und beispielsweise die Verwendung von 7-15 Gew.-ji Butan oder Isobutylen in Verbindung mit Polyäthylen fuhrt zu ausgezeichneten Ergebnissen. Sofern die Herstellung eines Produktes mit einer höheren Sichte verlangt wird, genügen weniger Treibmittel, beispielsweise 1-3 Gew.-jt, bezogen auf das Harz.

Vorzugsweise enthält das sohäumbare Harz ein kernbildendes Mittel, das die Bildung einer großen Zahl von kleinen Zellen unterstützt. Der weite Bereioh der verwendeten kernbildenden Mittel umfaßt feinverteilte inerte Feststoffe, wie Talkum, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxyd, möglicherweise in Verbindung mit Zinkstearat oder kleinen Mengen einer Substanz, die bei der Bxtruslonstemperatur unter Bildung eines Gases zerfällt· Sin Beispiel der letzteren Gruppe von kernbildenden Mitteln ist latriumbicarbonat, das - falls gewünsoht - in Verbindung mit einer sohwaohen Säure, wie Weinsäure oder Citronensäure, verwendet wird, lin kleiner Anteil des kernbildenden Mittels, beispielsweise bis zu 5 Gew.-Jt, bezogen auf das Harz, ist la allgemeinen wirksam.

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Im allgemeinen findet die Ausdehnung statt wenn das sohäumbare Harz das Süsenmundstück verläßt und dementsprechend sind die Abmessungen des letzteren geringer als der Querschnitt des verlangten Produktes. Sie Ausdehnung erfolgt innerhalb der gesamten PUSe₁ die Hauptausdehnung erfolgt jedoch am Sohlitzaustritt. Auf diese Weise wird die Folie hergestellt. Seitenteile, die die Ausdehnung in Längsrichtung des Schlitzes begrenzen, sind oft wünschenswert» um die Tendenz der Platte, an den äußeren Kanten dünner zu werden, auszuschalten. Sie Flächen der Seitenstücke, die das sich ausdehnende Harz berühren, können eben sein, sie können jedoch auch vorzugsweise konkav sein, so daß das schäume· a Harz sioh auedehnt, wenn es sich durch einen "Kasten", der duroh vier konkave Flächen gebildet wird, hindurchbewegt. Hierduroh wird sichergestellt, daß eine Platte mit der gewünschten Breite hergestellt wird.

Durch Auswahl einer geeigneten Süsengröße kann ein extrudiertes Produkt mit dem gewünschten Querschnitt erhalten werden, beispielsweise kann eine geschäumte Folie bis zu einer Breite von 1,2192 mm (4 feet) und mehr hergestellt werden und mit einer Stärke bis zu etwa 6315 am (2,5 inch). Im allgemeinen kann die Plattenstärke zwischen 3»175 und 63,5 mm (1/8 bis 2,5 inch) oder mehr liegen, beispielsweise zwischen 6,35 und 25,4 mm (1/4 und 1 inch). Oft kann eine Zunahme in den Dimensionen der Folie erhalten werden (was mit einer entsprechenden Herabsetzung der Sichte verbunden ist), indem man sie erhitzt, beispielsweise indem man sie für einige Augenblicke in einem geeigneten Behälter der Einwirkung von Bampf oder heißem Wasser

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aussetzt. Sine derartige Behandlung wird im allgemeinen wirksamer ausgeführt, nachdem die Folie ein oder zwei Tage der Atmosphäre ausgesetzt worden ist.

Die gekrümmten Flächen werden auf einer !Temperatur gehalten, die niedriger als die Extrusionstemperatur 1st. Es kann Ul- oder Wasserkühlung - falls gewünscht - angewendet werden mit Hilfe von beispielsweise Kanälen, die eich innerhalb der Flächen

" befinden. Manchmal reicht jedoch Luftkühlung aus, obgleich die Rückseiten der Flächen mit Rippen yereehen werden können, um die Kühlgeschwindigkeit zu steigern, normalerweise führen die Flächen direkt von dem Düsenmundstück weg. Es ist wünschenswert, soweit wie möglich die Hitzeableitung rom Extruder zu den gekühlten Flächen zu vermeiden, und dieses kann beispielsweise unter Verwendung eines wärmeisolierenden Materialee erreicht werden oder indem man die Kontaktflächen zwischen den Oberflächen und dem Extruder so klein wie möglich hält. Das Kühlen der Flächen verursacht einen bestimmten Widerstand (drag), wenn das Hare txtrudiert wird, so daß die Viskosität des Harzes in Berührung mit den Flächen viel größer ist, als die Viskosität innerhalb des Extruders. Tatsächlich weist das durch die Zone (gebildet durch die gekrümmten Flächen) fließende Harz normalerweise "Verstopfungscharakter¹* auf. Sie Temperatur der gekrümmten Fläohen, die in einem besonderen Fall angewendet wird, das ist die mittlere Temperatur der Hetallmasse, hängt teilweise., von der Natur des Harzes und von der plastifizierenden Wirkung des Treibmittels ab, jedoch kann sehr oft eine Temperatur verwendet werden, die 10 - 85⁰C niedriger, vorzugsweise 20 -70⁰C

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niedriger als die Extrusionstemperatur ist. Wenn beispielewei-" se ein geschäumtes Harz bei 12O⁰G extrudiert wird, reicht es im allgemeinen aus, wenn die flächen auf eine Temperatur von 50 - 95⁰C abgekühlt werden. Beispielsweise ist im Falle von Hochdruck-Polyäthylen gefunden worden, daß die gekrümmten Flächen am besten durch Wasserzirkulation auf 80 - 95⁰O gekühlt werden, und im Falle von Polypropylen läßt man vorzugsweise öl zirkulieren oder einige andere Hitzeübertragungsflüssigkeiten bei einer Temperatur von 130 - 16O⁰C zirkulieren·

Die Extrusionstemperatur hängt bis zu einem gewissen Grade von dem Erweichungspunkt des Harzes ab, im allgemeinen sind jedoch Temperaturen zwischen 80 und 150⁰C* vorzugsweise zwischen 90 und 130⁰C geeignet. Wenn beispielsweise ein schäumbares Hochdruck-Polyäthylen extrudiert wird, kann oft eine Temperatur im Bereich von 100 - 130⁰C, insbesondere von etwa 12O⁰C, verwendet werden.

Der Druck innerhalb des Extruders reicht aus, die Harzsohäumung zu vermeiden, bis das Harz das Düsenmundstück verläßt und in die Zone des niedrigeren Druckes eintritt. Beispielsweise kann ein Druck, der größer als 1715 kg/cm (250 pounds pro square inch) und insbesondere ein Druck von 17,5 - 352 kg/cnr⁵ (250 und 5000 pounds fer square inch) angewendet werden. Vorzugsweise liegt der Druck zwischen 21 und 70 kg/cm (300 und 1000 pounds per square inch).

Das erfindungagemäße Verfahren ist von besonderem Wert bei der

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Herstellung τοη extrudierten geeohäumten Folien mittlerer Sichte, wie 0,032 - 0,096 g/om (2-6 pounde pro cubic foot). Jedooh kann auoh ein breiterer Diohtebereioh hergestellt werden, obgleioh für eine Folie, die als Isoliermaterial Verwendung finden soll, es oft τοη geringem Torteil ist, wenn die Dichte 0,080 g/cm' (5 pounds pro oubio foot) überschreitet. Eine Dichte τοη etwa 0,032 g/car (2 pounde pro cubic foot) wird gewöhnlich für Isolierfolien bevorzugt, wie beispielsweise eine Dioh-

w te τοη 0,02 oder 0,024 und 0,064 g/om³ (1,25 oder 1,5 und 4 pounde pro cubic foot), wie etwa 0,04 g/oa (2,5 pounds pro oubio foot)· Bs können auoh folien einer Dichte τοη weniger als 0,024 g/oa (24 ounceβ pro oubio foot) hergestellt werden. Beispielsweise sind gesohäumte aliphatlache Harzfolien mit einer Dichte τοη weniger als 0,018 g/om (18 ounce's pro cubio foot), TorsugBweise τοη 0,0080 - 0,0160 g/om⁵ (8 - 16 ounces pro cubio foot), besonders geeignet, beispielsweise das geschäumte Polypropylen-Isoliermaterial, das in der schwebenden britischen

| Patentanmeldung 27257/7° beschrieben wird. Es können auch Folien höherer Dichte, beispielsweise bis zu 0,6408 g/onr (40 pounde pro cubie foot) und sehr oft zwisohen 0,1602 und 0,4806 g/onr (10 bis 30 pounde pro cubio foot) hergestellt werden. Sehr oft ist es für relativ dünne Folien, oft zwisohen 2,54 - 6,35 mm (0,1 - 1/4 inch) stark, τοη Vorteil, daß sie eine derartig höhere Dichte aufweisen. Jedoch können sowohl dioke als auoh dünne Folien - wenn gewünsoht - τοη hoher oder niedriger Dichte hergestellt werden.

Die hergestellten extrudierten Harze, beispielsweise eine Folie,

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haben im wesentlichen glatte Ober- und Unterfläohen und leicht gekrümmte Kanten· Diese Kanten können - soweit erforderlich geschnitten werden, sie sind jedooh oft für viele Zwecke genau genug. Die Stärke der Folie ist über einen bemerkenswert hohen Anteil gleichmäßig, sehr oft über 95 + oder mehr seiner Breite hinweg mit sehr geringen Verdünnungen an den Kanten·

Das erfindungsgemäße geschäumte Harε kann für viele Zwecke verwendet werden und ist besonders als Isoliermaterial brauchbar, das die Dachbodenisolierung, Teppiohunterlagen, Isolierungen für Wasserrohre und -behälter, Verpackungsmaterial, Verwendung im Automobilbau (z.B. als Daohauskleidung, Seitenpolsterung, für Sonnenblenden usw.) und zur Schalldämpfung umfaßt.

Die folgenden Beispiel· erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Das Beispiel beschreibt die Herstellung einer geschäumten Polyäthylenfolie durch das erfindungsgemäße Verfahren.

Die verwendete Düse wurde schon oben beschrieben und in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht. Sie hat einen Schlitz mit einer Öffnung von 0,254 mm (0,01 inch) und eine Länge von 114,3 mm (4 1/2 inch) und eine Abquetsohfläohe von 2,032 mm (0,08 inch). Die Platten (8 und 9) waren in einem Abstand von 0,254 mm (0_r01 inch) voneinander entfernt, wo sie die lippen des Schlitzdüsenmundstückes treffen.Die Platten waren etwa 3,302 mm (0,13 inch) voneinander an der Stelle, an der sie die flachen Platten

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(13 und 14) treffen, die voneinander in Extrusionerichtung divergieren. Der Radius der gekrümmten Flächen (6 und 7) betrug 12,7 a» (1/2 inoh) und die flachen Platten wurden derart eingestellt, daß das Produkt die gewünschte Stärke hatte.

Daβ aehäumbare Hochdruckpolyäthylen hatte einen Sohmelzindex Ton 0,4 und enthielt 2,0 Gew.-jl Talkum, 0,2 (Jew.-Jt Genitren IC und 12 Gew.-Ji Isobutylen. Xa wurde bei einem Druck von 52,5 ) kg/onr bie 88kg/enr (750 - 1250 pounds pro square inch) und einer Temperatur von 138⁰C durch die Düse bei einer Flußgeeohwindigkeit von 6,804 kg/Std. extrudiert. Die Temperatur der gekrümmten Platten wurde auf etwa 85 C gehalten, indem man Wasser durch die Kühlkanäle zirkulieren läßt, und die flaohen Platten wurden auf ähnliche Weise auf einer Temperatur von etwa 85⁰C gehalten.

Das Produkt war eine geschäumte Polyäthylenfolie mit einer Breite von 146,05 mm (5 3/4 inch) und einer Stärke von 3,969mm (5/32 inoh) und hatte eine durchschnittliche Gesamtdichte von 0,0480 g/onr (3 pounds pro oubio foot), jedoch mit einer Haut höherer Dichte, die einer Vielzahl von Zellen niedrigerer Dichte beigefügt war, die rechtwinkelig zur Haut orientiert waren und in den meisten fällen ein Länge-zu Breite-Verhältnis von etwa 2,0 s 1 aufweisen. Die folie hatte eine glatte Ober- und Unterfläche von ausgezeichnetem Aussehen.

Wenn die Extrusion ohne die gekrümmten und flaohen flächen ausgeführt wurde, war das Extrudat dünn und stark gewellt.

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Beispiel 2

Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer Polypropylenfolie durch das erfindungsgemäße Verfahren.

Die verwendete Düse war die oben beschriebene und in den Fig· 5 bis 7 veranschaulichte. Sie hatte einen Schlitz von 0,254 mm (0,01 inch) und einer Länge von 114,3 mm (4,5 inch) sowie mit einer Abquetschfläche von 2,052 mm (0,08 inch). Die gekrümmten Flächen (105 und 106) waren in einem Abstand von 0,254 mm (0,01 inch) voneinander entfernt, wo diese die Lippen des Sohlitzdüsenmundstüoks treffen und waren etwa 4»318 mm (0,17 inch) voneinander, wo sie ein Paar flacher Flächen berührten, die voneinander in Extrusionsrichtung divergierten. Der Badiue der gekrümmten Flächen betrug 12,7 mm (1/2 inch) und die flachen Platten wurden eingestellt, so daß das Produkt die gewünschte Stärke hatte·

Schäumbares Polypropylen, das 2 Gew.-^ Talkum und 11 Isobuten enthielt, wurde bei einem Druck von 52,5 - 105 kg/om* (750 - 1500 pounds pro square inch) und bei einer Temperatur von 154⁰C durch die Düse bei einer Flußgeschwindigkeit von 6,8039 kg/std. (15 pounds per hour) extrudiert. Die Temperatur der gekrümmten Platten wurde auf 13O⁰C duroh Kühlkanäle zirkulierendes öl gehalten, und die flachen Platten wurden in ähnlicher Weise auf einer Temperatur von 13O⁰C gehalten·

Das Produkt war eine geschäumte Polypropylenfolie mit einer Breite von 177,8 mm (7 inch) und einer Stärke von 6,35 mm

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(1/4 inch) und mit einer mittleren Gesamtdichte yon 0,06408 bis 0,0801 g/om (4-5 pounds pro cubic foot), jedoch mit einer Haut größerer Dichte, der eine Vielzahl von Zellen niederer Diohte beigefügt waren, die rechtwinkelig zur Haut orientiert waren und in den meisten Fällen ein Länge- zu Breite-Verhältnis yon etwa 2 t 1 aufwiesen. Sie Folie hatte glatte Ober- und Unterflächen von ausgezeichnetem Aussehen.

™ Wenn die Extrusion ohne die gekrümmten und flachen Flächen durchgeführt wurde, war das Extrudat dünn und stark gewellt.

Beispiel 3 Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer geschäumten Polypropylenfolie durch das erfindungsgemäße Verfahren.

Dit verwendete Düse war die oben beschriebene und in den Fig. 5 bis 7 veranschaulichte. Der Spalt hatte eine Öffnung von ) 0,051 om und war 66 em lang und wies eine Abtuetsohflache von O₉51 cm auf. Die gekrümmten Flächen hatten einen Radius von 6135 mm (1/4 inch) (105 und 106) und waren 0,51 cm voneinander, wo sie ein Paar flacher Flächen mit einer Abquetechfläohe von 17,462 mm (11/16 inch) berührten. Die flaohen Oberflächen hatten eine Abquetsohfläche von 10 om und waren unabhängig voneinander einstellbar hinsiohtlich ihres eingeschlossenen Winkels und hinsiohtlich des vertikalen Abstände» «wischen ihnen. Seitenstüoke wurden in der Düse und an der Seite der flaohen Fläohe befestigt, um die Breite des Extrudatβ zu beschränken und um eine übermäßige Ausdehnung zu verhindern·

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Eine sohäumbare PolypropylenzusammenBetzung, die 1 Gew. Talkum und 21 Gew.-# Isobutylen enthielt, die hergestellt worden war, indem das !Treibmittel in den Zylinder eines Sohraubenextruders, der einen Durchmesser τοη 63»5 mm (2 1/2 inch) aufwies, gespeist mit dem vorher gemischten Harz und Talkum, eingespritzt wurde, wurde durch die Düse, die auf einer Temperatur τοη 150⁰G gehalten wurde, extrudiert. Der Extrusionedruck betrug 77 kg/cm (1100 pounde pro square inch) und der Durchsatz betrug 30,4 kg/Std.. Die Temperatur der gekrümmten und flachen Flächen wurde auf 91°0 gehalten, indem man öl durch die Kühlkanäle zirkulieren läßt, und die flachen Platten wurden in ähnlicher Weise auf einer Temperatur yon 91⁰G gehalten.

Das Produkt war eine geschäumte Polypropylenfolie, die durch abgeflachte Walzen mit Hilfe einer Doppelband-Abeugsanordnung aus der Düse abgezogen wurde. Das Produkt war 76,4 cm breit und 8 mm stark und hatte eine Gesamtdichte τοη 23,0 kg/m , jedoch mit einer Haut höherer Dichte, der eine Vielzahl τοη Zellen niederer Dichte beigefügt waren, die rechtwinkelig zur Haut orientiert waren und in den meisten Fällen ein länge- zu Breite-Verhältnis τοη etwa 2 t 1 aufwiesen. Die Folie war zäh und hatte eine glatte Ober- und Unterfläche mit ausgezeichnetem Aussehen.

Wenn eine Vergleichseitrusion ohne die gekrümmten und flachen Flächen ausgeführt wurde, wurde gefunden, daß das Bxtrudat stark gewellt war.

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Beispiel 4 Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer geschäumten Hochdruckpolypropylenfolie durch das erfindungsgemäße Verfahren.

Die verwendete Düse war die oben beschriebene und in den Fig. 5 bis 7 Teranschaulichte. Der Schlitz hatte eine öffnung von 2,54 mm (0,10 inoh) und war 1 inch lang mit einer Abquetschfläche von 6,35 mm (0,25 inoh)· Die gekrümmten Flächen (105 und 106) hatten einen Radius τοη 6,35 mm (0,25 inch) und berührten ein Paar glatte·. Flächen« Die flachen Flächen bestanden aus Stahl und hatten eine Abtuetsohflache von 101,6 mm (4 inch) und waren unabhängig voneinander einstellbar hinsiehtIioh ihres eingeschlossenen Winkels und hinsichtlich dee vertikalen Abstand es zwischen ihnen. Zn der Düse und an der Seite der flachen Oberflächen wurden Seitestüoke befestigt, um die Breite des Extrudats zu beschränken und um eine übermäßige Ausdehnung zu verhindern.

Eine schäumbare Zusammensetzung, die Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex von 0,4 dg/Min, und eine Dichte von 0,96 g/cm⁵ aufwies, 1 öew.-ji feinverteiltes Silioiumdioxyd, 0,25 Gew.-£ Natriumbicarbonat und 15,7 Gew.-^ Methylchlorid enthielt und die hergestellt worden war, indem das Treibmittel in den ■ Zylinder eines Extruders, der mit dem vorher vermischten Harz und kernbildenden Mittel, gespeist wurde, eingespritzt wurde, wurde durch die Düse, die auf einer Temperatur von 148⁰C gehalten wurde, extrudiert. Der Sxtrusionsdruck betrug etwa 70 kg/cm (1000 pounds pro square inoh) und der Durchsatz 8,4 kg

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pro Std.. Die !Temperatur der gekrümmten und flachen flächen wurde auf 85⁰O gehalten, indem man durch die Kühlkanalβ öl zirkulieren läßt, und die flachen Platten wurden auf ähnliche Weise auf einer Temperatur yon 85⁰O gehalten·

Das Produkt war eine geschäumte Polypropylenfolie, die durch abgeflachte Walzen einer Dopperband-Abzugsanordnung aus der Düse mit einer Geschwindigkeit von 4-1 mm/Sek. abgezogen wurde. Sie war 30,48 cm (12 inch) breit und 6,35 mm (1/4 inch) dick und wies eine Gesamtdichte von 34 - 36 kg/cm aufj sie hatte jedoch eine Haut hoher Dichte, der eine Vielzahl von Zellen niederer Dichte beigefügt waren, die rechtwinkelig zur Haut orientiert waren und in den meisten Fällen ein länge- zu Breite-Verhältnis von etwa 2 t 1 aufwiesen· Die Folie war zäh und hatte eine glatte Ober- und Unterfläche von ausgezeichnetem Aussehen.

Wenn eine Vergleiohsextrusion ohne den gekrümmten und flaohen Flächen durchgeführt wurde, wurde wieder gefunden, daß das Extrudat stark gewellt war.

Beispiel 5

Dieses Beispiel beschreibt ein erfindungsgemäße Isoliermaterial und seine erfindungsgemäße Herstellung.

Polypropylenharz (Dichte 0,905 g/cm , Sohmelzindex 0,3 g/10 Min.) wurde mit einem Gewichtsprozent Talkum vermischt und einem Extruder mit einem Zylinderdurchmeseer von 38,1 mm (1 1/2 inoh) bei einer Geschwindigkeit von 6,8039 kg (15 pound») pro Stunde

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eingespeist, während flüssiges Isobutylen in das hitzeplastifizierte Harz in der Mitte des Zylinders bei einer Geschwindigkeit von 1,089 kg/Std. (2,4 pounds/hr) eingespritzt wurde. Sie Temperatur des Harzes an der Einspritzeteile betrug etwa 213 C. Das Gemisoh aus Polypropylen und Isobutylen wurde auf etwa 14O⁰Q abgekühlt, bevor es durch eine Schlitzdüse mit einer Schiitzöffnung von 0,254 mm (0,01 inch) und einer Schlitzlänge von 22,86 cm (9 inoh) extrudiert wurde. Die Sohlitzabquetschfläohe betrug 2,032 mm (0,08 inoh)· Sie Düse wurde mit einem Paar konkav zylindrischer Flächen mit einem Radius von 12,7 mm (1/2 inch) auegestattet, die in einem Abstand von 0,254 mm (0,01 inoh) voneinander entfernt waren, wo sie die Lippen des Sohlitzmundstückes treffen und etwa 6,604 mm (0,26 inch) voneinander, wo sie ein Paar flache Fläohen einer 10,16 cm Abquetsohfläche (4 inch) berühren, die in Extrusionsrichtung gegeneinander konvergieren.

Sie flaohen Platten wurden eingestellt derart, daß ihr weitester Abstand voneinander 7»442 mm (0,293 inoh) betrug und daß sie an ihrem Austrittsende bis zu 0,699 mm (0,275 inch) konvergieren.

Ser Sruok am Süseneingang betrug 98 kg/om (1400 pounds pro square inoh) und die Temperatur der Süse betrug 145°C. Sie Temperatur der gekrümmten Flächen wurde konstant gehalten, indem man Santotherm IR-l-Hitzeaustaueoherflüssigkeit bei 102 0 durch die Kühlkanäle zirkulieren ließ. Sie flaohen Platten wurden auf ähnliche Weise durch zirkulierendes Santotherm FR-I auf einer konstanten Temperatur von 94°0 gehalten·

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Es wurde eine geschäumte Polypropylenfolie hergestellt, die 45 cm breit und 0,88 cm dick war und eine Gesaatdiohte τοη 14- kg/m⁵ aufwies, ^edooh mit einer Haut einer relativ hohen Dichte, der eine Vielsah! von Zellen niederer Dichte beigefügt waren. Die Folie hatte eine glatte Ober- und Unterfläche von ausgezeichnetem Aussehen. Sie war sehr geeignet für die Verwendung als Isoliermaterial.

Durch Variieren der Extrusionetemperatur innerhalb des Bereiches von 135 - 145⁰C wurde eine Eeihe von Folien einer Stärke von 0,8 - 1 on und einer Gesamtdichte von 12 - 16 kg/m hergestellt.

Beispiel 6

Es wurden ähnliche Extrusionsbedingungen gewählt, wie sie im Beispiel 5 beschrieben wurden, mit der Ausnahme, daß 0,5 Q-ew.-1° Natriumpalmitat als kernbildendes Mittel verwendet wurde. Die so erhaltene Schaumfolie war 10,16 mm (0,4 inch) dick und 45,72 cm (18 inch) breit und hatte eine Dichte von 12-16 kg/m⁵.

Beispiel 7

Bs wurden Extrusionsbedingungen gewählt, die den in Beispiel 5 beschriebenen ähnlich waren, mit der Ausnahme, daß der Schlitz am Ausgang 15,24 cm (6 inch) breit war und die öffnung an der Düsenlippenabquetsohf lache 0,356 mm (0,014 inch) betrug. Die Temperatur der zirkulierenden Flüssigkeit in den formbildenden Lippen und in den flachen Lippen wurde auf 90⁰C gehalten. Die

so erhaltene Schaumfolie war etwa 27,94 cm (11 inch) breit und 7,112 mm (0,280 inch) dick und wies eine feinere Zellstruktur

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auf ale die nach Beispiel 5 erhaltene Folie auf, jedoch eine ähnliche Diohte.

Beispiel β

Polypropylenharz (Diohte 0,905 g/om , Sohmelzindex 1,5 g/10 Min.) vermischt mit 1 Gew.-4» Talkum, wurde in einen plastif!zierenden Extruder nit einem Zylinderdurohaeeeer von 63,5 mm (2,5 inch) mit einer Geschwindigkeit von 19,958 kg/Std. (44 pounds/hr) \ eingespeist, während flüssiges Isobutylen in das hitzeplastifizierte Harz mit einer Geschwindigkeit von 48,534 kg (10,7 pounis) pro Stunde in den 63,5 om (2 1/2 inch) Einsprite-Misch-Kühlungsextruder eingespritzt wurde. Sie Temperatur des Harzes am Einspritzpunkt betrug etwa 215⁰C und das Gemisch aus Polypropylen und Isobutylen wurde auf etwa 145°C abgekühlt, bevor es durch eine 121,92 cm (48 inch) Düse extrudiert wurde, die mit integrierenden gekrümmten Lippen ausgestattet war und die eine Schiit«Öffnung von etwa 0,508 mm (0,020 inch) an der Abquetsohfläche aufwies und eine Sehlitzlänge von 35,56 cm (14 inch) hatte. Sie Länge der Sohlitzabquetsohflache betrug 6,35 am. (0,25 inch). Der gekrümmte Abschnitt der Lippe hatte einen Radius von 6,35 mm (0,25 inoh) und die öffnung zwischen der oberen und unteren Lippe am Ausgang betrug 5,588 mm (0,22 inoh). Die gekrümmten Lippen trafen sich an ihrem Ausgang mit einem Paar flacher Flächen, die in Extrusionariohtung gegeneinander konvergieren. Der Druok am DUseneintritt betrug etwa 70 kg/cm (1000 pounds pro square inoh) und die Temperatur an der Hinterseite der Düse betrug 150⁰O. Die Temperatur der gekrümmten Flächen wurde kontrolliert, indem Waseer bei 96⁰C duroh die

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Kühlkanäle zirkulierte. Das Zirkulationssystem für die flachen lippen wurde nicht benutzt.

Es wurden geschäumte Polypropylenfolien hergestellt, die 45,72 cm (18 inch) breit und 7_f366 mm (0,29 inch) diok waren und eine Dichte zwisohen 14 und 17 g/Liter aufwiesen, was eine Gesamtdichte von 15,5 g/liiter ergibt, jedooh mit einer Haut hoher Dichte, der eine Vielzahl von Zellen niederer Dichte beigefügt waren. Die Folie hatte eine glatte Ober- und ühterfläohe von ausgezeichnetem Aussehen und war sehr für die Verwendung als Isoliermaterial geeignet·

Beispiel 9

Polypropylenharz (Dichte 0,905 g/cm , Sohmelzindei 1,5 g/10 Min) wurde mit 1 Gew.-ji Talkum gemisoht und einem plastifizierenden Extruder mit einen Zylinderdurchmesser von 63,5 ma (2,5 inch) mit einer Geschwindigkeit von 30,844 kg/Std. (68 pounds/fir) eingespeist, während flüssiges Butan in das hitzeplastifizierte Harz in den 63,5 mm (2 1/2 inch) Durchmesser Ünepritz** Misch-Kiihlungsextruder mit einer Geschwindigkeit von 6,6224 kg (14,6 pounds) pro Stunde eingespritzt wurde. Die Temperatur des Harzes an der Einspritzsteile betrug etwa 225 0 und das Gemisch aus Polypropylen und Butan wurde auf etwa 152⁰O abgekühlt, bevor es durch das Düsensystem extrudiert wurde, das in Beispiel 8 beschrieben wurde mit der Ausnahme, daß die Schlitzlänge für diesen besonderen Versuch auf 66,04 cm (26 in) gehalten wurde. Die Temperatur auf der Hinterseite der Düse betrug 161⁰C. Die Temperatur des gekrümmten lippensystems wurde

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in einer ähnliohen Weise kontrolliert, wie es in Beispiel θ beschrieben ist.

Es wurden geschäumte Polypropylenfolien hergestellt, die 76,20 om (30 inoh) breit und 6,604 ma (0,26 inch) dick waren und eine Dichte τοη 15 - 17 g/Liter aufwiesen, was eine Gesamtdichte von 16,5 g/Liter ergibt, jedoch mit einer Haut höherer Diohte, der eine Vielzahl τοη lallen niederer Sichte beigefügt waren*

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung von geschäumten, extrudierten, aliphatischen thermoplastischen Harren, daduroh gekennzeichnet, daß ein sohäumbares aliphatisohes thermoplastisches Harzgemieoh durch ein Sohlitzdüsenmundstüok in eine Zone niederen Druckes eztrudiert wird, die durch ein Paar gegenüberliegende, konkav gekrümmte flächen gebildet wird, die auf einer Temperatur unterhalb der Sztrusionstemperatur, d.h. der Temperatur des ungeschäumten Harzes im Düsenmundstück, gehalten werden, daß das Verschäumen des Harzes während dessen Bewegung durch obige Zone t. JToIgt und daß die Krümmung der konkaven Flächen die entsprechenden konvexen Flächen des expandierenden und verschäumenden Harzes berühren kann.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß das extrudierte geschäumte Harz die Form einer folie hat und eine Stärke von 2,54 - 63,5 mm (0,1 - 2,5 inch) aufweist.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das extrudferte geschäumte Harz die form einer folie und eine Stärke von mindestens 3»175 mm (1/8 inch) aufweist.

   4* Verfahren naoh Anspruch 2 oder 3ι daduroh gekennzeichnet, daß das erhaltene extrudierte geschäumte Harz aus einer Masse von im wesentlichen parallel gestreckter Zellen besteht mit

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   einer Oberflächenhaut des Schaumes einer höheren Sichte ale die innere Hauptmasse des extrudierten geschäumten Harzes, wobei die gestreckten Zellen im wesentlichen rechtwinkelig zur Oberflächenhaut orientiert sind und die meisten derselben ein Längen-Breitenverhältnis von 1,1 : 1 bis 2,0 J 1 aufweisen.

   5. Verfahren nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlitzdüsenmundstück eine öffnung von 0,127 - 0,762 mm

   " (0,005-0,03 inch) aufweist.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sohlitzdüsenmundstück eine Abquetschflache von 1,778 - 0,508 mm (0,07 - 0,02 inch) aufweist.

   7· Verfahren nach Anspruch 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß - im Querschnitt gesehen - die gegenüberliegenden konkaven Flächen kreisbogenförmig ausgebildet sind.

   8. Verfahren nach Anspruch 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierten geschäumtenHarzplatten eine Dicke von 6,35 bis 63,5 mm (0,25 - 2,5 inch) haben und - im Querschnitt gesehen die gegenüberliegenden konkaven Flächen einen Kreisbogen mit einem Radius von 3|175 - 63,5 mm (1/2 - 2 1/2 inch) darstellen.

   9. Verfahren nach Anspruch 2-8, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Flächen mit den Flächen, die die Schlitzdüse bilden, zusammenhängend konstruiert sind, so daß ein glatter übergang zwischen den beiden Fläohenpaaren besteht.

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   10. Verfahren nach Anspruch 2-9» dadurch gekennzeichnet, daß sich an den konkaven Flächen ein Paar flache voneinander in Extrusionsrichtung divergierende Flächen anschließen, so daß eine anhaltende Ausdehnung des Harzes möglich ist.

   11. Verfahren nach Anspruch 2-10, dadurch gekennzeichnet, daß vom Punkt der maximalen Ausdehnung an das extrudierte Harz von einer Reihe nacheinander querliegender Walzen getragen wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 2-11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Harz verwendet wird, das durch Polymerisation von äthylenisch ungesättigten Monomeren erhalten wurde.

   13.Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Harz Polypropylen verwendet wird.

   14* Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Harz ein Hochdruckpolyäthylen verwendet wird.

   15. Verfahren nach Anspruch 2 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß das verschäumbare Harz ein Treibmittel enthält, das normalerweise gasförmig ist.

   16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel ein niederer al!plastischer Kohlenwasserstoff ist·

   17· Verfahren nach Anspruch 2-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereehäumung des Harzes mehr im Bereich der Düsenmundstücks-

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   öffnung als entlang der Länge des Schlitzes erfolgt.

   18. Verfahren naoh Anspruch 2 - 171 dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile die Ausdehnung des schäumenden Harzes entlang der Länge der Schlitzdüse begrenzen.

   19· Verfahren naoh Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Seitenteile, die das sich ausdehnende Harz berühren, konkav sind, so daß sich das schäumende Harz ausdehnt, wenn es sieh durch eine von vier konkaven flächen gebildete Form bewegt.

   20· Verfahren zur Herstellung von gesehäumtem Hochdruckpolyäthylen naoh Anspruch 2 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Flächen auf einer Temperatur zwischen 80 und 95°G gehalten werden.

   21· Verfahren zur Herstellung von geschäumtem Polypropylen naoh Anspruch 2-19, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Flächen auf einer Temperatur zwischen 90 und 13O⁰O gehalten werden·

   22. Verfahren naoh Anspruch 2-21, dadurch gekennzeichnet, daß die Extrueionstemperatur zwischen 90 - 130⁰O liegt.

   23· Verfahren naoh Anspruch 2-22, dadurch gekennzeichnet, daß der Extrueionsdruok zwisohen 17,5 - 352 kg/onr (250 - 5000 pounds pro square inch) beträgt.

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   24· Verfahren nach Anspruch 1-23» dadurch gekennzeichnet, daß man extrudierte geschäumte Harze herstellt, die eine Dichte von 0,02403 - 0,0641 g/cnr ,(1,5 - 4,0 pounds pro cubic foot) aufweisen.

   25. Verfahren nach Anspruch 1-24, dadurch gekennzeichnet,

   daß im wesentlichen eine Düse verwendet wird, wie sie vorstehend beschrieben ist und unter Bezugnahme auf die Pig. 3-7·

   26. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es so durchgeführt wird, wie es im wesentlichen in den Beispielen 1 und 2 beschrieben ist.

   27. Verfahren nach Anspruch 2-23, dadurch gekennzeichnet, daß das extrudierte geschäumte Harz eine Sichte von 0,02003 bis 0,0641 g/cm' (1,25 - 4 pounds pro cubic foot) aufweist.

   28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen so durchgeführt wird, wie es in den Beispielen 3-9 beschrieben ist.

   29· Geschäumtes Harz, dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt worden ist.

   30. Folie aus geschäumtem Harz, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren gemäß Anspruch 2-24 hergestellt worden ist.

   31* Folie aus geschäumtem Harz, dadurch gekennzeichnet, daß

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   sie nach de« Verfahren gemäß Anspruch 25 und 26 hergestellt worden ist.

   32· folie aus geschäumtem Harz, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren gemäß Anspruch 27 und 28 hergestellt worden ist·

   33. Sxtrudierte, geschäumte Folie aus aliphatischen! thermoplast isohem Hare, die eine Menge im wesentlichen parallel gestreckte Zellen enthält und die eine geschäumte Oberflächenhaut höherer Sichte als die der inneren Hauptmasse der I¹QUe umfaßt, wobei die gestreckten Zellen im wesentlichen reohtwinkelig zur Oberfläohenhaut orientiert sind und in den meisten Fällen ein Länge- zu Breite-Verhältnis von 1,1 t 1 bis 1,5 t 1 aufweisen.

   34· Folie nach Anspruoh 33ι dadurch gekennzeichnet, daß die darin enthaltene Masse gestreckter Zellen einen Diohteabfall aufweist derart, daß die Dichte in der Mitte am geringsten ist und nach außen hin zunimmt und daß es eine unmittelbar an die Oberflächenhaut angrenzende Zone gibt, die eine beträchtlich höhere Diohte aufweist als die der Folie als ganzes gesehen, und in der die Zellen kleiner und weniger gestreckt sind als im Zentrum der Folie·

   35· Folie nach Anspruch 33 und 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Zellen im Bereich von 0,0508 - 0,508 mm (0,002 bis 0,02 inch) liegt.

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   36. folie nach Anspruch 33,tie 35» dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren naoh Anspruch 1-24 hergestellt worden ist.

   37* Folie nach Anspruch 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren nach Anspruch 25 und 26 hergestellt worden ist.

   38. folie naoh Anspruch 33 his 35, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren gemäß Anspruch 27 und 28 hergestellt worden ist.

   39. Bxtrudierte geschäumte folie aus aliphatischen! thermoplastischem Harz, wie sie im wesentlichen oben beschrieben und aus den fig. 1 und 2 ersichtlich ist.

   40. folie nach Anspruch 33, wie sie im wesentlichen in den Beispielen 1 und 2 beschrieben ist·

   41· folie nach Anspruch 33, wie si· im wesentlichen in den Beispielen 3 hie 9 beschrieben ist·

   42* Dtise zu» Extrudieren einer geeohäumten aliphatischen thermoplaetisohen Harzfolie, dadurch gekennzeichnet, dafi sie aus «inen Düseneohlit* besteht, der mit einer Zone verbunden ist, die aus einem Paar gegenüberliegender konkar gekrümmter kühlbarer fläohen gebildet wird, wobei die Krümmung der konkaven flächen derart ist, daß bsim Extrudieren des Harz·® durch die

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   Düse sich die entsprechenden konvexen Fläohen des sich ausdehnenden und vereohäumenden Horses berühren«

   43· Düse nach Anspruch 42» dadurch gekennzeichnet, daß sie die Merkmale der Ansprüche 5-11 und 18 und 19 aufweist.

   44· Bxtrusionsdüse, wie sie in wesentlichen oben beschrieben ist und unter Besugnahme auf die fig· 3 und 4*

   45· Extrueionedüee, wie sie im wesentlichen vorher beschrieben 1st und unter Bezugnahme auf die Fig· 5, 6 und 7·

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