DE2142855A1 - Verfahren zur Herstellung von Verbund-Formteilen aus Schaumkunststoffen - Google Patents

Description

The Furukawa Electric Company Limited,

Tokyo, Japan und

Nissei Kogyo KakushiIrL Kaisha,-. Osaka,,. Japan_o

"Verfahren, zur Herstellung-von Vertoundr-Förmteilen aus. Schaumkunststoffen"

Prioritäten:: 26_O August: 1970, Japan,: Nr₀ 45-74680 und 29. Dezember 1970/Japan, .Nr. 45-130200

Die Erfindung- betrifft ein Verfahren.: zur- Herstellung: von Verbund-Form teil en aus Schaumkunststoffen, welche -einen gut geschäumt en Kern bzw. eine gut geschäumte-Schicht und eine.nicht oder: nur wenig geschäumte Oberfläche-, aufweisen.

Formteile aus Schaumkunststoff en: werden in letzter.. Zeit in großem: Ausmaß als Baumaterialien,, als- Verpackungsmaterial und für andere-Anwendungszwecke; eingesetzt", weil diese Schaumkunststoff e nicht nur leicht-, sind: und einen; niedrigen Ge-

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stehungspreis haben,.sondern· weil: sie ausserdem. ausgezeichnete wärmeisolierende Eigenschaften aufweisen: und zudem stark stoßdämpfend-, und .schalldämpfend wirken. ^;

Formteile, aus-Schaumkunststoff weisen, jedoch die Nachteile einer niedrigeren· mechanischen: Festigkeit gegenüber;· nichtgesehäumteir Kunststoff-Formteilenr, auf". Um. diesen. Nachteil zu überwinden- und' dadurch., den; Anwendungsbereich: von; Formt eilen aus/Schaumkunststoffein zu: erweitern, hat man bereits mehrfach versucht', die. mechanischen: Eigenschaften: derartigem.Formteile aus Schaumkunststoff en.- zu erhöhen. .· Die^u geiiugv. beispielsweise.. -dadurch;¹,-: daß. man; die- geschäumten=. Formteile: mit; einer dicken.:, und: festen- Oberflächenschicht· versieht', wodurch/nicht nur: die.-mechanische Festigkeit; verbessert: wird,., sondern: derartige. Verbund-Formteile· auch alle: diejenigen günstigen.Eigenschaften beibehalten·,'.: welche- Schaumstoff-Formteile -aufweisen.

In der: US-Patentschrift 3 455 483"' und^: in: der- japanischen, ver-P öffentlichten Patentanmeldung; 46-10316 wird die. Herstellung solcher- Verbund-Formteile aus: Schaumkunststoffen: mit: einer oder, mehr.erem Oberflächenschichten'= beschrieben·.: Biese bekannte Arbeitsweise- besteht:* darin",·., daß- man: zunächst: auf der Innenwand:; eines: Formwerkzeuges -eine- nichtgeschäumtei Oberflächenschicht' herstellt, und; dann: erst- einem schäumbaren Kunststoffeinfüllt,, worauf- das- Formwerkzeug.: zwecks· Durchführung des- SchäumungsprozessBB: erhitzt¹, wird.. Obwohl sich: auf. diese Vfeise· Formteile aus Schaumstoff mit:· einer* gesonderten. Ober- · flächensehicht erzeugen.'lassen, .ist. es^. doch^? vonc Nach teil,

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daß man 'das¹ Formwerkzeug in zwei Verfahrensstufen· mit; dem betreffenden Kunststoff material "beschicken: muß und daß auch das Formwerkzeug- zweimal erhitzt· werden muß,:wodurch sich die Herstellungskosten wesentlich erhöhen» Ausserdein ist· es-bei dieser Arbeitsweise schwierig, eine^: innige?und vollständige Bindung zwischen: der nichtgeschäumten.Oberflächenschicht- und der geschäumten-: Innenschicht herzustellen.

Aus der US-PatentBchrift 3 052"927 ist auch schon-:-ein einstufiges Verfahren» zur Herstellung; von-. Verbund-Formteilen aus Schaumkunststoff en mit" speziellen:. Oberfläehensehiehten bekannt". Dabei, wird: ein· rotierendes; Formwerkzeug.: verwendet, das mit einer· solchen- Geschwindigkeit rotiert' wird,·., bei. der Zentrifugalkräfte, auftreten;. Als schäumbsres; Material- wird'· beispielsweise Polyurethan' eingesetzt. Bei-diesem. Verfahr eh. beginnt die Schaumbildung.· an: denjenigen^ Stellen: 'desr. Formwerkzeuges, die- von- der Drehachse weiter* entfernt· liegen.. Die Dichte- in dem erhaltenen: Formteil, unterscheidet* sich- daher stufenweise je nach, der· Richtung'in dem·. Formt eil „■ Diese Arbeitsweise hat^; den Nächteil,, daß· für.·. die-.Erzeugungvder- erforderlichen, hohen. Drehgeschwindigkeit, kostspielige. Vorrichtungen erforderlich: sind und- ausserdem. ist die Visko-Elastizität^; der eingesetzten Kunststoffen zur· Zeit' des: AufSchäumens-sehr hoch, insbesondere: wenn; man; ein. schäumbares: thermoplastisches Harz einsetzt» ■ ·· ■

Gemäß·einer anderen bekannten Arbeitsweise, welche in der USKPat ent schrift' 3 542: 912 beschrieben; wird, verarbeitet man in dem- Formwerkzeug eine: Formmasse,, welche! aus Polymeren: mit

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niedrigem· und·' mit' hohem- Schmelzpunkt: bestehen · ßsim Rotieren· des: Formwerkzeuges bilden· die. Polymeren:mit niedrigem Schmelzpunkt· die. aussereSchicht;. während: diejenigen Polymere mit hohem Schmelzpunkt: die innere oder Kernschicht Mlden. Diese Arbeitsweise ist-demgemäß; auf den. Einsatz, solcher polyme- ren^: BtoiiΦ beschränkt, welche'an sich nicht: miteinander verträglich sind, wobei ausserdein noch: der Nachteil, besteht, daß die äussere Schicht des^; Formteile, aus-, dem. Polymeren: mit' niederem· Schmelzpunkt·, besteht, und. daher: nicht ausreichend, wärmebeständig, ist ο

Überraschenderweise wurde.^: nunmehr, gefunden·,., daß. die. vorstehend erläuterten. Schwierigkeiten dadurch-behoben: werden, können, daß man.eine Formmasse, verwendet,- welche; mindestens zwei. Kunststoff e unterschiedlicher· Teilchengröße enthält, wobei insbesondere Gemische:aus Kunststoff pulver* und. Kunststoff granulat verwendet' werden.

Das; erfindungsgemäße. Verfahren· zur· Herstellungr von Verbund-Formteilen aus.-. Schaumkunststoffen, welche·; einen gut' geschäumten Kern bzw _o eine.-gut' geschäumte Schicht und· eine; nicht oder nur wenig geschäumte Oberfläche- aufweisen,, ist dadurch gekennzeichnet, daß: man-in einem in Vibration: .versetzten: oder langsam:rotierenden Formwerkzeug eine· Formmasse erhitzt und schäumt, welche mindestens zwei Kunststoffe· unterschiedlicher Teilchengröße·, insbesondere ein Pulver·· und" ein Granulat,. sowie ein Treibmittel enthält.

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Das. Werkzeug soll mit einer?solchen. Geschwindigkeit· rotiert werden, ■ daß praktisch noch' keine Zentrifugalkräfte? erzeugt werden.

Bei dem- erfindungsgemäßen. Verfahren haftet: der Kunststoff in Pulverform,. dag. heißt mit. kleiner Teilchengröße,- als erster auf. der: Innenwandung;-des? Formwerkzeugesrund bildet dadurch: die: Oberflächenschicht,. und; der· Kunststoff, mit größerer; Teilchengröße-, da_S- heißt· in Granulat form,- haftet auf - der so gebildeten- Oberflächenschicht. Da eine:relativ große· Menge an: Treibmittel vorher: zweckmäßig- in? den. Kunststoff in Granulatform, eingearbeitet-wird, schäumt-dieser in einem: solchen· Maß, auf, daß das.: Formwerkzeug;vollständig ausgefüllt, wird. Auf diese- Weise- wird ein Verbundi-3?ormt-eil· erhalten, welches eine: dicke- und- feste■■· Oberflächenschicht sowie einen gut geschäumten- Kern^! aufweist. ■

Es ist im Rahmen- der; Erfindung' von- Bedeutung-,■:. daß,- mindestens zwei-Kunststoffe unterschiedlicher Teilchengröße in der^: Formmasse, vorliegen.- Um diesen. Unterschied, klar:: zu: kennzeichnen,, wird, nachstehend- im; allgemeinen, von: Kunststoff in Pulverform bei. der Komponente·· mit· kleinerer Teilchengröße und von Kunststoff.' in; Granulatform.-bei· der; Komponente, mit größerer· Teilchengröße, welche: auch; das¹. Treibmittel enthält, gesprochen«. Dies bedeutet¹ jedoch· nicht,, daß; bezüglich der Gestalt, der Kunststoffteilchen: irgend- ein: Unterschied zu bestehen- braucht. Vielmehr· beziehen! sich; diese· Angaben nur auf den: relativen* Größenuntersehied: der Kunststoff-

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teilchen.

Die. Gestalt der einzelnen Kunststoffteilchen ist dabei nicht von.Bedeutungo- Es .kann; sich in" jedem; Fall, um: Pulverteilchen, Granulate, Pellets, kubisch oder kugelförmig-gestaltete.Teilchen-handeln. Wichtig-ist nur■der Größenunterschied. Die Kunststoffteilchen aollen sich'bezüglich ihrer: Größe im-allgemeinen um den, Paktor drei und vorzugsweise- um den Paktor zehn voneinander-unterscheiden,, wobei .sich, diese* Größenangaben bei Kugel,fornr auf. den; Durchmesser·, beziehen.

Bei dem; erfindungsgemäßen. Verfahren- bildet sichr infolge, des Größenuntersehiedes. des> Kunststoffes in· Pulverform- und des Kunststoff es. in Granulatförm/und ausserdem: infolge, der. unterschiedlichen:. Geschwindigkeit, mit welcher sich die: Kunststoffteilchen in· dem; rotierenden: -Formwerkzeug·- bewegen", sehr: leicht eine Oberflächenschicht--und-- eine: gesonderte,. gut' geschäumte Innen-.-ο der.'"Kernschicht, aus-. .Da dieser" Trennvorgang. stattfindet, während, die Kunststoffe aufschmelzen,. ist.die Schmelzviskosität· der eingesetzten- Kunststoffkomponenten ohne Einfluß.-Im-. Rahmen, der: Erfindung; können-daher:fmr die. Ausbildung der: Oberflächenschicht nicht'nur thermoplastische.- Kunststoffe, sondern; auch, bestimmte:- Arten-.~wärniehärtbarer Kunststoffe eingesetzt werden.

Ausserdem; ist": es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, nur für" die Oberflächenschicht weitere Zusatzstoffe einzu-

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setzen, beispielsweise- feuerhemmende: Mittel, Antioxydationsmittel, UV-Strahlen: absorbierende Mittel, antistatische Mittel, sowie Verstärkungsmittel in- Pulver- oder. Faserform. Auf diese- Weise: ergibt sich eine- beachtliche Kostenersparnis inbezug auf die meistens, sehr kostspieligen; Zusatzstoffe.

Erfindüngsgemäß'ist'ausserdem möglich, VerbunxU-Formt'elle aus Schaumkunststoffen:der. unterschiedlichsten Art· herzustellen, wodurch· sich ein breites, Anwendungsgebiet, insbesondere' auf dem Industriesektor, ergibt. ^:

Beispielsweise ist es.· erfindungsgemäß, möglich,..: leichte, aber doch sehr feste'Maschinenunterlagen, und; andere Formteile herzustellen,. welche eine Oberflächenschicht aus^.zum Beispiel Polyäthylen oder Polypropylen.hoher Dichte, aus-ABS-Harzen (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymere), aus.. Nylon_: oder aus. Polycarbonaten und\ mit einem; inneren- Kern aus; vernetzbar.em Polyäthylen mit guten' Schaumeigensehaften herzustellen.

Den er findungs gemäß' eingesetzten: Formmassen können· jedoch auch noch, größere Mengen anderer,, kleinteiliger: Stoffe zugesetzt werden,.. beispielsweise, hohle- Glaskügelchen oder andere Leichtstoffe,· wodurch Verbund-Formteile erhalten--werden,: welche in der- geschäumten Kernschicht Glaskugeln oder: entsprechende Leichtstaffe enthalten und- ausserdem die gewünschte harte Oberflächenschicht aufweisen«, Derartige Verbund_Formteile zeigen eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und. eignen: sich, daher-sehr gut als. V/ärmeisolations-

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materialo

Erfindungsgemäß-ist es ausserdem. möglich, Kunststoffabfälle in die-innere Kernschicht mit- einzuverarbeiten, wobei man die Kunststoffabfalle· zweckmäßig-bis zu einer Größe zerkleinert, welche: etwa, dem" schäumbaren- Kunststoff granulat entspricht.

Weiterhin ist es erfindüngsgemäß^: möglich, auch. Verbund-Formteile^: herzustellen, welche:· drei oder/mehr-verschiedene Schichten aufweisen·,, und beispielsweise- aus. einem· gut geschäumten Innenkern·, einer nicht-geschäumten Schicht und. einer nur leicht

geschäumten; Schicht' bestehen. Zu diesem. Zweck, verwendet man eine: Formmasse,- welche Kunststoffteilchen von drei, verschiedenen: Abmessungen .enthält. Diese Formmasse.· besteht, zum Beispiel aus einem: sehr".fein gepulverten- Kunststoff, der- nur wenig schäumbar ist, aus: einem-granulatförmigen, gut schäumbaren Kunststoff' und aus einem. Grobpulver-eines-kunststoff es', dessen teilchengröße, zwischen.· derjenigen des feinen üunstst off pulver s und des. Kuns.t st off granulat es liegt _o Durch, geeignete Auswahl eines, solchen Kunststoffes- in Grobpulverform: läßt sich ausserdem eine aus serordentlich.· starke Bindung zwischen· der U^erflächenschicht: und. der¹ inneren- Kernschicht- erzeugen.

Als, Kunststoffkomponente in Pulverform eignet: sich jedes beliebige: thermoplastische: Harz sowie wärmehärtbare Kunststoffe,welche aber: noch nicht vollständig: ausgehärtet sind, und daher noch.etwas, aufschmelzeny sowie, ferner thermoplastische Kunststoffe, welche-vernetzbar: sind.. Selbstverständlich können auch

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Mischungen dieser Kunststoff typen eingesetzt werden. Bei dem vorstehend erwähnten vernetzbaren Kunststoff kann es' sich um Polymere handeln, denen Vernetzungsmittel zugesetzt worden sind,." beispielsweise organische· Peroxide oder als Vernetzungsmittel wirkende Azide» Ausserdem· können-,auch'thermoplastische Kunststoffe verwendet· werden, welche vorher- durch·· einen Zusatz chemischer Verbindungen oder durch·entsprechend« Bestrahlungsmaßnahmen· bis. zu einem solchen-Ausmaß.vernetzt· worden sind, daß· dadurch; die Fließfähigkeit, noch: nicht beeinträchtigt wird.

Es ist wesentlich,, daß: die in der-Formmasse vorliegenden Kunststoffe kleiner:Teilchengröße soweit zerkleinert: sind, im Verhältnis zu den granulat förmigen.-Kunststoff en, daß; sie' leicht aufschmelzen und während der Umdrehungsbewegung- des.^ Formwerkzeuges eher an, die. Innenwandung. desselben, gslangen. als. der granulatförmige. Kunststoff <>· Es· muß·· jedoch darauf, geachtet werden, daß^; die Teilchengröße des.· pulverformigen Kunststoffes nicht- zu klein gewählt; wird,, da. sich sonst' diese feinen Teilchen während! der-Drehbewegung· des. Formwerkzeuges koagulieren können,, wodurch, ihre Beweglichkeit innerhalb des· Formwerkzeuges, herabgesetzt· wirdo Dadurch: wird dann: der· erforderliche Trenn.vorgang zwischen den. pulverförmiger und granulat för mi gen Kunststoffteilchen gestört und. es. bereitet Schwierigkeiten, Überflächenschichten gleichmäßiger-Dicke herzustellen,, ^:

Die Größe der« Teilchen der pulverförmigeir Kunststoffkomponente muß daher unter Berücksichtigung der Art'der betreffenden Kunststoffe, der Größe, und Formgebung-dea Formwerkzeug^ und

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der Teilchengröße des granulatförmigen Kunststoffes ausgewählt werden ο Im-. allgemeinen sollen die Teilchen des pulverf örmigen Kunststoffes kleiner sein als einem Zehn-hssschensieb entspricht und vorzugsweise: soll, die Teilchengröße kleiner sein als einem Dreissig-raaschensieb entspricht. Ausserdem. ist es zweckmäßig, wenn, die¹ Teilchen des pulverf örmigen·: Kunststoffes schneller, und leichter: weich, werden: als diejenigen des granulatförmigen- Kunststoffes-, da. auf diese. V/eise- die Haftung' an· der Innenwandung^des: Formwerkzeuges* erleichtert'wird.

Da. jedoch, gemäß: der. Lehre der" Erfindung· stets zwei: Kunststoffarten, mit. unterschiedlicher-. Teilchengröße; in der- Formmasse, verwendet: werden-,, is.t' es·: nicht· unbedingt· erforderlich, ,als pulverf örmige Kunststoff komponente einen;, solchen- Typ- aus zuwählen, der leichter-weich wird, als der granulatförmige Kunststoff. Beispielsweise- kann-, man. mit gutem Ergebnis, als pulverf örmigen Kunststoff: ein· Polypropylen, mit einem Schmelzpunkt: von 16O⁰CL und/ als granulatf örmigen-. Kunststoff ein_; Polyäthylen· hoher Dich- W te einsetzenο Damit der pulverförmige Kunststoff eine gute Beweglichkeit aufweist und. sich:.gut: innerhalb, des- Formwerkzeuges dispergiert, werden.vorzugsweise solche. Kunststoffpulver eingesetzt, welche-durch· Sedimentation aus. einem: Lösungsmittel erhalten worden: sind. Diese-Pulver- werden gegenüber: den: durch mechanische. Zerkleinerung erhaltenen. Kunststoffpulvern:bevorzugt ό Um·, eine, gut ausgeglichene.Beweglichkeit, und.'ein, leichtes Aufschmelzen· innerhalb des Formwerkzeuges: sicherzustellen, ist es in manchen-Fällen zweckmäßig, zwei verschiedenerPulverarten

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zu verwenden, beispielsweise Mischungen eines: Pulvers· mit' Teil-

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chen. entsprechend", einem-. Zweihundert-Maschensieb. unayPulveis mit Teilchen: entsprechend einem: Dreissig- bis^ Fünfzig-Maschensieb. Gemäß, einer anderen" Ausführungsform: des erfindungsgemäßen- Verfahrens, kann -die-' Beweglichkeit innerhalb des: Formwerkzeuges auch dadurch verbessert" werden", daß man: zusätzlich: pulverförmige, nicht-organische Füllstoffe oder" Metallpulver, mit. guter-Wärmeleitfähigkeit und höherer Dichte als das. Kunststoffpulver" mitverwendet; Diese Pulver von derartigen-Stoffen; können: einfach mechanisch, mittels, einer geeigneten Mischvorrichtung; eingemischt werden.· Für" diesen Zweck eignen: sich, beispielsweise Pulver von Calciumcarbonat, Magnesiumsulfat;, Zinkweiß,^ Ton, Talkum oder. Aluminium_o

Da. gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vor allen Dingen: Verbund- Formteile mit einer sehr¹ festen Oberflächenschicht-- hergestellt werden: sollen, "werden:" als Kunststoff.' in· Pulverform vor allem hart eingestellte Polymere verwendet,, beispielsweise Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, ITylon, ABS-Harze,.hart eingestelltes Polyvinylchloridharz, Polycarbonate'" und/oder Phenolharze» Erfindungsgemäß hergestellte Verbund-Formteile,■■ deren Oberflächenschicht: aus. einem P.olyvinylchloridharz und/oder

flamm-Hienolharz" besteht·,· haben/hemmende Eigenschaf.ten: und. eignen sich daher besonders- gut. als Baumaterial und: für .Transportvorrichtungen _e. um die: feuerhemmenden Eigenschaften, noch· zu fördern, kann· in die Oberflächenschicht ein relativ großer Anteil.eines nicht-organischen.Materials in: Pulver-, oder: Faserform· eingebaut werden. Da. die Oberflächenschicht.en: der· erfindungsgemäß'her-

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gestellten Verbund-Forrateile eine möglichst hohe mechanische Festigkeit aufweisen sollen, werden sie· nur sehr schwach geschäumt, und-selbst wenn-, eine starke Schaumbildung s-tattf indet, wird diese, so gelenkt, .daß die Schaumzellen eine ILugelform beibehalten» Falls' derartige Verbund-Formteile für Transportvorrichtungen verwendet werden: sollen, ist. es jedoch oft erwünscht, daß. sie eine weichere uberflache aufweisen, und in diesem Fäll kann, denr pulverförmiger Kunststoff ein größerer Anteil, an Treibmittel zugesetzt werden, so daß vielflächige Zellen in der jObjerflächanschicht gebildet werden,, Für der- ■ artige Anwendungszwecke -wird vorzugsweise als pulverförmige Komponente ein vernetzbarer Kunststoff eingesetzt, wobei man das Vernetzungsmittel oder: Treibmittel zweckmäßig mittels einer Walze'oder-einer Extrudiervorriehtung in den Kunststoff einarbeitet" und dieses Gemisch anschließend zu einem.feinen Pulver, zerkleinert. Wenn man als pulverförmige· Kunststoffkomponente einen vernetzbaren.thermoplastischen kunststoff einsetzti wird dadurch die.Stoßdämpfung der-Formteile verbessert und"die Menge-des·.aus. dem Formwerkzeug' ausfliessenden Materials verringert. Falls.ein Formwerkzeug verwendet; wird, dessen, innere, uberf lache ein. rauster aufweist, lassen sich ausserdem auf'der uberfläche des Formteiles, sehr schöne Musterungenerzielen* Die Dicke der oberflächenschicht- bei den erfindungsgemäßen Formteilen beträgt etwa 0,5 bis 15 mm, wobei Dicken von 2.· bis 7 mm bevorzugt sind.

Die in den erfindungsgemäß eingesetzten Formmassen vorliegen-

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de granulatförmige Kunststoffkomponente kann: ein beliebiges thermoplastisches- Polymer, sein, das: eine: ausreichende Fließfähigkeit aufweist, wenn das Treibmittel sich,zersetzt oder verdampft. Ausserdem können Mischungen aus solchen Kunststoffen und natürlichem oder synthetischem Kautschuk'verwendet werden. Auf jeden Fall ist' es jedoch im Rahmen: des erfindungsgemäßen Verfahrens wichtig,,, daß. der granulatförmige Kunststoff eine größere Teilchengröße aufweist'-als der pulverformige Kunststoff. Im allgemeinen soll die-Teilchengröße einem Zehn-Maschen^.!'-!: oder einem, gröberen Sieb· entsprechen, vorzugsweise einem Fünf-Maschensieb oder einem- noch: gröberen

auf

Sieb. Im Hinblick/eine gute Trennung der'Granulate-von den Pulverteilchen während des Drehvorganges des Formwerkzeuges sollen die Granulate vorzugsweise Kugelform oder eine ähnliche Gestalt aufweisen, doch kann, man auch kleine-Wurfeichen oder kleine Parallelepipede, die rechteckig sind, verwenden. Ausserdem. ist für das Granulat jede, beliebige Gestalt brauchbar,, wie sie durch ein einfaches mechanisches Zerkleinern oder Pulverisieren von Kunststoffen erhalten wird. ■ Das Mengenverhältnis von pulverförmigem zu granulatförmigem Material kann an sich beliebig gewählt .werden-, doch, liegt das Gewichtsverhältnis von pulverförmigern- zu granulatförrnigem Kunststoff im allgemeinen im Bereich-von 2:.8 bis·: 9ti.

Die erfindungsgemäß herstellbaren Formteile sollen, vorzugsweise einen gut geschäumten Kern'aufweisen und daher werden in vielen Fällen vernetzbare Kunststoffe eingesetzt» Wenn die Formmasse aus einem nicht vernetzbaren Kunststoffpulver und

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einem· vernetzbaren Kunststoffgranulat' besteht, schmilzt das pulverfürmige Material beinr Erhitzen ues· Formwerkzeuges auf und'bildet die=Aussenschicht,und. gleichzeitig: findet dann eine Vernetzung und'Auf schäumung- des vernetzbaren; granulatf öx'migen Kunststoffes, statt, wodurch die Schaumzellen ausserordentlieh stabil, werden und:, das durch das Treibmittel erzeugte Gas nur schwierig- entweichen: kann. Auf diese Weise wird: ein ausreichender, innerer; Druck innerhalb des Formwerkzeuges eingestellt und. dadurch, werden formteile· mit gutem Aussehen erzeugt, ψ welche eine hoho· Fo_?n~ 23tändigkeit haben'und eine ausgezeichnete mechanische- Festigkeit, aufweisen·. Aüsserdem sind' die Oberflächenschicht en.' dieser Formteile sehr gleichniässig.- inbezug &a± ihre Dicke und sie sind, gut mit der Kernschicht im Inneren verbunden.

Es wurde'vorstehend bereits daraufhingewiesen, daß-die erfindungsgemäß, verarbeiteten Formmassen auch hohle Glaskügelchen» Aggregate leichten Gewichtes, Holzspäne oder" nicht-schäumbaren Kunststoff enthalten können, wodurch sich. Formteile modifizier ter Art herstellen lassen. Insbesondere· kann den Formteilen auf.diese Weise eine hohe Wärmebeständigkeit, eine hohe mechanische Festigkeit oder-die Eigenschaft, der Schwimmfähigkeit verliehen werden,, Insbesondere-Kunststoffabfalle enthalten, üblicherweise. Holzspäne,- Metallspäne, Sand.oder andere Füllstoffe, und es ist ein Vorteil des erfindungggemäßen Verfahrens, daß man. derartige Kunststoffabfalle in die innere Kernschicht der Formteile· einbauen kann· und' diesen damit sehr' wünschenswer·.-

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te und vorteilhafte Eigenschaften verleihen' kann. Diese;weiteren Zusatzstoffe sollen dabei eine Teilchengröße- derart: aufweisen, daß: diese zwischen der Größe des^; Kunststoffes:· in^: Pulverform und zwischen derjenigen des Kunststoffes¹-in. Granulatforrn liegt. Wenn"man ein Formwerkzeug mit einer; solchen: aus. mindestens drei verschiedenen Kunststoff komponenten "bestehenden: Formmasse "beschickt und dann in der: vorstehend, beschriebenen. Weise die Formmasse unter: Rotieren- des Formwerkzeuges zum·: - Schäumen bringt,.so erhält man Verbund-Formteile, welche aus drei verschiedenen Schichten bestehen, wobei der' Kern sehr.- stark geschäumt ist, dann folgt eine nichtgeschäumte Schicht und

p;eschöumte schließlich folgt eine nur leicht" . Oberflächenschicht. Derartige Formteile weisen trotz-des: leichten Gewichtes eine hohe mechanische Festigkeit und-eine hohe: Stoßdämpfung auf, so daß sie sich insbesondere- als Auskleidungsmaterial für das Innere von Automobilen eignen. Durch:geeignete Auswahl des Kunststofftyps mit· der mittleren. Teilchengröße kann auch die Haftung zwischen der inneren, geschäumten.. Schicht; und- der. Oberflächenschicht verbessert', werden-, da der für· die äussere Schicht verwendete Kunststofftyp im allgemeinen keine: besonders gute Verträglichkeit mit dem für die geschäumte Kernschicht verwendeten Typ aufweist.

Das in den erfindungsgemäßen· Formmassen verwendete Treibmittel hat eine über- dem Erweichungspunkt der Kunststoffe·' liegende Zersetzungstemperatur, wobei es sich sowohl um., ein. organisches als: auch um; ein anorganisches Treibmittel, handeln; kann.

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Für manche Anwendungszwecke verwendet man. auch- ein. flüchtiges Treibmittel.' Das. dem pulverförmigen. Kunststoff zugesetzte Treibmittel wird üblicherweise mittels einer Mischvorrichtung eingemischt. Deirr granulatförmigen. Kunststoff wird das Treibmittel dagegen, im allgemeinen, mittels eines Walzwerkes oder eines Extrudersveinverleibt.

Falls ein Vernetzungsmittel mitverwendet wird, so soll der Vernetzungsvorgang zwecks Erhöhung der Fließfähigkeit vor dem Schäumen stattfinden und- daher liegt die Zersetzungstemperatur des Treibmittels, üblicherweise höher als die Zersetzungstemperatur· des Vernetzungsmittels.

Die; Formteile-, welche erfindungsgemäß hergestellt werden köh-

auf nen, weisen im. allgemeinen Oberflächenschichten: auf ,Vielehe/ das Ein- bis Dreifache volummäßig ausgedehnt sind,. während die innere oder Kernschicht um· das Fünf- bis Dreisöigfache Volumen ausgedehnt ist«, Der gesamte Formteil weist eine Volumenvergrößerung, um: etwa das Zwei- bis Zehnfache auf.

Als Formwerkzeug· werden, im Rahmen der Erfindung- üblicherweise verschließbare Formen verwendet, die aber nicht unbedingt luftdicht sein müssen,, Um jedoch Formteile mit gut aussehender Oberfläche herzustellen,- während doch die Dichte· des Formteiles an sich niedrig ist,-muß- der- Innendruck im Formwerkzeug während: des- Schäumvorganges möglichst hoch sein» Es kann ein Formwerkzeug aus einem üblichen Gußmetall verwendet werden,

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doch kann man auch Formen aus gebogenen Stahlplatten oder durch einen Schweißvorgang erzeugte Formen verwenden,. Da die oberfläche der Formteile durch die Y/ärmeübertragung von der Außenseite des Formwerkzeuges her· durch Wärmeleitung in das innere der Form erzeugt wird-, schmilzt auch der kunststoff in rulverform zuerst auf„ Falls daher eine möglichst gleichmäßige oberflächenschicht erzeugt werden; soll, muß auch- das Formwerkzeug gleichmäßig erhitzt werden« In manchen Fällen ist es jedoch wünschenswert, daß bestimmte Teile-des Formteiles eine besonders hohe Festigkeit aufweisen und daß diese ckVsr eine besondere Dicke der. Otrerfläehenschicht. haben sollen» Diejenigen Teile des Formwerkzeuges, welche den betreffenden Stellen des Form-. teiles entsprechen, werden daher aus einem Metall mit besonders guter- V/armeleitfähigkeit hergestellt, oder die Form·ist an dieser Stelle besonders dünn». Es ist auch möglich, die Innenwandung des Formwerkzeuges mit Unebenheiten-zu. versehen, so datf sich der pulverförmige Kunststoff an diesen Stellen, ansammelt „ Augserdem kann-man Metallnetze oder· Holzlatten an der Innenwand des Formwerkzeuges anbringen, um so die mechanische Festigkeit der Uberfläche des Formteiles an diesen Stellen zu erhöhen und gleichzeitig- die Ausbildung einer dickeren Überflächenschicht zu ermöglichen,, Da. sich die Formmasse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Schäumen innerhalb des Formwerkzeuges ; bewegen muß, soll etwa ein Anteil von 10 Volumenprozent des inneren Hohlraumes des Formwerkzeuges nicht von' der·Formmasse ausgefüllt sein,, V/enn dagegen der verbliebene· Leerraum in der Form mehr als 50 Prozent beträgt und das Formwerkzeug nur um eine Achse rotiert wird, dann bereitet es Schwierigkeiten ₉

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in dem zentral gelegenen Anteil des Formwerkzeuges eine gute. Oberflächenschicht auszubilden_o

Es ist im Rahmen der Erfindung darauf zu. achten, daß das Formwerkzeug während des. Erhitzens: vorzugsweise nur:mit einer solchen Geschwindigkeit rotiert wird, daß sich keine Zentrifugalkräfte ausbilden, da sonst die Trennung zwischen dem Kunststoff' in Pulverform und: dem Kunststoff■ in Granulatform nicht vollständig ist. Die geeignete Rotationsgeschwindigkeit hängt: jedoch von der Art_; der Teilchengröße und dem spezifischen Gewicht sov/ohl des pulverf örrnigen als auch des granulatförmigen-Kunststoffes und weiterhin von der absoluten Größe des Formwerkzeuges ab. Vorzugsweise wird jedoch die Umdrehungsgeschwindigkeit derart gewählt, daß die am- schnellsten rotierenden Teile des Formwerkzeuges sich mit' einer Geschwindigkeit von höchstens 15 m/Minute und niedriger, vorzugsweise von 5m/Minute bis 0,Ti m/Minute bewegen. Diese Drehbewegung kann nur um eine Achse- stattfinden, doch kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, auch eine Drehbewegung um mehrere Achsen des Formwerkzeuges zu ermöglichen. Durch eine solche mehraehsige Drehbewegung kann., man. nämlich- erreichen, daß sich-der Kunststoff ganz gleichmäßig auf der-inneren Oberfläche des Formwerkzeuges- verteilt, so daß man auch besonders gleichmäßige· Oberflächenschichten erhält ο im Bahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es- aber nicht unbedingt nötigy. für· die- Bewegung- des' Formwerkzeuges eine Rotationsbewegung zu wählen, sondern man: kann stattdessen oder zusammen mit der'Rotationsbewegung-auch eine· Vibration durchführen,

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um mittels einer solchen vibrierenden Bewegung· das Kunststoffpulver innerhalb des Formwerkzeuges- von· dem Kunststoffgranulat zu trennen« Falls man das Formwerkzeug nur einer solchen Vibrations bewegung aussetzt, erhält man Formteile, welche auf der 'einen Seite eine gut geschäumte Schicht aufweisen und auf der anderen Seite eine überhaupt nicht geschäumte Schichte Derartige Formteile eignen sich' beispielsweise als Rückenstütze für Sitzgelegenheiten in Transport- oder Verkehrseinrichtungen.

Das Erhitzen dds Formwerkzeuges erfolgt üblicherweise mittels heisser Luft oder mittels Dampfe Bei.Anwendung, von-Dampf ist es möglich, die Temperatur relativ niedrig;; und. die Erhitzungszeit kurz zu halten,, Daher wird Dampf im Rahmen der-Erfindung bevorzugt. Ein Beheizen mit Dampf verhindert auch, daß sich der Kunststoff oder das Material, des Formwerkzeuges zersetzt» Um die Trennung- des pulverförmigen Kunststoffes von dem K.unststoffgranulat innerhalb des Formwerkzeuges· zu ermöglichen, ist es. erforderlich, die Temperatur' des Formwerkzeuges selbst zu erhöhen, ohne daß jedoch die Formmasse wesentlich erhitzt wird. Auf diese Weise wird.nämlich sichergestellt, daß zunächst der pulverförmige Kunststoff an der Innenwandung des Formwerkzeuges haftete Auch aus diesem Grund: ist ein schnelles Erhitzen des Formwerkzeuges- sehr zweckmäßig₀- Falls man das erfindungsgemäße Verfahren dazu verwendet, um rohrförmige Formteile herzustellen, und dabei in üblicher \ieise. das Formwerkzeug mittels Heißluft erhitzt, so bildet sich: zwar an der .Überfläche des Rohrs eine dicke Schicht aus, doch ist es schwierig, eine gut geschäumte Kernschicht im Inneren des

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Rohres herzustellen. Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, kann man beispielsweise trorapetenförmig sich ausweitende Verbindungsstücke an beiden Enden der Form anbringen, wodurch es; dann möglich ist, dem inneren Rohrteil des Formwerkzeuges eine größere-Menge an. Heißluft zuzuführen_c Andererseits ist es möglich, diesen Abschnitt des Formwerkzeuges besonders dünn auszugestalten oder hierfür ein besonders gut wärmeleitendes Material, wie Aluminium, zu verwenden. Das Formwerkzeug wird üblicherweise auf Temperaturen von 160 bis 400⁰G erhitzt und die Erhitzungszeit beträgt im allgeB^inen 15 bis 120 Minuten. Die erfindungsgemäßen Formteile werden im- allgemeinenrasch abgekühlt und zu diesem Zweck wird das Formwerkzeug üblicherweise in einen V/assei-tank eingetaucht oder mit einer Kühlflüssigkeit abgespritzt» Da.die Struktur des geschäumten Kunststoffes bzw.· des Kunststoffes in der Oberflächenschicht durch rasches Kühlen sehr feinkristallin wird

und ausserdem das Entweichen· des während des Schäumungsvorganges entstehenden Gases verhindert werden kann, lassen sich auf diese Weise Formteile hoher Festigkeit, herstellen« Ein weiterer Vorteil besteht darin,, daß die mechanische Festigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Formteile infolge der festen und relativ dicken Oberflächenschicht ausreichend groß ist, während der Kompressionswiderstand im inneren des Formteiles infolge der ungesehäumten Kernschicht relativ klein ist. Falls eine solche geringere Kompressionsbeständigkeit nicht erwünscht ist, kann man Formteile mit Hohlräumen, Einschnitten oder Kerben beliebiger: Form, beispielsweise runder: oder

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- 2α - ν

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rechteckiger Form, herstellen» Bei dem erfindungsgemäßen- Verfahren bildet sich dann nämlich auch auf diesen Hohlräumen oder Einschnitten eine mechanisch feste und dicke Oberflächenschicht aus. Auch kann man in die so erhaltenen Hohlräume oder Einschnitte ein steifes Material, einführen, beispielsweise einen Betonblock oder Holzstücke. Als weitere Verstärkungsmaterialien, welche in die nicht-geschäumte oder nur sehwach geschäumte Oberflächenschicht eingebaut werden können, eignen sich Metallplatten, !profile- aus Stahl, Rohre, Draht, Metallgaze, Holzlatten und ähnliches. Auf diese V/eise läßt sich die mechanische Festigkeit der Formteile ganz wesentlich verbessern,,

Es wurde vorstehend bereits daraufhingewiesen, daß eine weitereMöglichkeit zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Formteile darin besteht, der Formmasse auch noch Granulate eines nicht-schäumbaren oder nur wenige schäumbaren Kunststoffes zuzusetzen» Wenn man so verfährt, verbleibt dieser-als Verstärkung dienende Kunststoff in der geschäumten. Kernschicht und verbindet sich gleichzeitig mit der festen Oberflächenschicht, welche die gesamte Oberfläche des Formteiles überzieht„ Auf diese V/eise wird demgemäß die mechanische Festigkeit wesentlich verbessert. Bei manchen Ausführungsformen kann, auch dieser verstärkende Kunststoff vor Zumischen zu der Formmasse nichttrennbar mit dem nchäumbaren Kunststoffmaterial Verbunden werden. Beispielsweise .kann man zwei Platten oder Folien aus den betreffenden Kunststoffen miteinander verbinden und dann

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dieses Laminat zu einein Pulver zerkleinern und dieses Pulver der· Formmasse einverleiben» Gemäß einer anderen Ausführung«-· weise kann=man. den schäumbaren Kunststoff, der in Granulatform in der Formmasse verwendet wird, auch zunächst zu einem dünnen Statt'extrudieren, der dann, mit einer nicht„öchäuiri.baren Schicht' aus dem verstärkenden Kunststoff überzogen wird» Dieser Verbundstab wird anschließend in kleine Granulatteilchen unterteilt und der Formmasse einverleibt,,

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich wird, -^e'=en die erfindungsgemäß herstellbaren-Formteile ein sehr geringes Gewicht auf, zeigen aber trotzdem ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. :Sie können daher auch zur Herstellung von Formteilen mit großen Abmessungen eingesetzt werden, beispielsweise als Maschinenunterlagen ο Die erfindungsgemäß herstellbaren Formteile sind daher von großer Bedeutung:für viele industrielle Anwendungszwecke.

'Die Beispiele erläutern die Erfindung«,

Beispiel Io

100 Gewichtsteile Polyäthylen niedriger Dichte, 10 Gewicht::.-teile Azodicarbonamid und 0,8 Gewichtsteile Dicumylperoxid werden- auf einem Walzwerk zu einer gleichförmigen Hasse verknetet und dann zu kubischen Pellets mit einer Kantenlänge von etwa 3 mm verforrat. 18 g dieser Pellets werden mit 72 g eines pulverförmigen Polyäthylens hoher Dichte ( Teilchengröße entsprechend einem lÖÖ-bis 200-Maschensieb) und

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0,7 g Azodiearbonamid in einem Mischer gut vermischt und. dann gibt man. diese Formmasse in eine Stahll'orm der Abmessung 220 mm χ 50 mm χ 25 mm,. Die gefül3.te Stahlform wird dann, wanrend man sie mit einer Geschwindigkeit von 4 Umdrehungen pro Minute rotieren läßt, erhitzt und mittels Heißluft 45 Minuten lang auf einer Temperatur von 300⁰C gehalten» Der so hergestellte Verbund-Formteil weist eine nur wenig geschäumte feste Oberfläche mit einer gleichförmigen Dicke von etwa 4 mm und einen gut geschäumten Kerntieil auf. Der Formteil zeigt eine ausgezeichnete Kompressionsfestigkeit und Biegefestigkeit ο

Beispiel 2„

Man vei^wendet die in Beispiel 1 besehriebenen Kunststoffe in Granulat- und Pulverform sowie auch die gleiche Stahlform. Das Gewichtsverhaltnis von pulverförmigem zu granulatförmigem Kunststoff wird jedoch verändert und auf diese Weise köiiiien Formteile erzeugt" werden, deren Volumen durch das Aufschäumen um etwa das Dreifache vergrößert ist, wobei gleichseitig die Dicke der Oberflächenschicht variiert werden kann«, Die so hergestellten erfindungsgemäßen Formteile weisen: ausserdem eine gute Eiegeelastizität auf» Die nachstehende. Tabelle 1 zeigt die Dicke der Oberflächenschicht und' die V/erte für die Biegeelastizität der so hergestellten Formteile, lus den Zahlenwerten ist ersichtlich, daß die Biegeelastizität umso größer ist, je größer die Dicke der uberflächenschicht ist, und hieraus ergibt sich, daß die Haftung oder Bindung

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, 21Λ2855

zwischen der Oberflächenschicht und. dem geschäumten Kern außerordentlich fest·ist«

	Tabelle I	Biege
Dicke- der Ober		elastizität
flächenschicht		kg/cm
mm		1 100
0,5		1 630
1,0		2 400
1,5		3 £60
2,0		4 130
2i,5 ·

Beispiel 3 ο

100 Gewichtsteile eines Polyattrylens mittlerer Dichte, 10 Gewichtsteile Azodicarbonamid und 0,3 Gewichtsteile Dicumylperoxid werden auf einem Yialzwerk zu' einer gleichförmigen Masse verknetet und aus dieser Masse formt man dann kubische Pellets mit einer Kantenlänge von etwa 5 ram (Komponente A)₀ Ausserdem vermischt man 100 Gewichtsteile eines im Handel erhältlichen Epoxyharzes, 29 Gewichtsteile Dipropylenglycol, 44 Gewichtsteile Pyromellitsäureanhydrid-und 20 Gewicht-steile eines Polyäthyleiiglycols mit einem Molekulargewicht von 3000 etwa drei Stunden lang bei einer Temperatur von 60⁰G₀ Das dabei entstandene liunststoffprodukt wird abgekühlt und zu einem Pulver mit einer Teilchengröße entsprechend einem 100-waschensieb oder kleiner verarbeitet (Komponente B)I₀.

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25 g der" Komponente A und 75 g der Komponente B: werden in eine Form mit den Abmessungen 220 mm χ 50 mm χ 25 mm eingefüllt , dann erhitzt und 60 Minuten lang geschäumt, wobei mittels Heißluft auf 32-O⁰G erhitzt und gleichzeitig die Form mit einer Geschwindigkeit von 20 Umdrehungen pro Minute rotiert wird. Man erhält so einen Formteil mit einer, etwa 3 mm dicken Oberflächenschicht, welche ganz, gleichmäßig ist, wobei diese Schicht eine höhere mechanische Festigkeit und eine bessere Biegefestigkeit aufweist als entsprechende Formteile aus Schaumkunststoff, wiche nur aus dem thermoplastischen Kunststoff bestehen. Die erfindungsgemäßen Formteile zeigen ausserdem bei einer Temperatur von 100°G. eine ausreichende Deformationsbeständigkeitbei Belastung.

Beispiel 4»

Pellets mit einem Durchmesser von etwa. 3 ram aus Polyäthylen niederer Dichte, welche ausserdem ein Vernetzungsmittel enthalten, und ein Treibmittel enthalten, sowie ein. Pulver aus · Polyäthylen hoher Dichte (Schmelzindex" 5). mit einer Teilchengröße, die kleiner als. ein lOQ-Maschensieb ist, und· ein drei Stunden lang bei 400⁰C getrockneter Asbest ("kanadischer Gütegrad 7M)) werden in den in Tabelle II angegebenen Mengenverhältnissen miteinander vermischte Diese Formmasse wird, dann in eine Form, welche ein rechtwinkliges Parallelepiped mit den folgenden Abmessungen darstellt:Höhe 25 mm, Breite 50 mm, Länge 215 mm, eingefüllt und diese-Form wird 30 Minuten lang mittels Heißluft auf 29O⁰G erhitzt, wobei man sie mit einer

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Geschwindigkeit von 5 Umdrehungen pro Minute rotieren läßt, . Anschließend kühlt man das Formwerkzeug mittels V/asser und erbiüt so geschäumte Formteile, deren .Volumen durch den Schäumungsprozess um-etwa: den Faktor 3 zugenommen hat und welche- eine Oberflächenschicht von gleichförmiger Dicke aufweisen. In der Kernschicht betrug die Volumenvergrößerung durch Schäumen etwa das Elffache und eine große Menge- der zugesetzten Asbestteilchen befindet sich in der Oberflächenschicht mit einer Stärke von etwa 2 mm,welche nicht geschäumt ist. Die Eigenschaften dieser -* Formteile sind nachstehend in Tabelle II ™lede"£f.£,eben. Vergleichsνersueho

Es wird eine Formmasse entsprechend der vorstehend angegebenen Zusammensetzung hergestellt, wobei, jedoch die Pellets aus Polyäthylen, niedriger Dichte durch-ein entsprechendes Polyäthylen in Pulverform ersetzt werden, wobei die Pulverteilchen durch ein 1'00-Maschensieb hindurchgehen. Aus dieser Formmasse wird in.: der vorstehend beschriebenen Weise ein Formteil hergestellt _t welches: jedoch-eine völlig gleichförmige-Struktur auf\/eist. Die Eigenschaften dieser Formteile sind nachstehend in Tabelle III wiedergegeben.

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Polyäthylen niedriger Dickte (Vernetzungsmittel UoSehäumer enthaltend).

■Tabelle II

Polyäthylen Asbest Biegeelastihoher Dichte . zität '

21

kg/

	Granulat	Pulver	g	,4	I 100
	g	g	7	,7	4 000
Ko	öl 18,4	66,2	14
No	o2 18,4	58,9

Gemessen "bei Dreipunktauflage mit einer Spannweite von 200 ram ο

Tabelle III

zität ' '' kg/cm

Polyäthylen	Polyäthylen	Asbest
niedriger Dichte	hoher Dichte
(Vernetzungsmittel
uοSchäumer enthal
tend)
Pulver	Pulver
g	g	g

Gemessen bei Dreipunktauflage mit einer Spannweite von 200 mm ο

Ho. 1 18,4 2 18,4

66,2
58,9

7,4 14,7

1 100 1

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Aus einem Vergleich der Zahlenv/erte der Tabellen II und III ergibt sich, daß die erfindungsgemäß hergestellten Formteile eine wesentlich bessere- Biegeelastizität aufweisen.

dürfte

Dies / auch mit davon herrühren·, daß sich der als Verstärkung smateri al eingesetzte Asbest vor allem in der· Oberflächenschicht anreichert.

Beispiel 5<>
R Aus den schäumbaren P.ellets. von Beispiel 1 werfen mittels eines· Extruders Platten von^; 2.-. mm Dicke hergestellt „ Anschließend, erhitzt mari eine 1 mm dicke Platte aus einem Polyäthylen hoher Dichte und verbindet dieses durch Laminierung mit der zuerst genannten Platte von 2 mm Dicke « Dieses Verbildmaterial wird dann zu würfelförmigen Pellets mit einer Kantenlänge von etwa- 3 mm zerkleinert. Wenn, man diese Pellets "zusammenmit dem in Beispiel 1 beschriebenen Kunststoffpulver unter den dort angegebenen Bedingungen verarbeitet, so erhält man Formteile mit sehr hoher Kompressionsfestigkeit, da sich im Inneren des geschäumten Kerns eine Art Gerüst aus dem nichtschäumbaren Polyäthylen hoher Dichte gebildet hat.

Beispiel 6» -

Zu der in Beispiel 1 beschriebenen Formmasse werden 2.0 g Granulat aus einem-Mischpolymerisat von Äthylen und Vinylacetat mit einer ivantenlänge von etwa 1 mm zugenetzt. Diese Formmasse , wird dann unter den Bedingungen von Beispiel 1 zu Formteileii verarbeitete Man erhält so einen aus drei Schichten bestehcm-

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den Verbund-Formteil, wobei die eine Schicht aus Polyäthylen, die andere Schicht aus dem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer und die dritte Schicht-_aus vernetzten! Polyäthylen besteht.

Beispiel 7°

100 Gewiehbsteile eines Äthylen-Vinylacetat-Misehpolymers, 5 Gev/ichtsteile Azodiearbonaraid und. 1,2 G-ewichtsteile Dicumyl-peroxid werden auf einem Walzwerk zu einer gleichförmigen Masse verarbeitet und dann stellt man aus dieser Masse ein Pulver mit einer Teilchengröf« kleiner als einem 50-Mascbensieb entsjjricht her. 100 g dieses Pulvers werden: mit 100 g der in Beispiel 1 beschriebenen Kunststoffpellets vermischt und diese Formmasse wird in eine Form aus Stahlplatten mit den. Abmessungen 100 mm χ 300 mm χ 50 mm eingefüllt, wobei die innere Oberfläche der Form Unebenheiten bzw. mit Ausnehmungen versehene Stellen aufweist. Die gefüllte Form wird 30 Minuten lang mittels Dampf mit einem· Druck, von 12 kg/cm erhitzt und dabei rotiert. Auf diese Veise erhält man Formteile, deren Volumen durch den Schäumungsprozess um. etwa das Siebenfache zugenommen hat und welche auf der Oberfläche Unebenheiten oder Einkerbungen aufweisen, welche dem. Muster auf der Innenfläche der'Form entsprechen. Infolgedessen-weisen die Formteile einen großen Reibungowidex'stand. auf.

Beispiel 8„

Zu der Formmasse von Beispiel 1 v/erden jeweils 5 g bart eingestelltes Polyvinylchlorid, Polystyrol und Nylon in Form von Pellets mit einer Kantenlänge von etwa 3 mm zugesetzt. Dann

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wird die Formmasse unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungenweiterverarbeitet» Man erhält so Formteile mit einer glatten Oberflächenschicht, deren innerer geschäumter Kernteil das hart eingestellte Polyvinylchlorid, Polystyrol und Hylon enthält ₀

Beispiel 9- -'

Eine Formmasse-der-nachstehend angegebenen Zusammensetzung wird in einer Form, zur Herstellung von Maschinenunterlagen 70 Minuten lang diittolo Heißluft auf 35O⁰C erhitzt, wobei das Formwerkzeug mit einer Geschwindigkeit, von 0,5 Umdrehungen pro Minute rotierte Nach Beendigung des Schäumungsvorganges- wird die Form mittels Abspritzen mit Wasser rasch abgekühlt und auf diese V/eise wird eine Maschinenunterlage mit einer Dichte von. 0,3 g/cm und dem in Figur 1 wiedergegebenen Aussehen hergestellt; .

Zusammensetzung -der Formmasse:.
Polyäthylen hoher Dichte

(Schmelzindex:2r, 100 bis 2fT0 Maschen) 15,3 kg

Polyäthylen niedriger Dichte

(Schmelzindex::. 1, 30 bis 50 Maschen)) . 4,0 kg

Azodicarbonamid 0,2. kg

Schäumbare Pellets (Durchmesser- 6 mm,

Länge 6 mm)' 2,1 kg

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Zusammensetzung der schäumbaren Pellets:

Polyäthylen hoher Lichte 50 Gewichtsteile

¹¹ niedriger Dichte 50 '" "

Azodicarbonamid 10 " "' Dicumylperoxid 0,8 ⁿ "'

Diese Maschinenunterlage v/eist eine mechanisch feste Oberflächenschicht auf und zeigt eine gemäß JLS-2-06O2: gemessene Durchbiegung , wie· sie in Figur 2. Kurve A wiedergegeben ist« Diese Meßwerte bestätigen die hohe mechanische Festigkeit₀ Ausserdem genügte die Maschinenunterläge dem Falltest und wies eine Kompressionsfestigkeit entsprechend den Bestimmungen von JIS-Z-0602 auf (Japanese Industrial Standard)_o

Vergleichsversuch.

Wenn.man.eine Formmasse der vorstehend angegebenen stofflichen Zusammensetzung herstellt, aber aus dem/pulverförmigen Polyäthylen hoher Dichte dem pulverförmigen Polyäthylen niedriger Dichte und. deni_Azodicarbonamid zunächst mittels eines Esctruders Pellets der Abmessungen 6 mm χ 6 mm herstellt und diese mit den schaumbaren Pellets gleicher Abmessungen zu einer Formmasse kombiniert und diese Formmasse in gleicher Vieise verarbeitet, so erhält man Maschinenunterlagen, deren Oberflächenschicht "nicht ausreichend ausgebildet ist, wie sich aus der geringeren Festigkeit ergibt (vergleiche Figur Z Kurve B)₀

Beispiel 10_o

Verstärkungöeinlagen aus Stahlplatten mit der in Figur 3 dar—

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gestellten Ausbildung werden an beiden Enden eines Formwerkzeugeszur Herstellung einer Maschinenunterlage gemäß Figur 1 eingelegt und dann- stellt man den. Formteil unter den in Beispiel 9 angegebenen Bedingungen her„ Die Verstärkungseinlage aus. Stahl wird, dabei derart in das Formwerkzeug eingelegt, daß die Enden etwa 3 mm τοη der-Oberflächenschicht der Masehinenunterlage. entfernt sindo Der größere Anteil der-Verstärkungsanlage befindet sich daher innerhalb der Oberflächenschicht, Bei dieser JXlaschinenunt erläge ist daher derjenige. Teil, in welchen die Greifer <~\n.es Gabelstaplers eingreifen, durch die ' Metalleinlage, wesentlich verstärk^, und diese Masehinenunterlage zeigt- daher eine gute. Schockbeständigkeit und eine sehr' geringe Durchbiegung, (vergleiche Figur 2 Kurve G).

Beispiel 11_o

100 Gewichtsteile Polypropylen mit einem Schmelzindex, von 1,3, 5 Gewichtsteile- Azodicarbonamid und 5 Gewichtsteile Polybutadi- fk en werden auf einem Walzwerk zu einer gleichförmigen Masse verarbeitet und diese wird: dann zu Pellets mit einer Kantenlänge von 3 nun zerkleinerte 90 g: einer Formmasse, welche 30 Gewichtsprozent dieser Pellets und 70 Gewichtsprozent· eines nur wenig Treibmittel enthaltenden. Polypropylenpulvers enthält, werden in eine aus Stahlplatten bestehende Form eingefüllt, welche die Abmessungen 22 cm χ 5 cm χ 2,5 cm aufweist. Die gefüllte Form wird mittels Heißluft 45 Minuten lang auf 300⁰O erhitzt und dabei mit einer Geschwindigkeit von 10 Umdrehungen pro Hinute rotiert ο Auf diese- Y>eioe v/erden Formteile mit einer mechanisch festen Oberflächenschicht gleiohfurmi^er

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Dicke von etwa 2i mm erhalten, die ausserdem insgesamt eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen.(vergleiche Figur 4)·.

Beispiel 12»

Eine Formmasse aus 72> g pulverförmigem Polyvinylchlorid mit einer Teilchengröße entsprechend einem 100-Masehensieb) und kleiner, 1 g Azodicarbonamid und 8 g der in Beispiel 9 beschriebenen vernetzbaren und sehäumbafen Pellets wird in eine Aluminiumform eingefüllt, welche ein Innenvolumen von'240 ml

aufweist. Man erhitzt mittels Wasserdampf von 10 kg/cm 15 Minuten lang und läßt dabei die Form mit einer Geschwindigkeit von 8 Umdrehungen pro' Minute rotieren. Anschließend kühlt man die Form mittels V/asser ab und erhält dadurch einen Formteil mit einer gleichmäßigen Oberflächenschicht aus Polyvinylchlorid (vergleiche Figur 5)oDiese. Objerflächenschicht weist flammhemmende Eigenschaften, auf. und. ausserdem ist' die^; Bindung in dem Formteil zwischen, dem Polyvinylchlorid' und dem vernetzten Polyäthylen recht gut„

Wenn- man in der vorstehend angegebenen Formmasse die 72-; g pulverförmiges Polyvinylchlorid durch eine Mischung= aus 521. g Polyvinylchloridpulver und 20 g granulatförraiges Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer (Teilchengröße'mit einer· Kantenlänge von etwa 1 mni); ersetzt, so erhält man einen^: For-nrfceil, bei dem sich das Äthylen-Vinylacetat-Misehpoiymer im Zentrum· der Polyvinylehloridschicht eingelagert-hat und in diesem· Fall ist die Bindung zwischen der inneren geschäumten Polyäthylenschicht und der oberflächenschicht aus Polyvinylchlorid sehr-

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gut,

Beispiel 13ο

2- kg der in Beispiel 9 beschriebenen vernetzbaren Kunststoffpellets werden mit 18· kg pulverförmigem ABS-Kunststoff (Teilchengröße kleiner als 100-I^vlaschensieb) vermischt und in eine Stahlforra eingefüllt, welche derart ausgestaltet ist, daß man "damit Formteile mit Einkerbungen der in Figur 6 dargestcll- _ ten^; Art herstellen, kann. Diese Form'hat die Abmessungen ^ 1000 mm x. 1000 mm χ 150 mm und wird 6Ό Minuten lang auf 33O°G erhitzt,'wobei man: sie mit einer Geschwindigkeit von.einer Umdrehung pro Minute rotieren läßt ^Abschließend kühlt mal öle Pc ria rasch ab„ Dieser Formteil zeigt eine- gleichförmige Oberflächenschicht aus- dem ABä-Kunststoff und er zeigt ausserdem ausgezeichnete Eigenschaften inbezug auf.die Biegeelastizität_o Ausserdem hat sieh die Überflächenschicht auch ax). den Stellen der Einkerbungen ausgebildet und daher werden' bei der Prüfung der Durchbiegung und der Kompressionsfestigkeit gleich- W falls sehr gute Ergebnisse gemessene

Beispiel 14 ο

50 Gewichtsteile Hochdruck-Polyäthylen, 50 G-ewichts'teile Hitteldruck-Polyäthylen, 1 Gewichtsteil Dicumylperoxid und 5 Gewichtsteile Azodicarbonamid werden auf einem V.^;alzenwerk zu einer gleichförmigen Masse verarbeitet und dann zerteilt man diese zu Granulaten mit: einer Kantenlänge von etwa 5 nun»

Eine Formmasse aus 40 g eines pulverförmigen Mitteldruck-Poly-

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äthylens und 40 g der vorstehend "beschriebenen Kunststoffgranulate v/erden in eine Form mit den Abmessungen 2Ö0 nai χ 50 mm χ 25 mm eingefüllte Man. erhitzt die gefüllte -Porin 60 Minuten lang auf 2;5O°C in einem Thermostat, der mit einer Schüttelvorrichtung versehen ist, welche mit einer 'Hublänge von 50 mm in horizontaler Richtung bei einer Geschwindigkeit von 60 Hublängen je Minute vibrierte Der so hergestellte Formteil hat eine Dichte von 0,35 g/cm und besteht aus einer gut geschäumten Schicht und einer starren, mechanischen, festen Kunststoffschicht, wobei diese beiden Schichten gut haftend miteinander verbunden sindo

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Claims (1)

1. 2H2855

   Patentansprüche

   ι1Δ Verfahren zur Herstellung- von Verbund-Formteilen aus DOhaumkunststoffen, welche einen gut geschäumten üern "bzw. eine gut geschäumte Schicht und eine nicht oder nur wenig geschäumte Oberfläche- aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß-man in einem in Vibra/fcion versetzten oder langsam rotierenden !Formwerkzeug eine Formmasse erhitzt und schäumt, welche mindestens zwei Kunststoffe unterschiedlicher Teil— Ψ chengröße,· inöueBOixd&ie ein Pulver und ein Granulat, sowie ein Treibmittel enthält_o

   24 Verfahren-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse einen thermoplastischen und/oder einen wärmehärfbaren Kunststoff in Pulverform enthält, wohei der thermoplastische Kunststoff auch vernetzt sein, kann oder ein Vernetzungsmittel, enthält»

   3ο Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse einen Kunststoff in Pulverform mit einer Teilchengröße entsprechend einem 10-Maschensieb oder kleiner und'vorzugsweise· entsprechend, einem- 30-Mascheiisieb oder klei ner enthält«

   4ο Verfahren nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse zusätzlich ein Material in Pulverform enthält, welches eine größere Dichte und eine bessere Wärmeleitfähigkeit als der pulverförmige Kunststoff aufweist.

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   ₇._ 2H2855

   5ο Verfahren nach. Anspruch 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige Kunststoff ein Treibmittel, ein feuerhemmendes Mittel, ein Antioxidationsmittel, ein llV-Strahlen absorbierendes Mittel und/oder ein Verstärkungsmaterial enthält I)ZWo In Kombination mit diesen.Zusatzstoffen verwendet wird ο

   6.O Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch, gekennzeichnet, daß die Formmasse einen schäumbaren thermoplastischen und/oder wärmehärtbaren Kunststoff. in Granulatform enthält, wobei der thermoplastische Kunststoff auch vernetzt sein kann oder ein Vernetzungsmittel enthalte

   7o Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse einen Kunststoff in Granulatform'mit einer Teilchengröße entsprechend einem 10-Maschensieb: oder größer und vorzugsweise- entsprechend einem 5-Maschensieli oder größer enthalte

   8ο Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines dreischichtigen Verbund-Formteils eine Formmasse verwendet wird, welche- zusätzlich Teilchen mit einer Größe enthält, die zwischen derjenigen-des- pulverförmigen Kunststoffes und derjenigen, des granulatförmigen Kunststoffes liegte

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   9o Verfahren nach.· Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse zusätzlich, nicht-schäumbare oder wenig schäumbare jvunststoffgranülate enthalte

   1Oo Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse Granulate aus einem schäumbaren Kunststoff enthält, der durch Extrudieren mit einem- nicht oder nur wenig sehäumbaren Kunststoff überzogen oder laminiert worden ist»

   Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Formwerkzeuge mit Ausnehmungen oder Vorsprüngen zur Erzeugung von beliebig gestalteten Vertiefungen, Einschnitten oder Hohlräumen im Formteil verwendet werden,,

   12o Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in das Formwerkzeug dort, wo die- Überflächenschicht gebildet werden soll, Verstärkungsmittel eingelegt werden, insbesondere Metallplatten, Draht, Rohre, Drahtnetz, Holzlatten oder Metallformteile ο

   13ο Verfahren" nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die pulverförinige (n) Kunststoff (e) einen höheren Schmelzpunkt als der oder die- granulatförmige (n) Kunststoff (e) aufweist (aufweisen)ο . ·

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   14o Verfahren nach Anspruch-1 bis 13, dadurch gekennzeichnet_f daß das Formwerkzeug; mit einer keine Zentrifugalkräfte erzeugenden Geschwindigkeit rotiert <>

   15ο Verfahren nach Anspruch 1 bis 14-, dadurch gekennzeichnet, daß die am. schnellsten rotierenden Teile des Formwerkzeuges sich mit einer Geschwindigkeit von höchstens· 15 m/Minute und niedriger, vorzugsweise von· 5 m/iyiinute bis 0,1 m/Minute bewegen-.

   16ο Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeuge mittels. Wasserdampf oder Heißluft erhitzt wir d ο

   17ο Verfahren nach/Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daii das Formwerkzeug nach Beendigung des: Schäumungsvorgaiiges durch Eintauchen in V/asser oder durch Aufsprühen einer kühlflüssigkeit abgekühlt wird«.

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   VO.

   Leerseite

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